CN110871911B - 应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构 - Google Patents

Abstract

应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，它涉及一种随动锁定机构。本发明为了解决目前并没有能够实现随动锁定且锁紧可靠的锁定机构的问题。本发明的第一驱动下连杆固定板和第二驱动下连杆固定板上下平行设置，驱动上连杆安装并穿过第一驱动下连杆固定板，驱动下连杆套装在驱动上连杆的下端，驱动下连杆的上部安装有锁紧机构；驱动电缸安装在驱动上连杆上，缓冲器安装在第一驱动下连杆固定板上，驱动电缸的下端与单向机构连接，压力传感器安装在单向机构内，限位螺母和限位挡块安装在驱动下连杆上部，激光传感器安装在驱动下连杆外部；本发明适用于火箭运载。

Description

应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构

技术领域

本发明涉及一种随动锁定机构，具体涉及一种垂直起降重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构。

背景技术

近年来，随着发射密度的增加以及降低发射成本的迫切需要，各国开始从事可回收火箭的研制工作，我国传统的火箭在完成发射任务后将不再对其回收，由于落地后发射爆炸等危险，需要在落区对人民进行疏散，以免对当地居民产生生命及财产安全威胁。对于运载器而言，其发动机等主要零部件占发射成本的比重相对较大，而燃料费用相对较少，若能实现可控回收，将大幅降低发射成本，目前依靠垂直技术完成回收具有一定的优势。稳定可靠的着陆支撑机构是确保运载器回收的前提。而可靠的驱动方式和锁紧型式是保证支撑机构完成支撑动作的前提与保证。目前并没有能够实现此功能的锁定机构，因此亟需一种重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前并没有能够实现随动锁定且锁紧可靠的锁定机构的问题。进而提供一种应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构。

本发明的技术方案是：一种铝合金车架反重力浇注智能模具系统包括驱动电缸、驱动上连杆、第一驱动下连杆固定板、缓冲器、限位螺母、限位挡块、激光传感器、锁紧机构、单向机构、压力传感器、驱动下连杆、第二驱动下连杆固定板和驱动下连杆固定螺栓组件，第一驱动下连杆固定板和第二驱动下连杆固定板上下平行设置并通过驱动下连杆固定螺栓组件连接，驱动上连杆安装并穿过第一驱动下连杆固定板，驱动下连杆套装在驱动上连杆的下端并位于第一驱动下连杆固定板和第二驱动下连杆固定板之间，驱动下连杆的上部安装有锁紧机构；驱动电缸安装在驱动上连杆上并向第二驱动下连杆固定板处延伸，缓冲器安装在第一驱动下连杆固定板上，驱动电缸的下端与单向机构连接，压力传感器安装在单向机构内，限位螺母和限位挡块安装在驱动下连杆上部，激光传感器安装在锁紧机构上。

优选地，驱动下连杆的两侧开设有滑动槽。

进一步地，锁紧机构包括二次锁点螺帽、二次锁紧驱动弹簧、二次锁定挡销、一次锁定挡锁帽、一次锁定螺帽、一次锁定挡销、一次锁定驱动弹簧和锁紧机构挡销，一次锁定挡销水平插装在驱动下连杆内，一次锁定挡锁帽通过螺钉安装在一次锁定挡销上，一次锁定螺帽与一次锁定挡锁帽之间安装有一次锁定驱动弹簧，锁紧机构挡销位于一次锁定挡销的下方并竖直向上安装在驱动下连杆内，二次锁定挡销竖直向下安装在驱动上连杆上并位于一次锁定挡销上方，二次锁点螺帽与二次锁定挡销之间安装有二次锁紧驱动弹簧。

进一步地，单向机构包括驱动电机压力块、单向机构钢球槽、单向机构弹簧挡板、单向机构钢球和钢球驱动弹簧，驱动电机压力块安装在驱动电缸的下端，单向机构钢球槽卡装在驱动电机压力块上并位于驱动下连杆内，单向机构弹簧挡板安装在单向机构钢球槽的下端，单向机构钢球和钢球驱动弹簧由上至下安装在单向机构钢球槽与驱动下连杆的内侧壁之间。

