CN110626524A - 解锁机构及具有其的航空航天设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种解锁机构及具有其的航空航天设备。解锁机构包括：压紧块，所述压紧块用于与待锁定的结构固定连接，所述压紧块上设置有锁定部；解锁组件，所述解锁组件包括解锁杆和推动杆，所述解锁杆的第一端具有与所述锁定部连接的锁定位置和与所述锁定部分离的解锁位置，所述推动杆的第一端与所述解锁杆的第二端连接；电机驱动组件，所述电机驱动组件与所述推动杆的第二端驱动连接以驱动所述解锁杆在所述锁定位置和解锁位置之间切换。本发明中的解锁机构可实现冗余设计，安全可靠，能够实现精准复位，可重复使用，使用范围广、实用性强。

Description

解锁机构及具有其的航空航天设备

技术领域

本发明涉及航空解锁装置技术领域，具体而言，涉及一种解锁机构及具有其的航空航天设备。

背景技术

针对小卫星分离，传统的火工源解锁机构在结构重量、体积、分离冲击等方面不能满足小卫星的分离需求，近年，针对立方星的发射需求，各个研究机构成功研制出了多型适用于立方星装载与释放的分离机构，例如：记忆合金分离机构、电磁驱动分离机构等。

但是，上述的分离机构的结构通常不具备冗余解锁、且冲击高、质量高、适用范围比较窄。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种解锁机构及具有其的航空航天设备，以解决现有技术中的解锁机构适用范围窄的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种解锁机构，包括：压紧块，所述压紧块用于与待锁定的结构固定连接，所述压紧块上设置有锁定部；解锁组件，所述解锁组件包括解锁杆和推动杆，所述解锁杆的第一端具有与所述锁定部连接的锁定位置和与所述锁定部分离的解锁位置，所述推动杆的第一端与所述解锁杆的第二端连接；电机驱动组件，所述电机驱动组件与所述推动杆的第二端驱动连接以驱动所述解锁杆在所述锁定位置和解锁位置之间切换。

进一步地，所述电机驱动组件包括：电机支架；螺杆步进电机，所述螺杆步进电机安装在电机支架上；丝杠螺母，所述丝杠螺母套设在所述螺杆步进电机的螺杆上，所述推动杆的第二端固定在所述丝杠螺母上。

进一步地，所述电机驱动组件还包括步进电机和联轴器，所述步进电机安装在所述电机支架上，所述步进电机输出轴与所述螺杆步进电机的螺杆通过所述联轴器连接。

进一步地，所述解锁杆中部通过转轴固定在预定结构上。

进一步地，所述锁定部为卡槽，所述解锁杆的第一端设置有与所述卡槽相适配的锁钩。

进一步地，所述推动杆包括水平段和竖直段，所述竖直段的第一端与所述水平段的第一端连接，所述水平段的第二端设置有凸块，所述解锁杆的第二端设置有卡槽，所述凸块铰接在所述卡槽内。

进一步地，所述卡槽的两侧设置有沿所述推动杆的长度方向延伸的长条孔，所述凸块通过穿设在所述长条孔内的销钉铰接在所述卡槽内。

进一步地，所述竖直段的第二端设置有至少两个锁定孔，所述竖直段通过穿设在所述锁定孔内的锁紧件固定在所述丝杠螺母上。

进一步地，所述锁紧件为螺钉或销钉或螺栓。

根据本发明的另一方面，提供了一种航空航天设备，包括解锁机构，所述解锁机构为上述的解锁机构。

应用本发明的技术方案，实际使用时，将压紧块与待锁定的结构固定连接在一起，通过电机驱动组件的驱动作用，能够带动推动杆驱动解锁杆在锁定位置和解锁位置之间切换，进而使得解锁杆与压紧块连接或分离。可见，本发明中的解锁机构通过电机驱动组件带动解锁杆动作实现，相对于记忆合金分离机构、电磁驱动分离机构而言，本发明中的解锁机构可实现冗余设计，安全可靠，能够实现精准复位，可重复使用，使用范围广、实用性强。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的解锁机构的爆炸图；

图2示意性示出了本发明的解锁机构处于锁定位置时的主视图；以及

图3示意性示出了本发明的解锁机构处于解锁位置时的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、压紧块；11、锁定部；20、解锁组件；21、解锁杆；212、长条孔；22、推动杆；221、水平段；222、竖直段；2221、锁定孔；223、凸块；30、电机驱动组件；31、电机支架；32、螺杆步进电机；33、丝杠螺母；34、步进电机；35、联轴器；40、转轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供了一种解锁机构，本实施例中的解锁机构包括压紧块10、解锁组件20以及电机驱动组件30。

