CN108995830A - 一种四点联动式压紧释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四点联动式压紧释放装置，包括压紧螺母、压紧杆、压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆A、支撑连杆C、解锁连杆B、解锁弹簧、压紧法兰、基座、联动杆、L形连杆和解锁销。通过压紧连杆与压紧法兰的压紧面相互压紧，提高了承受的压紧力。采用压紧连杆、支撑连杆和解锁连杆的连接形式安装于基座上。在锁紧状态下，本发明的压紧释放装置形成两级死点，使得压紧连杆无法驱动解锁连杆A，解锁连杆A无法驱动解锁连杆B。而在解锁时，只需对解锁销施以几N(牛)的解锁力，就能够实现数倍的解锁力裕度；四组连杆机构通过联动杆同步解锁，提高了大负载工况解锁的可靠性。

Description

一种四点联动式压紧释放装置
技术领域
本发明涉及一种压紧释放装置，特别是一种四点联动式压紧释放装置。
背景技术
在航天领域，有效载荷与运载工具的连接与释放广泛存在，例如多级火箭的级与级、卫星与运载火箭、卫星与飞船、太阳翼与空间飞行器、展开天线与空间飞行器等等。目前采用的方式有，基于火工品的装置进行连接和释放，常用的火工连接与释放装置有基于爆炸螺栓的压紧座、基于爆炸螺栓或者火工切割器的包带、基于火工分离螺母的压紧座、基于火工切割器的压紧座等，这些压紧释放装置的共同特征是承载连接力，为保证连接刚度，连接力往往达到数千甚至数万N，作为主要元件的火工品本身需要被破坏，因而必须利用火药的巨大爆炸冲击力进行解锁，该种方式由于是一次性使用，导致成本高，并且爆炸冲击力进行解锁，易对航天器造成损伤。还有采用无火工品方式的压紧释放装置，如CN200910122846.1，空间联动压紧释放机构，包括压紧帽、压紧杆、壳体、弹簧盖、弹簧、弹簧支座、锁紧连杆、U型连杆、直连杆、连接轴销、固定销轴、绳连接器和联动绳，当该压紧释放机构处于锁紧状态时，U型连杆和直连杆在水平位置，锁紧连杆对U型连杆和直连杆的力为水平力，连杆机构处于死点位置。当该压紧释放机构处于解锁状态时，U型连杆和直连杆在弹簧的弹力作用下离开水平位置即死点位置，使弹簧处于伸展状态。由于空间联动压紧释放机构具有一个死点，在解锁过程中需要大的解锁力，另外锁紧杆对压紧杆压紧时，由于锁紧杆与压紧杆之间的压紧面积小，所以现有的压紧释放机构难以承受大负载工况的解锁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四点联动式压紧释放装置，克服现有技术的不足，通过对解锁销施以很小的解锁力实现大负载的解锁。
本发明的技术解决方案是：一种四点联动式压紧释放装置，包括压紧螺母、压紧杆、压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆A、支撑连杆C、解锁连杆B、解锁弹簧、压紧法兰、基座、联动杆、连杆和解锁销。
所述基座为方形中心对称开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，腔体四个角内侧均有横截面为直角“L”形框架，每个框架的直角端上端设有铰接轴，“L”形框架与方形腔体为整体件；在靠近腔体四个角的内侧壁上设有三个铰接孔和滑动孔，三个铰接孔分别为第一铰接孔、第二铰接孔和第三铰接孔，三个铰接孔位置呈三角形分布，滑动孔为长圆形孔，滑动孔位于三个铰接孔所呈三角形内部；基座的上端面为压紧面；基座的腔体壁上设有解锁销孔；
所述压紧连杆为剖面为“Γ”形块状体，压紧连杆上端为突出端，压紧连杆突出端横向下表面为压紧面，压紧连杆突出端上设有一带铰接孔的凸耳，压紧连杆下端设有一个铰接孔；
所述压紧法兰为剖面为形块状体，压紧面位于下端“L”形横向上表面；压紧法兰上端有安装孔用于连接载荷；
所述压紧法兰下端的“L”形块状体置于基座的“L”形孔内，基座的压紧面与压紧法兰上端压紧吻合；
所述支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆A和支撑连杆C均为两端带有铰接孔的条形块状体；