进一步地，驱动电机压力块采用螺纹连接的形式安装在驱动电缸的下端。

进一步地，单向机构弹簧挡板安装在单向机构钢球槽的下端。

进一步地，单向机构钢球槽的外圆直径由上至下减缩。

进一步地，驱动下连杆固定螺栓组件包括多个固定螺杆、多个固定螺母和多个固定弹簧垫片，多个固定螺杆竖直安装在第一驱动下连杆固定板和第二驱动下连杆固定板之间，且露出第一驱动下连杆固定板的上端和露出第二驱动下连杆固定板的下端的固定螺杆通过多个固定螺母和多个固定弹簧垫片连接。

进一步地，第二驱动下连杆固定板上开设外限位环，外限位环的内侧开设安装槽。

进一步地，它还包括连接座，连接座安装在第二驱动下连杆固定板的下端面上，且连接座上开设安装孔。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明通过采用单向机构形式可实现随动运动，驱动上连杆与驱动下连杆之间的通过单向机构及驱动电机完成相对运动，当支撑机构展开速度较大时，通过单向机构实现随动，从而实现支撑机构的展开运动，当支撑机构完成展开动作后，利用缓冲器吸收碰撞能量，并通过双锁紧机构形式实现锁定，从而实现稳定支撑。该机构可通过人工完成解锁动作，从而实现再次使用。以免驱动电缸发生过载现象，并利用双锁紧机构中两次锁定动作限制驱动上连杆与驱动下连杆之间的相对运动，该锁紧机构可靠性高，能够实现着陆支撑机构稳定支撑。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明另一种角度的轴侧示意图；

图3是本发明的主视图；

图4是图3的主剖视图；

图5是图4在A处的局部放大图；

图6是本发明实际应用时的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构包括驱动电缸1、驱动上连杆2、第一驱动下连杆固定板3、缓冲器4、限位螺母5、限位挡块6、激光传感器7、锁紧机构8、单向机构9、压力传感器10、驱动下连杆11、第二驱动下连杆固定板12和驱动下连杆固定螺栓组件13，第一驱动下连杆固定板3和第二驱动下连杆固定板12上下平行设置并通过驱动下连杆固定螺栓组件13连接，驱动上连杆2安装并穿过第一驱动下连杆固定板3，驱动下连杆11套装在驱动上连杆2的下端并位于第一驱动下连杆固定板3和第二驱动下连杆固定板12之间，驱动下连杆11的上部安装有锁紧机构8；驱动电缸1安装在驱动上连杆2上并向第二驱动下连杆固定板12处延伸，缓冲器4安装在第一驱动下连杆固定板3上，驱动电缸1的下端与单向机构9连接，压力传感器10安装在单向机构9内，限位螺母5和限位挡块6安装在驱动下连杆11上部，激光传感器7安装在锁紧机构8上。

本发明适用于运载器着陆支撑机构驱动展开控制，通过单向机构实现展开运动，当支撑机构展开速度大于驱动缸速度后实现随动运动，当支撑机构展开至预定位置，通过缓冲器实现碰撞吸能，而后利用锁紧机构实现驱动上、下连杆的锁定。从而实现稳定支撑。该锁紧机构安全可靠，通过后期人工解锁可实现二次使用。

本实施方式的驱动上连杆2为空心柱状上连杆。实际使用时，便于将驱动电缸1安装在驱动上连杆2内，从而实现与单向机构9的配合。驱动上连杆2的端面设有电缸伸出端穿过孔2-1。

本实施方式的第一驱动下连杆固定板3的下端面上开设环形限位卡槽3-1，且第一驱动下连杆固定板3的中心位置处开设通孔3-2，不但便于驱动上连杆2的穿入，还便于驱动下连杆11套装在驱动上连杆2外部后插入在环形限位卡槽3-1内。使用和安装方便。

