CN108820254B - 一种单向抗压可拉脱撞击分离结构 - Google Patents

一种单向抗压可拉脱撞击分离结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，由分离段以及在仪器段表面的8根导轨组成；未分离时，分离段包裹着仪器段，通过内表面设置的4个均匀周向圆环槽与仪器段外壁上存在的半圆环突起贴合，分离段前端紧贴仪器前面的侵彻段；分离段内表面还设有与8根导轨相配合的8个导轨槽，通过导轨和导轨槽的配合来保证侵彻时分离段的姿态。该撞击分离装置具有结构简单、可靠性高，分离精度高，单向抗压的特点。

Description

一种单向抗压可拉脱撞击分离结构
技术领域
本发明涉及一种单向抗压可拉脱撞击分离结构。
背景技术
深空撞击探测是实现地外天体内部探测的高效手段。为了保证撞击器在撞击进入目标表体内后仪器可以持续工作，所以要将天线，太阳能收集装置等相关设备停留在天体表面。因此，需要设计一种可分离的撞击分离装置，携带天线等构件与撞击器进行分离，停留在天体表面为撞击器内的载荷提供能量和对外信息传输。本发明设计的分离装置与传统的分离装置相比，不需要火工品，仅通过撞击过程中两个分体间的剪切力实现分离。由于地外天体撞击速度在几百米每秒至几千米每秒不等，冲击过载将达到10 4～10 5g，所以在撞击过程中，分离时的姿态也需要有相应的保证，本设计中通过8根导轨进行分离时的姿态和路径控制，具有分离精度高的特点。同时为确保分离装置在撞击时不损坏，装置还需具备较强的抗冲击能力。通过改变分离段的形状与仪器段相匹配，可以将该装置扩展成不同的构型撞击器的分离装置，适用于不同的行星撞击任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，可适应不同的任务需求，为深空高速撞击器分离器的设计与实现提供技术支持，可应用于小天体、月球、火卫等无大气天体的撞击探测任务。该项技术也可应用于火星、金星等有大气天体硬着陆探测中。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，由分离段以及在仪器段表面的8根导轨组成；分离器是装置的主要部分，未分离时分离段包裹着仪器段，通过内表面设置的4个均匀周向圆环槽与仪器段外壁上存在的半圆环突起贴合，来限制两分体前后的相对运动和周相转动，在分离时，两分体间的剪切力使分离段跳脱半圆环突起，实现分离；分离段前端紧贴仪器前面的侵彻段；分离段内表面还设有与8根导轨相配合的8个导轨槽，通过导轨和导轨槽的配合来保证侵彻时分离段的姿态。
优选地，分离段采用圆柱形，以配合撞击器细长圆柱形构型，并包裹在仪器段外，对仪器段起到一定保护作用，分离段采用高强度的材料。
优选地，分离段前端与侵彻段贴合，承受撞击瞬间的向下冲击压力；侵彻过程中，通过仪器段的向下惯性力与分离段向上的推力，实现分离段的脱离。
优选地，所述导轨选用高强度材料，均匀的分布在仪器段表面，分散承受撞击分离时的冲击力，提高装置可承受的撞击冲击力。
优选地，半圆环突起采用圆滑过渡，方便于实际的装配；4个半圆环突起对称分布，能够有均匀受力。
优选地，未分离时，分离段的前端与侵彻段相紧贴，实现在撞击瞬间，能够承受向下的单向压力。
优选地，分离段在撞击器与仪器段存在预紧力，能够保持正常飞行不松动，并且在撞击过程中能够相互分离。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过高速撞击分离装置的设计，该装置能够承受撞击的高过载，单向抗压。在侵彻过程中，依靠撞击器两个分体间的剪切力即可实现跳脱分离，同时配合导轨保证分离姿态。具有结构简单、可靠性高，分离精度高的特点。本发明可有效用于小天体、月球、火星、火卫等各类地外天体撞击任务撞击器中。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例在分离时的总体图
图2为本发明实施例在未分离时的总体图。
图3为本发明实施例中分离段与仪器段未分离的三维图。
图4为图3的半剖图。
图5为本发明实施例中分离段与仪器段分离的三维图。
图6为本发明实施例中分离段的三维图。
图7为图6的剖面图。
图8为本发明实施例中仪器段的三维图。
图9为图8的主视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施案例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1到图8所示，本发明实施例提供了一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，包括：分离段3和仪器段。
如图1-图2所示，该撞击器总体由侵彻段1，缓冲段2，分离段3，仪器段4组成，图1中显示了未分离时的撞击器，其中分离段前端与缓冲段紧贴着，从而在撞击瞬间，可以承受大的向下惯性力，实现单向抗压。图中还显示了撞击后，分离段分离的状况。
如图3-图5所示，表示了未分离和分离时两个分体的状态。该装置的仪器段外壁上主要设有4个半圆环突起5和8根导轨6；分离段采用圆柱形，底部设置有底座9，的内表面上设有4个圆环槽7，8个导轨槽8，。未分离时，半圆环突出5与圆环槽7相匹配；8根导轨与导轨槽相匹配。分离时，分离段跳脱圆环突起，沿导轨分离。
如图6-图9所示分别为分离段的三维图与主，左视图和仪器段的三维图与主，俯视图，通过该图可以清楚看出该装置两个分体的构型。
本具体实施通过分离段内表面设置的4个均匀周向圆环槽与仪器段外壁上存在的半圆环突起贴合，来限制两分体前后的相对运动和周相转动，在分离时，两分体间的剪切力使分离段跳脱半圆环突起，实现分离；仪器段采用8根导轨与分离段内表面的8个导轨槽相匹配，并采用一定强度的材料，为撞击时提供强度保证。通过导轨作用可保证分离时的分离路径和姿态。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，由分离段以及在仪器段表面的8根导轨组成；未分离时，分离段包裹着仪器段，通过内表面设置的4个均匀周向圆环槽与仪器段外壁上存在的半圆环突起贴合，分离段前端紧贴仪器前面的侵彻段；分离段内表面还设有与8根导轨相配合的8个导轨槽，通过导轨和导轨槽的配合来保证侵彻时分离段的姿态。
2.根据权利要求1所述的一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，分离段前端与侵彻段贴合，承受撞击瞬间的向下冲击压力；侵彻过程中，通过仪器段的向下惯性力与分离段向上的推力，实现分离段的脱离。
3.根据权利要求1所述的一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，所述半圆环突起具有光滑的弧度，便于实际的装配。
4.根据权利要求1所述的一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，分离段采用圆柱形设计与仪器段的形状相匹配，并对分离段采用高强度的材料，来保证其强度需求防止撞击破坏。
5.根据权利要求1所述的一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，4个半圆环突起采用对称分布，在撞击时能够有均匀的受力。
6.根据权利要求1所述的一种单向抗压可拉脱撞击分离结构，其特征在于，分离段在撞击器与仪器段存在预紧力，能够保持正常飞行不松动，并且在撞击过程中能够相互分离。
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