CN111272026B - 一种运载火箭的连接装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运载火箭的连接装置，包括：固定机构，包括固定部和旋转部，所述固定部用于与安装面固定连接，所述旋转部用于绕第一方向可旋转设置，以适应火箭接口绕火箭轴线的旋转；连接机构，包括连接部和配合部，其中所述连接部用于与火箭接口连接及分离；传动机构，一端活动地设置于所述旋转部，另一端连接所述配合部，传动机构配置为在第二方向运动，以适应火箭接口沿垂直方向的运动。该运载火箭的连接装置中的连接机构通过传动机构非轴线安装在固定机构上，有利于运载火箭起飞过程中避让箭体机构，保证运载火箭起飞的安全性。

Description

一种运载火箭的连接装置和方法

技术领域

本发明涉及运载火箭供气供液领域，具体涉及一种运载火箭的连接装置和方法。

背景技术

现有技术中运载火箭用来供气供液的连接装置主要是插拔连接器对接脱落自适应运动系统，采用与插拔连接器同轴布置的弹性支撑结构，实现对连接器水平方向和倾斜旋转方向运动的适应性。

现有技术要求产品沿连接器轴向分布，会占用连接器下方空间。由于该区域附近往往布有运载火箭发动机的喷管，受运载火箭起飞滚转及漂移的影响，运载火箭起飞过程中存在与喷管碰撞的风险。同时该方向为连接器的出管方向，安装时操作复杂，且维修不便。

鉴于此，亟需设计一种非轴向分布且安装简易的运载火箭的连接装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运载火箭的连接装置和方法。

本发明提供一种运载火箭的连接装置，包括：固定机构，包括固定部和旋转部，所述固定部用于与安装面固定连接，所述旋转部用于绕第一方向可旋转设置，以适应火箭接口绕火箭轴线的旋转；连接机构，包括连接部和配合部，其中所述连接部用于与火箭接口连接及分离；传动机构，一端活动地设置于所述旋转部，另一端连接所述配合部，传动机构配置为在第二方向运动，以适应火箭接口沿垂直方向的运动。

根据本发明的一个方面，所述旋转部下端通过轴承连接到所述固定部，以实现所述旋转部绕第一方向可旋转，所述旋转部上端由两个支架间隔放置构成。

根据本发明的一个方面，所述传动机构包括：随动框架，通过第一销轴连接到所述两个支架的下端两侧；随动气缸，通过第二销轴连接到所述两个支架的上端，且所述随动气缸的第一端在所述两个支架之间，所述随动气缸的第二端通过第三销轴连接到所述随动框架上；支撑杆，通过第四销轴连接到所述两个支架的中端，且所述支撑杆在所述两个支架之间。

根据本发明的一个方面，所述传动机构还包括：固定板，设置在所述随动框架和所述支撑杆的另一端，所述随动框架通过销轴连接到所述固定板的下部两端，所述支撑杆通过销轴连接到所述固定板的上部中端。

根据本发明的一个方面，所述配合部包括：滑动平台，通过滑轨连接到所述固定板，所述滑动平台为中空的框架结构；关节轴承，设置在所述滑动平台的上端面中间，用于放置连接部且所述关节轴承相对所述滑动平台可转动。

根据本发明的一个方面，所述随动框架包括两个长边、第一短边和第二短边；所述随动气缸的第二端通过销轴连接到所述第一短边的中间位置，所述第二短边通过销轴连接到所述固定板；两个所述长边在靠近所述第一短边的位置通过销轴连接到所述旋转部。

根据本发明的一个方面，其特征在于，两个所述长边通过连接到所述两个支架的第一销轴分为两部分，靠近所述第一短边的为第一长边，靠近所述第二短边的为第二长边；所述第二长边与所述支撑杆位于所述两个支架的同侧。

根据本发明的一个方面，所述随动气缸配置为通过伸缩以提供力给所述随动框架，使得所述随动框架绕所述两个支架连接的销轴转动。

根据本发明的一个方面，所述固定板分为第一侧面和第二侧面；所述第一侧面的下部两端设置两个凸起以通过销轴固定所述随动框架，所述第一侧面的上部中间设置两个凸起以通过销轴固定所述支撑杆；所述第二侧面通过四个滑轨连接到所述滑动平台。

根据本发明的一个方面，还包括：弹簧导向柱，贯穿设置在所述固定板的中部两端，所述弹簧导向柱的第一端连接至所述滑动平台，所述弹簧导向柱的第二端设置在远离所述第一侧面的一定距离处；复位弹簧，安装在靠近第一侧面的所述弹簧导向柱上。

