CN109775126B - 一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构，包括锁紧盘、悬臂、解锁弹簧、火工作动器及锁盒；解锁锁定对象为盖体和圆形密封容器；锁紧盘通过转轴安装在盖体上，锁紧盘末端与圆形密封容器内圆周面设置的螺旋槽滑动配合，锁紧盘上设有轴肩挡板或限位槽，限位槽为斜面槽，同时解锁弹簧一端固定在锁紧盘上，另一端固定在盖体上；火工作动器一端固定在盖体上，另一端与锁紧盘铰接；悬臂位于锁紧盘上方，一端固定在盖体上，另一端固定在外部开合机构上；锁盒安装在悬臂底面，锁盒内的锁销分别与轴肩挡板或限位槽配合锁紧。本发明能够完成一次锁紧、解一次锁及二次锁定。

Description

一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构

技术领域

本发明涉及空间机构技术领域，具体涉及一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构。

背景技术

密封封装装置是嫦娥五号探测器的核心装置之一，其功能是承接月球表层样品和深层钻取样品并对样品进行自动真空封装。发射前，密封容器需要在专用设备中进行真空除气、杀菌等净化处理，然后使用专用设备在高纯氮气环境下将密封盖体和密封容器一次锁紧；到达月球表面工作时需要解除一次锁紧，将盖体和密封容器分离，并打开盖体，待采集的月球样品装入封装装置密封容器内后，盖体和密封容器需要二次密封锁紧。因此，需要一种能够完成一次锁紧、解锁及二次锁定的机构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构，能够完成一次锁紧、解一次锁及二次锁定。

本发明采取的技术方案如下：

一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构，包括锁紧盘、悬臂、解锁弹簧、火工作动器及锁盒；解锁锁定对象为盖体和圆形密封容器；

所述锁紧盘通过转轴安装在盖体上，锁紧盘末端与圆形密封容器内圆周面设置的螺旋槽滑动配合，锁紧盘上设有轴肩挡板或限位槽，所述限位槽为斜面槽，同时解锁弹簧一端固定在锁紧盘上，另一端固定在盖体上；所述火工作动器一端固定在盖体上，另一端与锁紧盘铰接；所述悬臂位于锁紧盘上方，一端固定在盖体上，另一端固定在外部开合机构上；所述锁盒安装在悬臂底面，锁盒内的锁销分别与轴肩挡板或限位槽配合锁紧；

锁盒内的锁销与轴肩挡板或限位槽配合完成一次锁定，解锁弹簧处于拉伸状态；悬臂在开合机构的带动下抬升一定高度，解除轴肩挡板或限位槽对锁销的限制，锁紧盘在解锁弹簧的作用下转动，完成一次解锁；二次锁定时，悬臂带动盖体沉入圆形密封容器内，火工作动器驱动锁紧盘转动，锁紧盘末端沿圆形密封容器内壁螺旋槽旋转向下，锁销与轴肩挡板或限位槽配合，锁紧盘停止运动，完成二次锁定。

进一步地，所述解锁锁定机构进一步包括二次锁紧限位槽，二次锁紧限位槽沿转轴轴向高度与锁紧盘厚度一致，沿火工作动器运动的时针方向，所述二次锁紧限位槽设置在轴肩挡板或限位槽后方；一次锁定时，锁销分别与轴肩挡板或限位槽配合锁紧；二次锁定时，锁销与二次锁紧限位槽配合锁紧。

有益效果：

1、本发明结构简单，通过控制锁销与锁紧盘上轴肩挡板或限位槽的相对位置完成锁紧/解锁动作，能够完成一次锁紧、解一次锁及二次锁定的功能，而且一次锁的解锁可通过抬升悬臂实现，解锁过程容易实现，可实现装置的自动解锁。

2、本发明进一步包括二次锁紧限位槽，能够实现二次锁定的强锁定，锁紧盘被完全约束固定，完成样品密封，该解锁锁定机构在返回地面过程中能够适应各种力学环境，锁紧稳定可靠。可以通过控制锁销与锁紧盘上的轴肩挡板和二次锁紧限位槽的相对位置完成不同阶段的密封要求。

附图说明

图1为一次锁定状态原理图；

图2为一次锁定状态下锁销与轴肩挡板配合示意图；

图3为解锁状态下锁销与锁紧盘配合示意图；

图4为二次锁定状态原理图；

图5为二次锁定状态下锁销与二次锁紧限位槽配合示意图。

其中，1-锁盒，2-悬臂，3-锁紧盘，4-盖体，6-压缩弹簧，7-锁销，8-轴肩挡板，9-二次锁紧限位槽。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构，包括锁紧盘3、锁盒1、悬臂2、解锁弹簧及火工作动器，解锁锁定对象为盖体4与密封容器，密封容器为圆形容器。

