CN111037501A - 一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，涉及航天运载器整流罩分离技术领域，包括弹力机构和凸轮限位机构，所述弹力机构包括弹簧套筒以及位于所述弹簧套筒内的分离弹簧和推杆，所述推杆位于分离弹簧的末端，所述分离弹簧的前端抵持于弹簧套筒的内顶面上，所述推杆包括抵持于分离弹簧末端的圆盘和固定于圆盘上并向弹簧套筒尾端外伸出的伸长部，且所述伸长部的侧壁上开设有U型孔；所述凸轮限位机构包括凸轮杆以及凸轮杆两端均设有的转动轴，且2个转动轴的轴线重合，且2个转动轴间的连线位于凸轮杆中轴线的一侧，所述凸轮杆穿设于伸长部上的U型孔中。本发明能够方便整流罩半罩的对接和拆卸，且整体结构简单。

Description

一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置

技术领域

本发明涉及航天运载器整流罩分离技术领域，具体涉及一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置。

背景技术

整流罩分离是航天运载器飞行过程中的重要动作，往往关系到飞行任务的成败，在整流罩的分离动作中，弹簧作动装置是一种使用较为广泛的整流罩分离动力装置。

弹簧作动装置具有分离可靠、结构简单、成本低廉等众多优点而被中小型航天飞行器广泛采用，但是当将弹簧作动装置用于整流罩半罩旋转分离时，需要将弹簧压缩在两个半罩之间，为分离提供动力。由于半罩分离需要的弹簧力较大，所以给整流罩半罩对接、拆卸带来较大困难，尤其在运载器地面试验过程中，整流罩半罩存在多次拆装工况，弹簧装置的大弹簧力给半罩安装、拆卸以及保证人员和产品安全均造成较大困难。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，能够方便整流罩半罩的对接和拆卸，且整体结构简单。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：

弹力机构，所述弹力机构包括弹簧套筒以及位于所述弹簧套筒内的分离弹簧和推杆，所述推杆位于分离弹簧的末端，所述分离弹簧的前端抵持于弹簧套筒的内顶面上，所述推杆包括抵持于分离弹簧末端的圆盘和固定于圆盘上并向弹簧套筒尾端外伸出的伸长部，且所述伸长部的侧壁上开设有U型孔；

凸轮限位机构，所述凸轮限位机构包括凸轮杆以及凸轮杆两端均设有的转动轴，且2个转动轴的轴线重合，且2个转动轴间的连线位于凸轮杆中轴线的一侧，所述凸轮杆穿设于伸长部上的U型孔中。

在上述技术方案的基础上，所述弹簧套筒侧壁上开设有2个正对的圆孔，所述凸轮杆两端的转动轴中，其中一转动轴位于弹簧套筒上的一圆孔中，另一转动轴位于弹簧套筒上的另一圆孔中。

在上述技术方案的基础上，所述弹簧套筒上的2圆孔中，其中一圆孔中设有小套筒，另一圆孔中设有大套筒，所述凸轮杆两端的转动轴，其中一转动轴位于小套筒中，另一转动轴位于大套筒中。

在上述技术方案的基础上，所述小套筒处转动轴的末端还设有端盖。

在上述技术方案的基础上，所述小套筒处转动轴的末端上开设有螺纹孔。

在上述技术方案的基础上，所述大套筒上设有止动盘，所述大套筒处的转动轴穿设于止动盘中。

在上述技术方案的基础上，所述大套筒处转动轴的侧面为六面形，所述止动盘的内表面为六面形，所述大套筒的内壁上均匀分布有多个卡槽，所述止动盘的侧壁上设有一与所述卡槽相匹配的卡头。

在上述技术方案的基础上，所述大套筒处的转动轴侧壁上开设有插孔，所述插孔中安装有销，所述止动盘位于弹簧套筒侧壁和插孔之间。

在上述技术方案的基础上，所述弹簧套筒的顶端设有支撑杆。

在上述技术方案的基础上，所述伸长部伸出弹簧套筒外的部分呈半球形。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过凸轮限位机构带动推杆运动以部分压缩或释放弹簧，实现分离弹簧的弹簧力作用点在半罩和凸轮限位机构之间灵活切换，方便整流罩半罩的对接和拆卸，整体结构简单，成本低廉，同时凸轮限位机构可以根据弹簧力大小、所需要的推程大小、能够提供的凸轮转动力矩大小设计不同的凸轮廓线，具有设计灵活、适用能力强的优点。

附图说明

图1为本发明实施例中一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中凸轮限位机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中凸轮限位机构的纵向剖视图；