另一方面，本发明提供了一种运载火箭的连接方法，应用在如上述的运载火箭连接装置，所述方法包括：卸荷所述随动气缸，复位所述滑动平台，将所述连接部与运载火箭的接口连接；给所述随动气缸增压，牵引所述旋转部，使得所述滑动平台与所述连接部对接，使得所述连接部卡合在所述关节轴承内。

本发明通过运载火箭的连接装置中的固定机构、连接机构和传动机构，连接机构通过传动机构非轴线安装在固定机构上，有利于运载火箭起飞过程中避让箭体机构，保证运载火箭起飞的安全性，同时该连接装置便于安装及检修。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。

图1是本发明一个实施例的运载火箭的连接装置的示意图；

图2是本发明再一实施例的运载火箭的连接装置的示意图。

附图标记说明：

100-固定机构，101-固定部，102-旋转部，200-连接机构，201-连接部，202-配合部，203-滑动平台，204-关节轴承，300-传动机构，301-随动框架，302-第一销轴，303-随动气缸，304-第二销轴，305-第三销轴，306-支撑杆，307-第四销轴，308-固定板，401-弹簧导向柱，402-复位弹簧。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

图1是本发明一个实施例的运载火箭的连接装置的示意图，图2是本发明再一实施例的运载火箭的连接装置的示意图。

如图1所示，本发明提供一种运载火箭的连接装置，包括：固定机构100，包括固定部101和旋转部102，固定部101用于与安装面固定连接，旋转部102用于绕第一方向可旋转设置，以适应火箭接口绕火箭轴线的旋转；连接机构200，包括连接部201和配合部202，其中连接部201用于与火箭接口连接及分离，火箭接口通过连接管连接至火箭储箱，连接管另一端从运载火箭底面或者运载火箭圆柱侧面伸出；传动机构300，一端活动地设置于旋转部102，另一端连接配合部202，传动机构300配置为在第二方向运动，以适应火箭接口沿垂直方向的运动。

具体地，本实施例中的运载火箭的连接装置主要包括三个机构，固定机构100、连接机构200和传动机构300，其中固定机构100与连接机构200通过传动机构300动态连接，以实现连接机构200中的连接部201随着火箭接口的移动而移动。其中，固定机构100包括固定部101和旋转部102，旋转部102用于绕第一方向可旋转设置，以适应火箭接口绕火箭轴线的旋转；传动机构300配置为在第二方向运动，以适应火箭接口沿垂直方向的运动。通过本实施例中的运载火箭连接装置，在运载火箭一定的起飞高度范围内，依然能够适应运载火箭接口的位置变化，以满足运载火箭起飞过程中紧急关机时保持连接部与运载火箭接口的连接状态，直至达到分离高度连接部与运载火箭接口分离。

运载火箭起飞到一定的高度之前，连接部201与运载火箭的接口保持连接状态，传动机构300进行位移自适应调整；当运载火箭起飞超过一定的高度时，连接部201与运载火箭的接口分离，通过给传动机构300施加围绕地面部分转动的力，使得连接机构200远离运载火箭。

根据本发明的一个方面，旋转部102下端通过轴承连接到固定部101，以实现旋转部102绕第一方向可旋转，旋转部102上端由两个支架间隔放置构成。旋转部102根据连接机构200的轴心位移绕固定部101进行其轴线旋转，适应运载火箭接口绕运载火箭的轴心旋转。旋转部102由两个支架间隔放置构成，方便连接机构200的连接。

例如，在传动机构300通过旋转带动连接机构200远离运载火箭的情况下，传动机构300的转动平面可以与旋转部102的转动平面正交。

如图2所示，根据本发明的一个方面，传动机构300包括：随动框架301，通过第一销轴302连接到两个支架的下端两侧；随动气缸303，通过第二销轴304连接到两个支架的上端，且随动气缸303的第一端在两个支架之间，随动气缸303的第二端通过第三销轴305连接到随动框架301上；支撑杆306，通过第四销轴307连接到两个支架的中端，且支撑杆306在两个支架之间。