本实施方式中缓冲器4的型号为ACE4550。驱动电缸1的型号为SEC61-L146。

本实施方式的缓冲器4、限位螺母5和限位挡块6为两套机构。左右对称安装在驱动下连杆11的作用两侧。

具体实施方式二：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的驱动下连杆11的两侧开设有滑动槽11-1。如此设置，便于缓冲器4、限位螺母5和限位挡块6等构件的安装。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的锁紧机构8包括二次锁点螺帽8-1、二次锁紧驱动弹簧8-2、二次锁定挡销8-3、一次锁定挡锁帽8-4、一次锁定螺帽8-5、一次锁定挡销8-6、一次锁定驱动弹簧8-7和锁紧机构挡销8-8，一次锁定挡销8-6水平插装在驱动下连杆11内，一次锁定挡锁帽8-4通过螺钉安装在一次锁定挡销8-6上，一次锁定螺帽8-5与一次锁定挡锁帽8-4之间安装有一次锁定驱动弹簧8-7，锁紧机构挡销8-8位于一次锁定挡销8-6的下方并竖直向上安装在驱动下连杆11内，二次锁定挡销8-3竖直向下安装在驱动上连杆2上并位于一次锁定挡销8-6上方，二次锁点螺帽8-1与二次锁定挡销8-3之间安装有二次锁紧驱动弹簧8-2。如此设置，当一次锁定完成后，二次锁定实现锁定，通过双锁紧动作实现锁紧可靠性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

本实施方式的两次锁紧机构的锁紧原理如下：

当驱动上连杆2运动到预定锁定位置时，一次锁定挡销8-6在一次锁定驱动弹簧8-7的作用下被弹出，此时预压紧状态下的二次锁定挡销8-3在二次锁定驱动弹簧8-2的作用下进行弹出，从而限制一次挡销8-6返回，从而实现二次锁定。一次锁定驱动弹簧8-7通过一次锁定螺帽8-5进行预压紧。二次锁定驱动弹簧8-2通过二次锁定螺帽8-1进行预压紧。若实现多次使用，需人工将一次锁定螺帽8-5拧下，同时将二次锁定螺帽8-1拧下，取出一次锁定驱动弹簧8-7和二次锁定驱动弹簧8-2，并将一次锁定挡销帽8-4中的螺钉释放，将一次锁定挡销8-6推进驱动下连杆11内，更换一次锁定挡销8-6实现再次使用。结构简单，运行可靠。

具体实施方式四：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的单向机构9包括驱动电机压力块9-1、单向机构钢球槽9-2、单向机构弹簧挡板9-3、单向机构钢球9-4和钢球驱动弹簧9-5，驱动电机压力块9-1安装在驱动电缸1的下端，单向机构钢球槽9-2卡装在驱动电机压力块9-1上并位于驱动下连杆11内，单向机构弹簧挡板9-3安装在单向机构钢球槽9-2的下端，单向机构钢球9-4和钢球驱动弹簧9-5由上至下安装在单向机构钢球槽9-2与驱动下连杆11的内侧壁之间。如此设置，结构简单，便于灵活的实现随动。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

本实施方式的支撑机构展开过程中主要通过驱动电缸1进行作动，驱动电缸1末端安装有驱动电机压力块9-1，当驱动电缸1伸长时，驱动电机压力块9-1对压力传感器10产生挤压，此时压力传感器10可采集驱动缸驱动力并实现控制，压力传感器10与单向机构弹簧挡板9-3固定，而单向机构弹簧挡板9-3与单向机构钢球槽9-2之间通过螺钉进行固定，驱动电缸1运动将直接带动单向机构钢球槽9-2运动，当单向机构钢球槽9-2运动时，将和驱动下连杆11同时对单向机构钢球9-4产生挤压，此时由于自锁原理，单向机构9与驱动下连杆11之间相对静止，此时驱动上连杆2相对于驱动下连杆11产生反向运动，从而带动支撑杆件一15运动，支撑机构完成展开动作。在展开过程中若支撑机构展开速度大于驱动上连杆2与驱动下连杆11间的相对速度，可依靠单向机构9实现随动。

具体实施方式五：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的驱动电机压力块9-1采用螺纹连接的形式安装在驱动电缸1的下端。便于检修和拆装。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式六：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的单向机构弹簧挡板9-3安装在单向机构钢球槽9-2的下端。如此设置，便于单向机构钢球9-4滑动。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式七：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的单向机构钢球槽9-2的外圆直径由上至下减缩。如此设置，便于为单向机构钢球9-4和钢球驱动弹簧9-5提供足够的活动空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的驱动下连杆固定螺栓组件13包括多个固定螺杆13-3、多个固定螺母13-1和多个固定弹簧垫片13-2，多个固定螺杆13-3竖直安装在第一驱动下连杆固定板3和第二驱动下连杆固定板12之间，且露出第一驱动下连杆固定板3的上端和露出第二驱动下连杆固定板12的下端的固定螺杆13-3通过多个固定螺母13-1和多个固定弹簧垫片13-2连接。如此设置，连接简单可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的第二驱动下连杆固定板12上开设外限位环12-1，外限位环12-1的内侧开设安装槽12-2。如此设置，便于驱动下连杆11的安装和定位。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。