所述解锁连杆B为剖面为“T”形块状体，其中下端设有一个铰接孔，横端为铰接轴；
所述联动杆为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置还设有铰接孔A，在联动杆中点位置设有销孔，并且铰接孔A和销孔的开孔方向与两端的铰接孔垂直；
所述连杆为“V”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔，连杆的“V”形夹角为90°；
压紧杆的一端安装于基座底部通过锁紧螺母压紧，另一端与压紧连杆下端铰接，压紧法兰下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆的压紧面相互压紧，
支撑连杆A一端与压紧连杆突出端上凸耳铰接，支撑连杆A的另一端同时与支撑连杆B和解锁连杆A的一端铰接，支撑连杆B的另一端与基座上的第一铰接孔通过铰接轴与基座铰接；
解锁连杆A的另一端同时与支撑连杆C与解锁连杆B的一端铰接；
支撑连杆C的另一端与基座上的第二铰接孔通过铰接轴与基座铰接；
解锁连杆B铰接轴端一侧穿过基座的滑动孔和联动杆的铰接孔A，将解锁连杆B与联动杆铰接，解锁连杆B铰接轴端另一侧与解锁弹簧一端铰接；
解锁弹簧的另一端与基座上的第三铰接孔通过铰接轴与基座铰接；解锁弹簧可以左右平动，也可以及绕铰接轴转动；
连杆拐角处铰接孔套装于基座铰接轴上，连杆可以绕基座上的铰接轴转动，连杆两个端点分别与联动杆的一端铰接。
解锁销置于基座的解锁销孔和联动杆销孔内。
所述解锁弹簧为拉簧。
所述压紧螺母为标准紧固件。
本发明的优点在于：
1.本发明的连杆式压紧释放装置，由于压紧法兰下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆的压紧面相互压紧，提高了承受的压紧力。本发明采用支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆B、压紧连杆、解锁连杆A和支撑连杆C的连接形式安装于基座上，在锁紧状态下，本发明的压紧释放装置形成两级死点，使得压紧连杆难以驱动解锁连杆A，解锁连杆A难以驱动解锁连杆B。而在解锁时，只需对解锁销施以几N(牛)的解锁力，就能够实现数倍的解锁力裕度，提高了大负载工况解锁的可靠性。
2.本发明的联动解锁机构，可以确保4组解锁机构同步解锁，使得负载能够被平稳释放。
附图说明
图1一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态剖视图；
图2一种四点联动式压紧释放装置解锁释放状态剖视图；
图3一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态外观图；
图4一种四点联动式压紧释放装置基座局部剖视图；
图5一种四点联动式压紧释放装置基座局部示意图；
图6一种四点联动式压紧释放装置的联动杆示意图；
图7一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态示意图；
图8一种四点联动式压紧释放装置解锁释放状态示意图。
具体实施方式
如图1和图3所示，一种四点联动式压紧释放装置，包括压紧螺母1、压紧杆2、压紧连杆3、支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆A6、支撑连杆C7、解锁连杆B8、解锁弹簧9、压紧法兰10、基座11、联动杆12、连杆13和解锁销14。
如图3、图4和图5所示，基座11为方形中心对称开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，腔体四个角内侧均有横截面为直角“L”形框架，每个框架的直角端上端设有铰接轴11-5，“L”形框架与方形腔体为整体件；在靠近腔体四个角的内侧壁上设有三个铰接孔和滑动孔11-4，三个铰接孔分别为第一铰接孔11-1、第二铰接孔11-2和第三铰接孔11-3，第一铰接孔11-1、第二铰接孔11-2和第三铰接孔11-3的位置呈三角形分布，第一铰接孔11-1靠近基座11上端，第二铰接孔11-3位于第一铰接孔11-1右侧，滑动孔11-4为长圆形孔，滑动孔11-4位于三个铰接孔所呈三角形内部；基座11的上端面为压紧面；基座11的腔体壁上设有解锁销孔；