具体地，传动机构300采用的是平行四连杆的形式进行位移自适应调整，当连接部201与运载火箭的接口保持连接状态时，传动机构300通过随动框架301绕第一销轴302进行运载火箭的接口自适应；当连接部201与运载火箭的接口分离时，传动机构300通过随动气缸303伸缩以提供力给随动框架301，随动框架301绕旋转部102连接的第一销轴302旋转，使得连接机构200远离运载火箭。为了使传动机构300传动过程更加稳定牢固，设置支撑杆306通过第四销轴307连接到两个支架的中端，且支撑杆306在两个支架之间，满足传动机构300保持平行四连杆的稳固形式。

根据本发明的一个方面，传动机构300还包括：固定板308，设置在随动框架301和支撑杆306的另一端，随动框架301通过销轴连接到固定板308的下部两端，支撑杆306通过销轴连接到固定板308的上部中端。具体地，设置固定板308为了使随动框架301和支撑杆306更好地与连接机构200连接，为了使得传动机构300能构成立体随动的效果，随动框架301通过销轴连接到固定板308的下部两端的位置，支撑杆306通过销轴连接到固定板308的上部中端的位置，因此能形成立体的平行四连杆形式。在本申请中针对某个部件的上部、下部、中部都是在部件安装好的情况下（也即连接装置处于如图1、图2所示的工作状态下），如果部件没有按照本实施例中的位置摆放，只要传动机构300能实现立体的平行四连杆形式均在本申请范围内。

根据本发明的一个方面，配合部202包括：滑动平台203，通过滑轨连接到固定板308，滑动平台203为中空的框架结构；关节轴承204，设置在滑动平台203的上端面中间，用于放置连接部201且关节轴承204相对滑动平台203可转动。具体地，滑动平台203根据连接机构200的水平位移沿着滑轨做水平移动，适应运载火箭接口沿着运载火箭径向方向上的变化。将滑动平台203设置成中空框架结构便于安装连接部201，方便连接部201的管路安装与检修。关节轴承204用于嵌入连接部201并能适应连接部201进行周向旋转和偏斜，适应运载火箭接口绕运载火箭轴线的旋转和偏斜。

根据本发明的一个方面，随动框架301包括两个长边、第一短边和第二短边；随动气缸303的第二端通过第三销轴305连接到第一短边的中间位置，第二短边通过销轴连接到固定板308；两个长边在靠近第一短边的位置通过第一销轴302连接到旋转部102。

根据本发明的一个方面，其特征在于，两个长边通过连接到两个支架的第一销轴分为两部分，靠近第一短边的为第一长边，靠近第二短边的为第二长边；第二长边与支撑杆306位于两个支架的同侧。

根据本发明的一个方面，随动气缸303配置为通过伸缩以提供力给随动框架301，使得随动框架301绕两个支架连接的第一销轴302转动。

具体地，运载火箭起飞到一定的高度之前，连接部201与运载火箭的接口保持连接状态，随动气缸303根据连接部201的位移进行伸缩自适应调整。当运载火箭起飞超过一定的高度时，连接部201与运载火箭的接口分离，通过给随动气缸303施加伸长的力到随动框架301的第一短边下降，在第一销轴302的支点下，随动框架301的第二短边上升并朝向远离运载火箭的方向，使得连接机构200远离运载火箭。

根据本发明的一个方面，固定板308分为第一侧面和第二侧面；第一侧面的下部两端设置两个凸起以通过销轴固定随动框架301，第一侧面的上部中间设置两个凸起以通过销轴固定支撑杆306；第二侧面通过四个滑轨连接到滑动平台203。

根据本发明的一个方面，还包括：弹簧导向柱401，贯穿设置在固定板的中部两端，弹簧导向柱401的第一端连接至滑动平台203，弹簧导向柱401的第二端设置在远离第一侧面的一定距离处；复位弹簧402，安装在靠近第一侧面的弹簧导向柱401上。

具体地，当运载火箭起飞超过一定的高度时，连接部201与运载火箭的接口分离后，滑动平台203在复位弹簧402的作用下靠近固定板308，从而远离运载火箭。弹簧导向柱401能够锁定复位弹簧402不偏离，当滑动平台203与固定板308之间没有拉力时，复位弹簧402提供两者复位的力，使得滑动平台203靠近固定板308，进一步远离运载火箭，保证运载火箭的安全起飞。

另一方面，本发明提供了一种运载火箭的连接方法，应用在如上述的运载火箭连接装置，方法包括：卸荷随动气缸303，复位滑动平台203，将连接部201与运载火箭的接口连接；给随动气缸303增压，牵引旋转部102，使得滑动平台203与连接部201对接，使得连接部201卡合在关节轴承204内。