具体实施方式十：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式还包括连接座19，连接座19安装在第二驱动下连杆固定板12的下端面上，且连接座19上开设安装孔19-1。如此设置，便于与其他构件进行连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一至九中任意一项相同。

具体实施方式十一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式还包括位移传感器19和垫圈20，垫圈20安装在驱动电缸1下部的螺母与驱动电机压力块9-1之间的驱动电缸1上，且垫圈20伸出驱动上连杆2，位移传感器19安装在垫圈20的伸出部位。如此设置，便于测量驱动电缸1的位移量。其它组成和连接关系与具体实施方式一至九中任意一项相同。

本发明的工作原理：

本发明的一种应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其中图1中的驱动上连杆与驱动下连杆安装于支撑机构中，支撑机构如图6所示，其中运载主体14，支撑机构主要由支撑杆件一15、支撑杆件二16、支撑杆件三17及本申请的随动锁定机构18构成。支撑机构处于初始位置时通过驱动部件实现展开，当支撑机构展开至预定位置时，通过缓冲器4进行缓冲，而后通过一次锁定机构和二次锁定机构实现锁定。从而完成着陆前的锁定动作。

如图1及图5所示，支撑机构展开过程中主要通过驱动电缸1进行作动，驱动电缸1末端安装有驱动电机压力块9-1，当驱动电缸1伸长时，驱动电机压力块9-1对压力传感器10产生挤压，此时压力传感器10可采集驱动缸驱动力并实现控制，压力传感器10与单向机构弹簧挡板9-3固定，而单向机构弹簧挡板9-3与单向机构钢球槽9-2之间通过螺钉进行固定，驱动电缸1运动将直接带动单向机构钢球槽9-2运动，当单向机构钢球槽9-2运动时，将和驱动下连杆11同时对单向机构钢球9-4产生挤压，此时由于自锁原理，单向机构9与驱动下连杆11之间相对静止，此时驱动上连杆2相对于驱动下连杆11产生反向运动，从而带动支撑杆件一15运动，支撑机构完成展开动作。

在展开过程中若支撑机构展开速度大于驱动上连杆2与驱动下连杆11间的相对速度，可依靠单向机构9实现随动，同时，缓冲器4能够吸收一部分展开动能，降低支撑机构的展开速度，展开过程更加可靠、安全。(展开速度为5m/s时，经过缓冲器4的吸能，展开速度降至2-35m/s)

当支撑机构展开至预定位置后，驱动上连杆2开始挤压缓冲器4，并最终与限位挡块6接触，而限位挡块6可通过限位螺母5进行位置调节，从而适应不同工况吸能要求。当驱动上连杆2运动到预定锁定位置时，一次锁定挡销8-6在一次锁定驱动弹簧8-7的作用下被弹出，此时预压紧状态下的二次锁定挡销8-3在二次锁定驱动弹簧8-2的作用下进行弹出，从而限制一次挡销8-6返回，从而实现二次锁定。一次锁定驱动弹簧8-7通过一次锁定螺帽8-5进行预压紧。二次锁定驱动弹簧8-2通过二次锁定螺帽8-1进行预压紧。若实现多次使用，需人工将一次锁定螺帽8-5拧下，同时将二次锁定螺帽8-1拧下，取出一次锁定驱动弹簧8-7和二次锁定驱动弹簧8-2，并将一次锁定挡销帽8-4中的螺钉释放，将一次锁定挡销8-6推进驱动下连杆11内，更换一次锁定挡销8-6实现再次使用。当锁紧机构完成锁定后，将挡住激光传感器7发射光束。从而实现锁紧状态监测。

Claims (8)

1.一种应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：它包括驱动电缸（1）、驱动上连杆（2）、第一驱动下连杆固定板（3）、缓冲器（4）、限位螺母（5）、限位挡块（6）、激光传感器（7）、锁紧机构（8）、单向机构（9）、压力传感器（10）、驱动下连杆（11）、第二驱动下连杆固定板（12）和驱动下连杆固定螺栓组件（13），