图4为本发明实施例中推杆的结构示意图；

图5为本发明实施例中凸轮限位机构的横向剖视图；

图6为本发明实施例中止动盘的结构示意图；

图7为本发明实施例中大套筒的结构示意图；

图8为本发明实施例中卡头位于卡槽时的示意图。

图中：1-弹簧套筒，2-分离弹簧，3-推杆，4-圆盘，5-伸长部，6-U型孔，7-凸轮杆，8-转动轴，9-小套筒，10-大套筒，11-端盖，12-螺纹孔，13-止动盘，14-卡槽，15-卡头，16-插孔，17-支撑杆，18-远休止点，19-近休止点。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，包括弹力机构和凸轮限位机构。弹力机构包括弹簧套筒1以及位于弹簧套筒1内的分离弹簧2和推杆3，推杆3位于分离弹簧2的末端，分离弹簧2的前端抵持于弹簧套筒1的内顶面上，参见图4所示，推杆3包括抵持于分离弹簧2末端的圆盘4和固定于圆盘4上并向弹簧套筒1尾端外伸出的伸长部5，且伸长部5的侧壁上开设有U型孔6。弹簧套筒1的顶端设有支撑杆17。伸长部5伸出弹簧套筒1外的部分呈半球形。本发明实施例的弹簧分离装置用于运载火箭整流罩两个半罩的分离，在工作时，支撑杆17安装在一个半罩上，推杆3半球形的末端用于与另一个半罩接触，推杆3可在弹簧套筒1内前后移动，从而对分离弹簧2进行压缩或释放。推杆3与半罩接触部位为半球形，减小了分离运动中相对运动的阻力，保证可靠分离。

参见图2所示，凸轮限位机构包括凸轮杆7以及凸轮杆7两端均设有的转动轴8，且2个转动轴8正对设置，参见图3所示，2个转动轴8间的连线位于凸轮杆7中轴线的一侧，使得凸轮杆7外廓线为相对于转动轴轴线的偏心圆，凸轮杆7穿设于伸长部5上的U型孔6中。弹簧套筒1侧壁上开设有2个正对的圆孔，凸轮杆7两端的转动轴8中，其中一转动轴8位于弹簧套筒1上的一圆孔中，另一转动轴8位于弹簧套筒1上的另一圆孔中。转动轴8可在弹簧套筒1的圆孔中转动，从而带动凸轮杆7在推杆3的U型孔6中转动，2个转动轴8间的连线位于凸轮杆7中轴线的一侧。即转动轴8与凸轮杆7的中轴线不在同一直线上，故凸轮杆7转动的过程中，凸轮杆7的中轴线与圆盘4之间的距离会发生改变，进而圆盘4会发生前后移动，进而实现分离弹簧2的压缩或释放。

参见图5所示，对分离弹簧2的压缩过程进行具体说明，为便于描述，在凸轮杆7外表面定义两个点，分别为远休止点18和近休止点19，远休止点18和近休止点19间的连线经过凸轮杆7的中轴线和两转动轴8间的连线，近休止点19靠近两转动轴8间的连线，远休止点18远离两转动轴8间的连线，且凸轮限位机构转动后使圆盘4移动的距离大于分离弹簧2压缩到位后，推杆3末端与半罩之间的距离。当分离弹簧2压缩到位后，将凸轮限位机构安装到弹簧套筒1中，转动转动轴8带动凸轮杆7转动，使远休止点18与推杆3上的圆盘4接触，推杆3末端不与半罩接触，对分离弹簧2进行限位，此时，分离弹簧2的弹簧力作用在凸轮限位机构上，弹簧力不会影响半罩对接；半罩对接完成后，转动转动轴8带动凸轮杆7转动，此时分离弹簧2伸长，推杆3末端与半罩接触，由于凸轮限位机构的推程大于推杆3末端与半罩之间的距离，此时，分离弹簧2的弹簧力作用在半罩上，此时可以很轻松的从弹簧套筒1中拆除凸轮限位机构。凸轮杆7上远休止点18到近休止点19运动的过程中，凸轮限位机构理论上能够将分离弹簧2释放的长度就是凸轮限位机构的推程大小，推荐推程大小为推杆3末端与半罩壳体间间隙的3倍。凸轮限位机构的外廓曲线、基圆可以根据需要的推程大小、转动力矩灵活设计，其偏心距越小，需要的转动力矩越小。

