CN111021846B - 一种用于飞行器的快速连接锁 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种用于飞行器的快速连接锁，包括：控制杆、锁轴、锁台、自锁垫片、弹性件和锁帽；所述控制杆与所述锁轴插接；所述锁台具有供所述锁轴插入的插孔；所述锁台与所述自锁垫片固定连接；所述弹性件安装在所述锁帽的底部给所述自锁垫片提供推力。本发明的快速连接锁可实现在有限空间范围内可以稳定且快速拆装。
Description
技术领域
本发明涉及航空、航天飞行器的连接件技术领域，特别是指一种用于飞行器的快速连接锁。
背景技术
目前，航天运载火箭为提高仪器安装及维修效率，壳体结构操作口盖均需要快速连接。而为了提高火箭箭体结构的整体轴向(轴压、轴拉、弯矩等)和径向(内、外压力)承载，快速连接锁需要具有大的承载能力；在火箭飞行过程中的气动作用下，结构外表面一般都需要承受500度以上的高温，快速连接锁需要具有非常好的抗高温性能；另外，因运载火箭发射地域不固定且发射准备时间长，发射过程中很可能遭遇雨雪天气，快速连接锁还需要具有防雨雪功能。而目前应用于航空航天操作口盖的快速连接锁，很少在三个方向同时具有大的承载能力，无法满足产品载荷的使用要求；目前已有的快速连接锁，使用弹性元件(弹簧、弹片等)多直接靠近壳体外壁，使用过程中产生的高温，极容易出现弹性元件退火失效的问题；同时，现有大部分快速连接锁的锁紧结构与壳体之间有缝隙或是自身产品就有孔隙，没有密封结构，不具有防雨雪的功能。
发明内容
本发明提供了一种用于飞行器的快速连接锁。可实现在有限空间范围内可以稳定且快速拆装。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：
一种用于飞行器的快速连接锁，包括：控制杆、锁轴、锁台、自锁垫片、弹性件和锁帽；
其中，所述控制杆与所述锁轴插接；所述锁台具有供所述锁轴插入的插孔；所述锁台与所述自锁垫片固定连接；所述弹性件安装在所述锁帽的底部给所述自锁垫片提供推力。
可选的，所述锁轴包括：操作台，所述操作台具有供所述控制杆插入并旋转的操作孔；
与所述操作台一体连接的第一圆柱体；与所述第一圆柱体一体连接的第二圆柱体；
与所述第二圆柱体一体连接的异型结构；
所述操作台的直径大于所述第一圆柱体的直径，所述第一圆柱体的直径大于所述第二圆柱体的直径。
可选的，所述异型结构为对称坡度异形凸台，所述异形凸台具有第一平面和第二平面，所述第一平面为所述异形凸台的侧面，所述第二平面为所述异形凸台与所述第二圆柱体连接的上表面，所述第一平面用于与所述自锁垫片卡接。
可选的，所述锁台包括：平台，所述平台的中心处沿直径方向具有与所述锁轴的所述异型结构形状相同的插孔；与所述平台一体连接的基座；
与所述基座一体连接的第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨；
所述基座通过所述第一滑轨、所述第二滑轨和所述第三滑轨与所述自锁垫片固定连接。
可选的，所述锁轴的操作台与所述锁台的平台之间具有密封垫。
可选的，所述密封垫为喇叭形状。
可选的，所述第一滑轨、所述第二滑轨和所述第三滑轨沿所述基座的圆周间隔一预设距离均匀分布。
可选的，所述基座的外表面具有螺纹，与所述锁帽螺接。
可选的，所述自锁垫片具有限位凹槽，所述锁轴的所述异型结构穿过所述锁台的平台的插孔，所述异型结构的第一平面插入所述自锁垫片的限位凹槽，与所述自锁垫片卡接。
可选的，所述锁帽的底部具有定位销，所述弹性件安装在所述定位销上。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，用于飞行器的快速连接锁，包括：控制杆、锁轴、锁台、自锁垫片、弹性件和锁帽；其中，所述控制杆与所述锁轴插接；所述锁台具有供所述锁轴插入的插孔；所述锁台与所述自锁垫片固定连接；所述弹性件安装在所述锁帽的底部给所述自锁垫片提供推力。可实现飞行器的器件的快速锁紧，操作方便。
附图说明
图1是本发明的用于飞行器的快速连接锁的分解图；
图2是本发明的用于飞行器的快速连接锁的侧视图；
图3是本发明的用于飞行器的快速连接锁的剖视图；
图4是本发明的用于飞行器的快速连接锁的俯视图；