锁紧机构（8）包括二次锁点螺帽（8-1）、二次锁紧驱动弹簧（8-2）、二次锁定挡销（8-3）、一次锁定挡锁帽（8-4）、一次锁定螺帽（8-5）、一次锁定挡销（8-6）、一次锁定驱动弹簧（8-7）和锁紧机构挡销（8-8），一次锁定挡销（8-6）水平插装在驱动下连杆（11）内，一次锁定挡锁帽（8-4）通过螺钉安装在一次锁定挡销（8-6）上，一次锁定螺帽（8-5）与一次锁定挡锁帽（8-4）之间安装有一次锁定驱动弹簧（8-7），锁紧机构挡销（8-8）位于一次锁定挡销（8-6）的下方并竖直向上安装在驱动下连杆（11）内，二次锁定挡销（8-3）竖直向下安装在驱动上连杆（2）上并位于一次锁定挡销（8-6）上方，二次锁点螺帽（8-1）与二次锁定挡销（8-3）之间安装有二次锁紧驱动弹簧（8-2）；

单向机构（9）包括驱动电机压力块（9-1）、单向机构钢球槽（9-2）、单向机构弹簧挡板（9-3）、单向机构钢球（9-4）和钢球驱动弹簧（9-5），驱动电机压力块（9-1）安装在驱动电缸（1）的下端，单向机构钢球槽（9-2）卡装在驱动电机压力块（9-1）上并位于驱动下连杆（11）内，单向机构弹簧挡板（9-3）安装在单向机构钢球槽（9-2）的下端，单向机构钢球（9-4）和钢球驱动弹簧（9-5）由上至下安装在单向机构钢球槽（9-2）与驱动下连杆（11）的内侧壁之间；

第一驱动下连杆固定板（3）和第二驱动下连杆固定板（12）上下平行设置并通过驱动下连杆固定螺栓组件（13）连接，驱动上连杆（2）安装并穿过第一驱动下连杆固定板（3），驱动下连杆（11）套装在驱动上连杆（2）的下端并位于第一驱动下连杆固定板（3）和第二驱动下连杆固定板（12）之间，驱动下连杆（11）的上部安装有锁紧机构（8）；驱动电缸（1）安装在驱动上连杆（2）上并向第二驱动下连杆固定板（12）处延伸，缓冲器（4）安装在第一驱动下连杆固定板（3）上，驱动电缸（1）的下端与单向机构（9）连接，压力传感器（10）安装在单向机构（9）内，限位螺母（5）和限位挡块（6）安装在驱动下连杆（11）上部，激光传感器（7）安装在锁紧机构（8）上。

2.根据权利要求1所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：驱动下连杆（11）的两侧开设有滑动槽（11-1）。

3.根据权利要求2所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：驱动电机压力块（9-1）采用螺纹连接的形式安装在驱动电缸（1）的下端。

4.根据权利要求3所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：单向机构弹簧挡板（9-3）安装在单向机构钢球槽（9-2）的下端。

5.根据权利要求4所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：单向机构钢球槽（9-2）的外圆直径由上至下减缩。

6.根据权利要求5所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：驱动下连杆固定螺栓组件（13）包括多个固定螺杆（13-3）、多个固定螺母（13-1）和多个固定弹簧垫片（13-2），多个固定螺杆（13-3）竖直安装在第一驱动下连杆固定板（3）和第二驱动下连杆固定板（12）之间，且露出第一驱动下连杆固定板（3）的上端和露出第二驱动下连杆固定板（12）的下端的固定螺杆（13-3）通过多个固定螺母（13-1）和多个固定弹簧垫片（13-2）连接。

7.根据权利要求1或6所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：第二驱动下连杆固定板（12）上开设外限位环（12-1），外限位环（12-1）的内侧开设安装槽（12-2）。

8.根据权利要求7所述的应用于重复使用运载器着陆支撑机构中的随动锁定机构，其特征在于：它还包括连接座（19），连接座（19）安装在第二驱动下连杆固定板（12）的下端面上，且连接座（19）上开设安装孔（19-1）。

Images