如图1、图2和图3所示，压紧连杆3为剖面为“Γ”形块状体，压紧连杆3上端为突出端，压紧连杆3突出端横向下表面为压紧面，压紧连杆3突出部分背面设有一带铰接孔的凸耳，压紧连杆3下端设有一个铰接孔；
压紧法兰10为剖面为形块状体，压紧面位于下端“L”形横向上表面；压紧法兰10上端有安装孔用于连接载荷；压紧法兰10下端的“L”形块状体置于基座11的“L”形孔内，基座11的压紧面与压紧法兰10上端压紧吻合；
支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆A6和支撑连杆C7均为两端带有铰接孔的条形块状体；
解锁连杆B8为剖面为“T”形块状体，其中下端设有一个铰接孔，横端做为铰接轴；
如图6所示，联动杆12为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置设有铰接孔A12-1，在联动杆12中点位置设有销孔12-2，并且铰接孔A12-1和销孔12-2的开孔方向与两端的铰接孔垂直；连杆13为“V”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔，连杆13的“V”形夹角为90°。
压紧杆2的一端安装于基座11底部通过锁紧螺母1压紧固定，另一端与压紧连杆3下端铰接，压紧法兰10下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆3的压紧面相互压紧，
支撑连杆A4一端与压紧连杆3上的凸耳铰接，支撑连杆A4的另一端同时与支撑连杆B5和解锁连杆A6的一端铰接，支撑连杆B5的另一端与基座11上第一铰接孔11-1通过铰接轴与基座11铰接；
解锁连杆A6的另一端同时与支撑连杆C7与解锁连杆B8的一端铰接；
支撑连杆C7的另一端与基座11上的第二铰接孔11-2通过铰接轴与基座11铰接；
解锁连杆B8的铰接轴端一侧穿过基座11的滑动孔11-4和联动杆12的铰接孔A12-1，将解锁连杆B8与联动杆12铰接，解锁连杆B8铰接轴端另一侧与解锁弹簧9一端铰接；
解锁弹簧9的另一端与基座11上的第三铰接孔11-3通过铰接轴与基座11铰接；解锁弹簧9可以左右平动，也可以绕铰接轴转动；
连杆13拐角处铰接孔套装于基座11铰接轴11-5上，连杆13可以绕基座11上的铰接轴11-5转动，连杆13两个端点分别与联动杆12的一端铰接。
解锁销14置于基座的解锁销孔和联动杆销孔12-2内。
其中：解锁弹簧为拉簧，压紧螺母为标准紧固件。
如图1、图7和图8所示，基座11的四个角内均顺序安装按照上述连接的压紧螺母1、压紧杆2、压紧连杆3、支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆A6、支撑连杆C7、解锁连杆B8和解锁弹簧9。
工作过程：
如图1、图3和图7所示，当压紧法兰10下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆3的压紧面相互压紧时，当解锁销14置于基座上解锁销孔和联动杆销孔12-2内时，此时机构处于压紧状态，解锁弹簧9处于拉伸状态，支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆B8处于水平位置，压紧连杆3、解锁连杆A6和支撑连杆C7处于竖直位置，此时形成两级死点，使得压紧连杆3难以驱动解锁连杆A6，解锁连杆A6难以驱动解锁连杆B8，四点联动式压紧释放装置处于锁定状态。
如图2、图8所示，当拔出解锁销14时，解锁弹簧9释放，解锁连杆B8沿滑孔11-4向右滑动，同时带动解锁连杆A6一端向右上运动，解锁连杆A6另一端带动支撑连杆A4向右下运动，支撑连杆A4带动压紧连杆3形凸出端向右侧展开，压紧法兰10脱离压紧束缚。四点联动式压紧释放装置处于释放状态。

Claims (4)