其中，压紧块10用于与待锁定的结构固定连接，这里的待锁定结构可以是舱门等结构，压紧块10上设置有锁定部11；解锁组件20包括解锁杆21和推动杆22，解锁杆21的第一端具有与锁定部11连接的锁定位置和与锁定部11分离的解锁位置，推动杆22的第一端与解锁杆21的第二端连接；电机驱动组件30与推动杆22的第二端驱动连接以驱动解锁杆21在锁定位置和解锁位置之间切换。

实际使用时，将压紧块10与待锁定的结构固定连接在一起，通过电机驱动组件30的驱动作用，能够带动推动杆22驱动解锁杆21在锁定位置和解锁位置之间切换，进而使得解锁杆21与压紧块10连接或分离。可见，本实施例中的解锁机构通过电机驱动组件30带动解锁杆21动作实现，相对于记忆合金分离机构、电磁驱动分离机构而言，本实施例中的解锁机构可实现冗余设计，安全可靠，能够实现精准复位，可重复使用，使用范围广、实用性强。

具体来说，本实施例中的电机驱动组件30包括电机支架31、螺杆步进电机32以及丝杠螺母33。

其中，螺杆步进电机32安装在电机支架31上；丝杠螺母33套设在螺杆步进电机32的螺杆上，推动杆22的第二端固定在丝杠螺母33上。

当螺杆步进电机32工作时，能够带动丝杠螺母33以及与丝杠螺母33连接的推动杆22运动，进而带动推动杆22在解锁位置和锁定位置之间切换。

优选地，本实施例中的电机驱动组件30还包括步进电机34和联轴器35，实际安装时，步进电机34安装在电机支架31上，步进电机34的输出轴与螺杆步进电机32的螺杆通过联轴器35连接。

实际工作时，螺杆步进电机32和步进电机34分别驱动，可实现冗余设计，安全可靠，结构简单，易制造，成本低。

为了便于解锁杆21实现解锁，本实施例中的解锁杆21中部通过转轴40固定在预定结构上，这里的预定结构可以是解锁机构的外接装置，当电机驱动组件30驱动推动杆22带动解锁杆21运动时，解锁杆21沿转轴40转动，解锁杆21的第一端摆动与压紧块10的锁定部11连接或者分离以在解锁位置和锁定位置之间切换，结构简单，便于实现。

优选地，本实施例中的锁定部11为卡槽，解锁杆21的第一端设置有锁钩，通过锁扣和卡槽的配合连接，便于实现压紧块10的解锁和锁定。当然，在本发明的其他实施例中，还可以将锁定部11设置为挂钩，对应在解锁杆21的第一端设置有卡扣，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

再次参见图1至图3所示，本实施例中的推动杆22包括水平段221和竖直段222，其中，竖直段222的第一端与水平段221的第一端连接，水平段221的第二端设置有凸块223，解锁杆21的第二端设置有卡槽，凸块223铰接在卡槽内。当电机驱动组件30驱动推动杆22运动时，能够推动解锁杆21的第二端沿转轴40摆动，进而带动解锁杆21的第一端与压紧块10的连接或者分离，实现解锁或者锁紧。

为了防止推动杆22与解锁杆21之间发生干涉，本实施例中的卡槽的两侧设置有沿推动杆22的长度方向延伸的长条孔212，凸块223通过穿设在长条孔212内的销钉（图中未示出）铰接在卡槽内，便于对推动杆22与解锁杆21之间发生相对运动，结构稳定可靠。

竖直段222的第二端设置有至少两个锁定孔2221，竖直段222通过穿设在锁定孔2221内的锁紧件固定在丝杠螺母33上，便于提高整个结构的稳定性。

优选地，本实施例中的锁紧件为螺钉或销钉或螺栓，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

再次参见图1至图3所示，本实施例中的丝杠螺母33安装螺杆步进电机32的螺杆上，步进电机34、螺杆步进电机32分别安装固定在电机支架31两端，同时，通过联轴器35将步进电机34和螺杆步进电机32连接，将推动杆22与丝杠螺母33连接固定，另一端侧面凸块223装入解锁杆21的卡槽中；将解锁杆21的上端装入压紧块10的卡槽内，转轴40装入在解锁杆21轴孔内。

转轴40应被固定在外接产品上，按需固定其位置；推动杆22与解锁杆21之间有一定的间隙，便于零件的运动；推动杆22与丝杠螺母33之间应通过螺钉相互固定，丝杠螺母33安装在螺杆步进电机32的螺杆上，丝杠螺母33与螺杆为普通螺纹连接。压紧块10预留安装孔，用于外接被解锁产品需要锁紧与打开的零部件，例如立方星分离装置的舱门，结构简单，便于实现。