图5是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁紧状态示意图；
图6是本发明的用于飞行器的快速连接锁的控制杆的结构示意图；
图7是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁轴的结构示意图；
图8是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁台的结构示意图；
图9是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁台的俯视图；
图10是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁台的剖视图；
图11是本发明的用于飞行器的快速连接锁的自锁垫片的结构示意图；
图12是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁轴与自锁垫片配合锁紧示意图；
图13是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁帽的结构示意图；
图14是本发明的用于飞行器的快速连接锁的锁帽的剖视图。
附图标记说明：
1-控制杆；2-锁轴；3-锁台；4-防松弹片；5-弹性件；6-锁帽；7-密封垫；
21-操作台；22-第一圆柱体；23-第二圆柱体；24-异型结构；241-第一平面；242-第二平面；
31-平台；311-插孔；32-基座；33-第一滑轨、34-第二滑轨；35-第三滑轨。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1至图6所示，本发明的实施例提供一种用于飞行器的快速连接锁，包括：控制杆1、锁轴2、锁台3、自锁垫片4、弹性件5和锁帽6；其中，所述控制杆1与所述锁轴2插接；所述锁台3具有供所述锁轴2插入的插孔；所述锁台3与所述自锁垫片4固定连接；所述弹性件5安装在所述锁帽6的底部给所述自锁垫片4提供推力。可实现飞行器的器件的快速锁紧，操作方便。
如图7所示，本发明的一可选的实施例中，所述锁轴2包括：操作台21，所述操作台21具有供所述控制杆1插入并旋转的操作孔211；与所述操作台21一体连接的第一圆柱体22；与所述第一圆柱体22一体连接的第二圆柱体23；与所述第二圆柱体23一体连接的异型结构24；所述操作台21的直径大于所述第一圆柱体22的直径，所述第一圆柱体22的直径大于所述第二圆柱体23的直径。
本发明的一可选的实施例中，所述异型结构24为对称坡度异形凸台，所述异形凸台具有第一平面241和第二平面242，所述第一平面241为所述异形凸台的侧面，所述第二平面242为所述异形凸台与所述第二圆柱体23连接的上表面，所述第一平面241用于与所述自锁垫片4卡接。
如图8至10所示，本发明的一可选的实施例中，所述锁台3包括：平台31，所述平台31的中心处沿直径方向具有与所述锁轴2的所述异型结构24形状相同的插孔311；与所述平台31一体连接的基座32；与所述基座32一体连接的第一滑轨33、第二滑轨34和第三滑轨35；所述基座32通过所述第一滑轨33、所述第二滑轨34和所述第三滑轨35与所述自锁垫片4固定连接。可选的，所述第一滑轨33、所述第二滑轨34和所述第三滑轨35沿所述基座32的圆周间隔一预设距离均匀分布。可选的，所述基座32的外表面具有螺纹，与所述锁帽6螺接。
如图1和图3所示，本发明的一可选的实施例中，所述锁轴2的操作台21与所述锁台3的平台31之间具有密封垫7。可选的，所述密封垫7为喇叭形状。
如图11和图12所示，本发明的一可选的实施例中，所述自锁垫片4具有限位凹槽41，所述锁轴2的所述异型结构24穿过所述锁台3的平台31的插孔，所述异型结构24的第一平面241插入所述自锁垫片4的限位凹槽41，与所述自锁垫片4卡接。
如图13和图14所示，本发明的一可选的实施例中，所述锁帽6的底部具有定位销61，所述弹性件5安装在所述定位销61上。