1.一种四点联动式压紧释放装置，其特征在于包括压紧螺母(1)、压紧杆(2)、压紧连杆(3)、支撑连杆A(4)、支撑连杆B(5)、解锁连杆A(6)、支撑连杆C(7)、解锁连杆B(8)、解锁弹簧(9)、压紧法兰(10)、基座(11)、联动杆(12)、连杆(13)和解锁销(14)；
所述基座(11)为方形中心对称开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，腔体四个角内侧均有横截面为直角“L”形框架，每个框架的直角端上端设有铰接轴(11-5)，“L”形框架与方形腔体为整体件；在靠近腔体四个角的内侧壁上设有第一铰接孔(11-1)、第二铰接孔(11-2)、第三铰接孔(11-3)和滑动孔(11-4)，基座(11)的上端面为压紧面；基座(11)的腔体壁上设有解锁销孔；
所述压紧连杆(3)为剖面为“Γ”形块状体，压紧连杆(3)上端为突出端，压紧连杆(3)突出端横向下表面为压紧面，压紧连杆(3)突出部分背面设有一带铰接孔的凸耳，压紧连杆(3)下端设有一个铰接孔；
所述压紧法兰(10)为剖面为形块状体，压紧面位于下端“L”形横向上表面；压紧法兰(10)上端有安装孔用于连接载荷；
所述压紧法兰(10)下端的“L”形块状体置于基座(11)的“L”形孔内，基座(11)的压紧面与压紧法兰(10)上端压紧吻合；
所述支撑连杆A(4)、支撑连杆B(5)、解锁连杆A(6)和支撑连杆C(7)均为两端带有铰接孔的条形块状体；
所述解锁连杆B(8)为剖面为“T”形块状体，其中下端设有一个铰接孔，横端做为铰接轴；
所述联动杆(12)为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置设有铰接孔A(12-1)，在联动杆(12)中点位置设有销孔(12-2)，并且铰接孔A(12-1)和销孔(12-2)的开孔方向与两端的铰接孔垂直；
所述连杆(13)为“V”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔；
压紧杆(2)的一端安装于基座(11)底部通过锁紧螺母(1)压紧，另一端与压紧连杆(3)下端铰接，压紧法兰(10)下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆(3)的压紧面相互压紧，
支撑连杆A(4)一端与压紧连杆(3)上的凸耳铰接，支撑连杆A(4)的另一端同时与支撑连杆B(5)和解锁连杆A(6)的一端铰接，支撑连杆B(5)的另一端与基座(11)上第一铰接孔(11-1)通过铰接轴与基座(11)铰接；
解锁连杆A(6)的另一端同时与支撑连杆C(7)与解锁连杆B(8)的一端铰接；
支撑连杆C(7)的另一端与基座(11)上的第二铰接孔(11-2)通过铰接轴与基座(11)铰接；
解锁连杆B(8)的铰接轴端一侧穿过基座(11)的滑动孔(11-4)和联动杆(12)的铰接孔A(12-1)，将解锁连杆B(8)与联动杆(12)铰接，解锁连杆B(8)铰接轴端另一侧与解锁弹簧(9)一端铰接；
解锁弹簧(9)的另一端与基座(11)上的第三铰接孔(11-3)通过铰接轴与基座(11)铰接；解锁弹簧(9)可以左右平动以及绕铰接轴转动；
连杆(13)拐角处铰接孔套装于基座(11)铰接轴(11-5)上，连杆(13)可以绕基座(11)上的铰接轴(11-5)转动，连杆(13)两个端点分别与联动杆(12)的一端铰接；
解锁销(14)置于基座的解锁销孔和联动杆销孔(12-2)内。
2.根据权利要求1所述的一种四点联动式压紧释放装置，其特征在于所述的基座(11)上的第一铰接孔(11-1)、第二铰接孔(11-2)和第三铰接孔(11-3)位置呈三角形分布，滑动孔(11-4)位于第一铰接孔(11-1)、第二铰接孔(11-2)和第三铰接孔(11-3)所呈三角形内部，第一铰接孔(11-1)靠近基座(11)上端，第二铰接孔(11-3)位于第一铰接孔(11-1)右侧，滑动孔(11-4)为长圆形孔。
3.根据权利要求1所述的一种四点联动式压紧释放装置，其特征在于所述连杆(13)的“V”形夹角为90°。
4.根据权利要求1所述的一种四点联动式压紧释放装置，其特征在于所述的解锁弹簧(9)为拉簧。
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