锁紧盘3通过转轴安装在盖体4上，锁紧盘3末端与密封容器内圆周面设置的螺旋槽滑动配合，锁紧盘3上设有轴肩挡板8和二次锁紧限位槽9，二次锁紧限位槽9沿转轴轴向高度与锁紧盘3厚度一致，沿火工作动器运动的时针方向，二次锁紧限位槽9设置在轴肩挡板8后方，如图1所示，图中能显示出二次锁紧限位槽9，轴肩挡板8被遮挡看不到，因此用虚线表示轴肩挡板8，同时解锁弹簧一端固定在锁紧盘3上，另一端固定在盖体4上，解锁弹簧拉伸为解锁锁定机构提供一次锁紧解锁力；火工作动器一端固定在盖体4上，另一端与锁紧盘3铰接，火工作动器发火为解锁锁定机构提供二次锁紧力；悬臂2位于锁紧盘3上方，一端固定在盖体4上，另一端固定在外部开合机构上；锁盒1安装在悬臂2底面，锁盒1包括盒体、压缩弹簧6及锁销7，压缩弹簧6和锁销7位于盒体内，锁销7外圆周套装压缩弹簧6，同时锁销7由盒体端面设置的通孔穿出，锁销7分别与轴肩挡板8和二次锁紧限位槽9配合锁紧。

发射前，锁销7与轴肩挡板8接触，限制了锁销7的轴向运动，解锁弹簧处于拉伸状态，如图2所示，此时解锁锁定机构完成一次锁定；地外天体采样自动封装装置抵达月面后，进行一次解锁，悬臂2在开合机构的带动下抬升一定高度，解除轴肩挡板8对锁销7的限制，锁紧盘3在解锁弹簧的作用下逆时针转动，使得锁销7抵在锁紧盘3的圆弧面上，如图3所示，完成一次解锁，此时锁紧盘3脱离锁销7的约束可以自由转动。当采集样品完成后，盖体4进行二次锁定，开合机构通过悬臂2将盖体4沉入密封容器内，火工作动器发火使锁紧盘3顺时针运动，沿密封容器壳体内壁斜槽旋转向下，如图4、图5所示，当锁销7滑至二次锁紧限位槽9时，锁紧盘3停止运动，完成二次锁定，锁紧盘3被完全约束固定，该锁定为强锁定，该锁定装置能够满足地外天体采样自动封装装置返回地面过程中的各种力学环境，在结构不发生破坏性损伤下，装置锁定功能一直有效。

另一实施例中，可以将锁紧盘3上设置的轴肩挡板8替换为限位槽，限位槽为斜面槽，锁销7与该限位槽配合完成一次锁紧及解锁。悬臂2在开合机构的带动下抬升一定高度后，锁销7沿斜面移动从该限位槽中脱出，解除对锁销7的限制。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于地外天体采样自动封装的解锁锁定机构，其特征在于，包括锁紧盘、悬臂、解锁弹簧、火工作动器及锁盒；解锁锁定对象为盖体和圆形密封容器；

所述锁紧盘通过转轴安装在盖体上，锁紧盘末端与圆形密封容器内圆周面设置的螺旋槽滑动配合，锁紧盘上设有轴肩挡板或限位槽，所述限位槽为斜面槽，同时解锁弹簧一端固定在锁紧盘上，另一端固定在盖体上；所述火工作动器一端固定在盖体上，另一端与锁紧盘铰接；所述悬臂位于锁紧盘上方，一端固定在盖体上，另一端固定在外部开合机构上；所述锁盒安装在悬臂底面，锁盒内的锁销分别与轴肩挡板或限位槽配合锁紧；

锁盒内的锁销与轴肩挡板或限位槽配合完成一次锁定，解锁弹簧处于拉伸状态；悬臂在开合机构的带动下抬升一定高度，解除轴肩挡板或限位槽对锁销的限制，锁紧盘在解锁弹簧的作用下转动，完成一次解锁；二次锁定时，悬臂带动盖体沉入圆形密封容器内，火工作动器驱动锁紧盘转动，锁紧盘末端沿圆形密封容器内壁螺旋槽旋转向下，锁销与轴肩挡板或限位槽配合，锁紧盘停止运动，完成二次锁定；

所述解锁锁定机构进一步包括二次锁紧限位槽，二次锁紧限位槽沿转轴轴向高度与锁紧盘厚度一致，沿火工作动器运动的时针方向，所述二次锁紧限位槽设置在轴肩挡板或限位槽后方；一次锁定时，锁销分别与轴肩挡板或限位槽配合锁紧；二次锁定时，锁销与二次锁紧限位槽配合锁紧。

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