本发明的上述实施例中，控制杆1安装在锁轴2内部，组成快速连接锁的拆装操作结构(简称“锁钉”)；锁台3与自锁垫片4通过第一滑轨33、第二滑轨34和第三滑轨35固连，实现自锁垫片4沿滑轨移动，限制自锁垫片4旋转；
弹性件5可以是弹簧或者弹片，安装在锁帽6底部的定位销61上，弹性件5为自锁垫片4提供推力。
锁台3、自锁垫片4、弹性件5、锁帽6四个零件组成固定、防松和最终锁紧结构(简称“锁体”)。
锁轴2起到连接、操作的作用，为提高快速连接锁的整体承载性、抗腐蚀性和抗高温性，其制作材料一般选用不锈钢、钛合金或高温合金等性能良好材料。
锁轴2具体结构为中心有通孔、多节圆柱体、对称坡度异形凸台的异型结构，最前端为对称平面，对称平面分别为第一平面241和第二平面242。第一平面241作用为：当按压锁轴2外侧工具槽孔中的控制杆1时，传力给自锁垫片4，使其下压弹性件5，同时左旋锁轴2，锁轴2的第一面241与自锁垫片4的限位凹槽41分离错位，自锁垫片4再通过弹性件5提供的推力将锁轴2沿锁台3的平台中心插孔推出，达到解锁目的；当锁轴2插入锁台3的插孔，轻按锁轴2，同时右旋锁轴2，锁紧到位后，锁轴2的第一面241与自锁垫片4的限位凹槽41重合锁紧，防止锁轴2回转脱落；第二平面242作用为辅助锁轴2旋转。
锁台3与自锁垫片4通过三个滑轨固连，实现自锁垫片4沿滑轨移动，限制自锁垫片4旋转。
锁台3的平台31的中心处沿直径方向加工一个与锁轴2前端对称坡度异形凸台形状相同也具有坡度的插孔，平台31中部为基座32，基座为一圆柱带螺纹结构，与锁帽6进行螺纹配合，平台31的下部为三个滑轨，实现自锁垫片4沿滑轨移动，限制自锁垫片4旋转。
固定在锁帽6的定位销61上的弹性件5，沿径向给自锁垫片4提供推力。
锁台3的平台31上部加工有与锁轴2前端对称坡度异形凸台底部相配合的平台，根据加工结构锁台3在圆台的中部形成两处带坡度的限位凸台结构，使锁轴2进入锁台3后旋旋起到辅助作用，为提高3锁台的强度、抗腐蚀性和抗高温性能，其制作材料一般选用不锈钢、钛合金或高温合金等性能良好材料；
在锁轴2旋转进入锁台3锁紧后，由弹性件5配合自锁垫片4，起到限位作用；在锁轴2旋转退出锁台3后，由弹性件5配合自锁垫片4，起到将锁轴2沿其轴向挤压推出作用，从而使操作者能够从连接结构中取出锁钉，为提高弹性件5的弹性，其材料一般使用不锈钢、弹性合金等弹性良好的材料。锁帽6为弹性件5提供定位销及支撑作用，并保护锁体。
本发明的上述快速连接锁锁紧工作原理和过程为：锁钉(含锁轴2和控制杆1)中的锁轴2沿轴向插入锁体(含锁台3、自锁垫片4、弹性件5、锁帽6)中的锁台3中，穿过锁台3中心孔并通过推动自锁垫片4，压缩弹性件5，此时自锁垫片4与锁轴2在端面接触，继续下按锁轴2并右旋90度，锁轴2最前端的对称坡度异形凸台侧壁与自锁垫片4上的限位凹槽配合，此时自锁垫片4由弹性件5的弹力作用，锁轴2最前端的对称坡度异形凸台侧壁与自锁垫片4上的限位凹槽完全卡紧，快速锁从而处于锁紧状态。
快速连接锁解锁工作原理和过程为：按压锁轴底部凹槽内的控制杆1，控制杆1推动自锁垫片4，将自锁垫片4完全推出锁台中部，同时左旋锁钉(含锁轴2和控制杆1)中的锁轴2旋转90度后松开，此时锁轴端部截面旋转的位置与锁台截面形状相同，自锁垫片4受弹性件5弹力作用，将锁轴2沿着轴向自动向后推出，推出锁台3。锁钉回退后，快速锁解锁，被连接的口盖即可以打开。
如图1至图14所示，本发明的快速连接锁在使用时，锁体(含锁台3、自锁垫片4、弹性件5、锁帽6)安装在飞行器的壳段舱体口框上，锁钉(含锁轴2和控制杆1)连接在口盖上。口盖开孔直径与锁轴2圆柱段的直径相当，初始安装时将锁轴2对称坡度异形凸台压进口盖。
在具体操作快速锁中，关闭口盖时，将锁轴2前端对准锁体的锁台3中心处对应形状的中心孔，压迫锁轴2并向右转动90度，感到一次明显的振动后，锁轴2最前端的对称坡度异形凸台侧壁与自锁垫片4上的限位凹槽配合，此时自锁垫片4由弹性件5的弹力作用，锁轴2最前端的对称坡度异形凸台侧壁与自锁垫片4上的限位凹槽完全卡紧，实现口盖的关闭、锁紧。当需要打开口盖时，只需按压锁轴底部凹槽内的控制杆1，左旋90度后松开即可。此时自锁垫片4受弹性件5弹力作用，将锁轴2沿着轴向自动向后弹出，操作非常简捷方便。