弹簧套筒1上的2圆孔中，其中一圆孔中设有小套筒9，另一圆孔中设有大套筒10，凸轮杆7两端的转动轴8，其中一转动轴8位于小套筒9中，另一转动轴8位于大套筒10中。小套筒9处转动轴8的末端还设有端盖11，小套筒9处转动轴8的末端上开设有螺纹孔12，螺纹孔12中用于安装固定端盖11的螺钉。大套筒10上设有止动盘13，大套筒10处的转动轴8穿设于止动盘13中。大套筒10处转动轴8的侧面为六面形，参见图6所示，止动盘13的内表面为六面形，参见图7所示，大套筒10的内壁上均匀分布有多个卡槽14，参见图6所示，止动盘13的侧壁上设有一与卡槽14相匹配的卡头15。参见图8所示，止动盘13可沿转动轴8的轴向方向直线运动，当需要对凸轮杆7进行限位时，向内移动止动盘13，使止动盘13上的卡头15位于卡槽14中，即可对凸轮杆7进行限位；当需要解除凸轮杆7的限位时，向外侧拔出止动盘13，便可进行凸轮杆7的转动。大套筒10处的转动轴8侧壁上开设有插孔16，插孔16中安装有销，止动盘13位于弹簧套筒1侧壁和插孔16之间，通过在插孔16中安装销来对止动盘13进行限位，防止止动盘13从转动轴8上脱落。

本发明实施例的带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，通过凸轮限位机构带动推杆3运动以部分压缩或释放弹簧，实现分离弹簧2的弹簧力作用点在半罩和凸轮限位机构之间灵活切换，方便整流罩半罩的对接和拆卸，整体结构简单，成本低廉，同时凸轮限位机构可以根据弹簧力大小、所需要的推程大小、能够提供的凸轮转动力矩大小设计不同的凸轮廓线，具有设计灵活、适用能力强的优点。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于，包括：

弹力机构，所述弹力机构包括弹簧套筒(1)以及位于所述弹簧套筒(1)内的分离弹簧(2)和推杆(3)，所述推杆(3)位于分离弹簧(2)的末端，所述分离弹簧(2)的前端抵持于弹簧套筒(1)的内顶面上，所述推杆(3)包括抵持于分离弹簧(2)末端的圆盘(4)和固定于圆盘(4)上并向弹簧套筒(1)尾端外伸出的伸长部(5)，且所述伸长部(5)的侧壁上开设有U型孔(6)；

凸轮限位机构，所述凸轮限位机构包括凸轮杆(7)以及凸轮杆(7)两端均设有的转动轴(8)，且2个转动轴(8)的轴线重合，且2个转动轴(8)间的连线位于凸轮杆(7)中轴线的一侧，所述凸轮杆(7)穿设于伸长部(5)上的U型孔(6)中。

2.如权利要求1所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述弹簧套筒(1)侧壁上开设有2个正对的圆孔，所述凸轮杆(7)两端的转动轴(8)中，其中一转动轴(8)位于弹簧套筒(1)上的一圆孔中，另一转动轴(8)位于弹簧套筒(1)上的另一圆孔中。

3.如权利要求2所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述弹簧套筒(1)上的2圆孔中，其中一圆孔中设有小套筒(9)，另一圆孔中设有大套筒(10)，所述凸轮杆(7)两端的转动轴(8)，其中一转动轴(8)位于小套筒(9)中，另一转动轴(8)位于大套筒(10)中。

4.如权利要求3所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述小套筒(9)处转动轴(8)的末端还设有端盖(11)。

5.如权利要求4所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述小套筒(9)处转动轴(8)的末端上开设有螺纹孔(12)。

6.如权利要求3所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述大套筒(10)上设有止动盘(13)，所述大套筒(10)处的转动轴(8)穿设于止动盘(13)中。

7.如权利要求6所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述大套筒(10)处转动轴(8)的侧面为六面形，所述止动盘(13)的内表面为六面形，所述大套筒(10)的内壁上均匀分布有多个卡槽(14)，所述止动盘(13)的侧壁上设有一与所述卡槽(14)相匹配的卡头(15)。

8.如权利要求7所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述大套筒(10)处的转动轴(8)侧壁上开设有插孔(16)，所述插孔(16)中安装有销，所述止动盘(13)位于弹簧套筒(1)侧壁和插孔(16)之间。

9.如权利要求1所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述弹簧套筒(1)的顶端设有支撑杆(17)。

10.如权利要求1所述的一种带有凸轮限位机构的弹簧分离装置，其特征在于：所述伸长部(5)伸出弹簧套筒(1)外的部分呈半球形。

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