为了将运载火箭的连接装置准确的装配到运载火箭的接口处，需要首先卸荷随动气缸303，复位滑动平台203，将连接部201与运载火箭的接口连接后，然后给随动气缸303增压，牵引旋转部102，使得滑动平台203与连接部201对接，使得连接部201卡合在关节轴承204内。连接部201与运载火箭的接口连接后，由于运载火箭的位置调整可能产生水平或者竖直方向的一定位移量，此时依靠旋转部102、传动机构300以及滑动平台203的水平移动，关节轴承204的倾斜旋转运动进行位移自适应调整。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种运载火箭的连接装置，其特征在于，包括：

固定机构，包括固定部和旋转部，所述固定部用于与安装面固定连接，所述旋转部用于绕第一方向可旋转设置，以适应火箭接口绕火箭轴线的旋转；

连接机构，包括连接部和配合部，其中所述连接部用于与火箭接口连接及分离；

传动机构，一端活动地设置于所述旋转部，另一端连接所述配合部，传动机构配置为在第二方向运动，以适应火箭接口沿垂直方向的运动；所述传动机构包括固定板；

所述配合部包括：滑动平台，通过滑轨连接到所述固定板，所述滑动平台用于根据连接机构的水平位移沿所述滑轨做水平移动，以适应运载火箭接口位置沿运载火箭径向方向上的变化；关节轴承，设置在所述滑动平台的上端面中间，用于放置连接部且所述关节轴承相对所述滑动平台可转动，所述关节轴承用于嵌入所述连接部以通过适应所述连接部的周向旋转和偏斜，适应运载火箭接口绕运载火箭轴线的旋转和偏斜；

当运载火箭起飞超过一定的高度时，所述连接部与运载火箭的接口分离，通过给所述传动机构施加围绕地面部分转动的力，使得所述连接机构远离运载火箭。

2.根据权利要求1所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，所述旋转部下端通过轴承连接到所述固定部，以实现所述旋转部绕第一方向可旋转，所述旋转部上端由两个支架间隔放置构成。

3.根据权利要求2所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，所述传动机构包括：

随动框架，通过第一销轴连接到所述两个支架的下端两侧；

随动气缸，通过第二销轴连接到所述两个支架的上端，且所述随动气缸的第一端在所述两个支架之间，所述随动气缸的第二端通过第三销轴连接到所述随动框架上；

支撑杆，通过第四销轴连接到所述两个支架的中端，且所述支撑杆在所述两个支架之间。

4.根据权利要求3所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，所述固定板设置在所述随动框架和所述支撑杆的另一端，所述随动框架通过销轴连接到所述固定板的下部两端，所述支撑杆通过销轴连接到所述固定板的上部中端。

5.根据权利要求4所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，

所述随动框架包括两个长边、第一短边和第二短边；

所述随动气缸的第二端通过第三销轴连接到所述第一短边的中间位置，所述第二短边通过销轴连接到所述固定板；

两个所述长边在靠近所述第一短边的位置通过第一销轴连接到所述旋转部。

6.根据权利要求5所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，

两个所述长边通过连接到所述两个支架的第一销轴分为两部分，靠近所述第一短边的为第一长边，靠近所述第二短边的为第二长边；

所述第二长边与所述支撑杆位于所述两个支架的同侧。

7.根据权利要求5所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，

所述随动气缸配置为通过伸缩以提供力给所述随动框架，使得所述随动框架绕所述两个支架连接的第一销轴转动。

8.根据权利要求4所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，

所述固定板分为第一侧面和第二侧面；

所述第一侧面的下部两端设置两个凸起以通过销轴固定所述随动框架，所述第一侧面的上部中间设置两个凸起以通过销轴固定所述支撑杆；

所述第二侧面通过四个滑轨连接到所述滑动平台。

9.根据权利要求8所述的运载火箭的连接装置，其特征在于，还包括：

弹簧导向柱，贯穿设置在所述固定板的中部两端，所述弹簧导向柱的第一端连接至所述滑动平台，所述弹簧导向柱的第二端设置在远离所述第一侧面的一定距离处；

复位弹簧，安装在靠近第一侧面的所述弹簧导向柱上。

10.一种运载火箭的连接方法，其特征在于，应用在如权利要求5-9任一项所述的运载火箭连接装置，所述方法包括：

卸荷所述随动气缸，复位所述滑动平台，将所述连接部与运载火箭的接口连接；

给所述随动气缸增压，牵引所述旋转部，使得所述滑动平台与所述连接部对接，使得所述连接部卡合在所述关节轴承内。

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