本发明以两个步进电机作为释放机构的驱动源，压紧块10外接被解锁结构，通过解锁杆21对压紧块10的锁定与解锁来实现机构对外接被解锁产品锁紧与解锁的功能。如图2所示，解锁杆21上锁钩与压紧块10的卡槽接触并压紧，此时压紧块10为被锁紧的位置，压紧块10的外接产品处于被锁紧位置（例如，外接立方星分离装置的舱门时，舱门将会被压紧）。

步进电机34和螺杆步进电机32分别驱动控制，当接到分离信号后，步进电机34与螺杆步进电机32同时开始工作，步进电机34和螺杆步进电机32带动螺杆转动，推动杆22随丝杠螺母33沿螺杆轴向方向左移（由丝杠螺母33的自由度决定其只能在螺杆上左右移动，无法转动），与此同时，推动杆22将推动解锁杆21下端，解锁杆21将绕转轴40转动，解锁杆21的上端将向右侧摆动，最终解锁杆21与压紧块10接触面分离，压紧块10的外接产品将完成解锁（例如，外接立方星分离装置的舱门时，舱门会打开），随后，步进电机34和螺杆步进电机32由电机驱动控制停止工作，解锁机构的解锁位置如图2所示。

步进电机34和螺杆步进电机32由电机驱动控制，通过改变步进电机34和螺杆步进电机32的转动方向，解锁机构的解锁位置可以向锁定位置完成复位。解锁机构运动过程中，步进电机34和螺杆步进电机32只需有一个驱动源正常工作即可完成解锁动作，可实现机构冗余设计的功能。

根据本发明的另一方面，提供了天一种航空航天设备，包括解锁机构，解锁机构为上述的解锁机构。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的解锁机构通过两个电机分别驱动，可实现冗余设计，安全可靠。该解锁机构可实现自锁与解锁功能，可实现精准复位，可重复使用。本发明利用杠杆原理，螺杆步进电机只需产生很小轴向推力即可完成解锁，同时机构可承受一定过载力，具备低冲击，大承载，弱解锁特点。且电机冗余解锁机构模块设计，适用范围广、实用性强，结构简洁，易制造，成本低。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种解锁机构，其特征在于，包括：

压紧块（10），所述压紧块（10）用于与待锁定的结构固定连接，所述压紧块（10）上设置有锁定部（11）；

解锁组件（20），所述解锁组件（20）包括解锁杆（21）和推动杆（22），所述解锁杆（21）的第一端具有与所述锁定部（11）连接的锁定位置和与所述锁定部（11）分离的解锁位置，所述推动杆（22）的第一端与所述解锁杆（21）的第二端连接；

电机驱动组件（30），所述电机驱动组件（30）与所述推动杆（22）的第二端驱动连接以驱动所述解锁杆（21）在所述锁定位置和解锁位置之间切换。

2.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，所述电机驱动组件（30）包括：

电机支架（31）；

螺杆步进电机（32），所述螺杆步进电机（32）安装在电机支架（31）上；

丝杠螺母（33），所述丝杠螺母（33）套设在所述螺杆步进电机（32）的螺杆上，所述推动杆（22）的第二端固定在所述丝杠螺母（33）上。

3.根据权利要求2所述的解锁机构，其特征在于，所述电机驱动组件（30）还包括步进电机（34）和联轴器（35），所述步进电机（34）安装在所述电机支架（31）上，所述步进电机（34）输出轴与所述螺杆步进电机（32）的螺杆通过所述联轴器（35）连接。

4.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，所述解锁杆（21）中部通过转轴（40）固定在预定结构上。

5.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，所述锁定部（11）为卡槽，所述解锁杆（21）的第一端设置有与所述卡槽相适配的锁钩。

6.根据权利要求2所述的解锁机构，其特征在于，所述推动杆（22）包括水平段（221）和竖直段（222），所述竖直段（222）的第一端与所述水平段（221）的第一端连接，所述水平段（221）的第二端设置有凸块（223），所述解锁杆（21）的第二端设置有卡槽，所述凸块（223）铰接在所述卡槽内。

7.根据权利要求6所述的解锁机构，其特征在于，所述卡槽的两侧设置有沿所述推动杆（22）的长度方向延伸的长条孔（212），所述凸块（223）通过穿设在所述长条孔（212）内的销钉铰接在所述卡槽内。

8.根据权利要求6所述的解锁机构，其特征在于，所述竖直段（222）的第二端设置有至少两个锁定孔（2221），所述竖直段（222）通过穿设在所述锁定孔（2221）内的锁紧件固定在所述丝杠螺母（33）上。

9.根据权利要求8所述的解锁机构，其特征在于，所述锁紧件为螺钉或销钉或螺栓。

10.一种航空航天设备，包括解锁机构，其特征在于，所述解锁机构为权利要求1至9中任一项所述的解锁机构。