上面结合附图对本发明的实施例作进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例作。为能够保持连接后口盖无凸起的沉头快速锁，其能够承受更强的飞行热环境，其实施时需要将锁台3加工为沉头状态、密封垫7为喇叭形即可，在此不详述。平头快速锁和沉头快速锁因其具有密封防雨功能、能承受1300度以上高温环境、各方向承载大、操作方便、打开不脱落等特点。
本发明的上述实施例中的快速连接锁具有三维各方向大承载、适应强振动环境、抗高温、防雨雪等功能，且满足平面、弧形、椭圆等各种形状口盖和不同厚度结构的连接要求。并且具有重量轻、使用方便、不脱落、操作简单、可靠性高、维修方便等诸多优点。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于飞行器的快速连接锁，其特征在于，包括：控制杆(1)、锁轴(2)、锁台(3)、自锁垫片(4)、弹性件(5)和锁帽(6)；
其中，所述控制杆(1)与所述锁轴(2)插接；所述锁台(3)具有供所述锁轴(2)插入的插孔；所述锁台(3)与所述自锁垫片(4)滑动连接；所述弹性件(5)安装在所述锁帽(6)的底部给所述自锁垫片(4)提供推力；
所述锁轴(2)包括：
操作台(21)，所述操作台(21)具有供所述控制杆(1)插入并旋转的操作孔(211)；
与所述操作台(21)一体连接的第一圆柱体(22)；
与所述第一圆柱体(22)一体连接的第二圆柱体(23)；
与所述第二圆柱体(23)一体连接的异型结构(24)；所述异型结构(24)为对称坡度异形凸台，所述对称坡度异形凸台具有第一平面(241)和第二平面(242)，所述第一平面(241)为所述对称坡度异形凸台的侧面，所述第二平面(242)为所述对称坡度异形凸台与所述第二圆柱体(23)连接的上表面，所述第一平面(241)用于与所述自锁垫片(4)卡接；
所述操作台(21)的直径大于所述第一圆柱体(22)的直径，所述第一圆柱体(22)的直径大于所述第二圆柱体(23)的直径；
所述锁台(3)包括：
平台(31)，所述平台(31)的中心处沿直径方向具有与所述异型结构(24)形状相同的插孔；
与所述平台(31)一体连接的基座(32)；所述基座(32)的外表面具有螺纹，与所述锁帽(6)螺接；
与所述基座(32)一体连接的第一滑轨(33)、第二滑轨(34)和第三滑轨(35)；
所述基座(32)通过所述第一滑轨(33)、所述第二滑轨(34)和所述第三滑轨(35)与所述自锁垫片(4)滑动连接；
所述自锁垫片(4)具有限位凹槽(41)，所述异型结构(24)穿过所述平台(31)的插孔，所述第一平面（241）插入所述限位凹槽(41)，与所述自锁垫片(4)卡接；
其中，所述锁轴(2)沿轴向插入所述锁台(3)中，穿过所述锁台(3)的插孔并推动所述自锁垫片(4)和所述弹性件(5)，所述自锁垫片(4)与所述锁轴(2)在端面接触，继续下按所述锁轴(2)并右旋90度，所述对称坡度异形凸台侧壁与所述限位凹槽（41）配合，所述自锁垫片(4)受所述弹性件(5)的弹力作用，所述对称坡度异形凸台侧壁与所述限位凹槽（41）卡紧，快速连接锁处于锁紧状态；
按压所述控制杆(1)，所述控制杆(1)推动所述自锁垫片(4)，将所述自锁垫片(4)推出所述锁台(3)中部，同时左旋所述锁轴(2)旋转90度后松开，所述自锁垫片(4)受所述弹性件(5)弹力作用，将所述锁轴(2)沿着轴向自动向后推出，推出所述锁台(3)，所述控制杆(1)和所述锁轴(2)回退后，快速连接锁解锁。
2.根据权利要求1所述的用于飞行器的快速连接锁，其特征在于，所述锁轴(2)的操作台(21)与所述锁台(3)的平台(31)之间具有密封垫(7)。
3.根据权利要求2所述的用于飞行器的快速连接锁，其特征在于，所述密封垫(7)为喇叭形状。
4.根据权利要求1所述的用于飞行器的快速连接锁，其特征在于，所述第一滑轨(33)、所述第二滑轨(34)和所述第三滑轨(35)沿所述基座(32)的圆周间隔一预设距离均匀分布。
5.根据权利要求1所述的用于飞行器的快速连接锁，其特征在于，所述锁帽(6)的底部具有定位销(61)，所述弹性件(5)安装在所述定位销(61)上。
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