CN112061420B - 一种连杆触发式锁释装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连杆触发式锁释装置及其工作方法，锁释装置包括机架、被锁件、锁紧杆、复位拉簧、解锁杆、中间杆、提拉杆、触发块和动力机构，锁紧杆的底部与机架铰接；解锁杆和提拉杆在滑槽内滑动设置；中间杆的中部与机架铰接，两端分别与解锁杆下部和提拉杆下部铰接；解锁杆的顶部与锁紧杆配合，触发块与提拉杆配合，在锁紧杆的中下部设置复位拉簧，初始状态下，触发块提拉提拉杆，使解锁杆的顶部与锁紧杆接触，锁紧杆在复位拉簧的作用下远离被锁件；锁紧时，动力机构带动触发块和提拉杆向下移动，中间杆逆时针转动，解锁杆向上移动，锁紧杆锁紧被锁件。本发明可重复使用、结构简单、小型化及轻量化，完成航天器之间的多次重复连接与分离。

Description

一种连杆触发式锁释装置及其工作方法

技术领域

本发明属于航天技术领域，涉及一种连接分离机构，尤其是涉及一种连杆触发式锁释装置及其工作方法。

背景技术

传统的航天器在发射阶段与运载平台可靠锁紧，在轨后航天器通过火工装置等解锁装置实现与运载平台的可靠解锁与分离。传统的火工装置具有使用历史悠久、技术成熟等特点，但是其只能单次使用，不适合需要多次重复使用的场合，而且火工装置爆炸后所释放出的化学气体具有污染性，会对镜头和电子器件等精密器械造成损害。基于此，需要研制一种可多次重复使用的、结构简单、小型化及轻量化的锁紧释放机构，完成航天器之间的多次重复连接与分离。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种连杆触发式锁释装置及其工作方法，可多次重复使用的、结构简单、小型化及轻量化的锁紧释放机构，完成航天器之间的多次重复连接与分离。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种连杆触发式锁释装置，包括机架、被锁件、锁紧杆、复位拉簧、解锁杆、中间杆、提拉杆、触发块和动力机构；所述的中间杆和锁紧杆均设置在提拉杆和解锁杆之间，且所述锁紧杆位于所述中间杆的上方，锁紧杆用来对到达锁紧位置的被锁件进行锁紧，锁紧杆的底部与所述机架铰接；

所述解锁杆和提拉杆都在固定在机架上的滑槽内上下滑动设置；所述中间杆的中部与所述机架铰接，中间杆的两端分别与解锁杆的下部和提拉杆的下部铰接；所述解锁杆的顶部与锁紧杆配合，所述的触发块与提拉杆配合，所述动力机构带动触发块移动，从而带动提拉杆在对应的滑槽内上下运动，在锁紧杆的中下部设置复位拉簧，所述的复位拉簧一端固定在机架上，另一端与锁紧杆固定连接；

初始状态下，触发块提拉提拉杆，使解锁杆的顶部与锁紧杆接触，锁紧杆在复位拉簧的作用下远离被锁件；

锁紧时，动力机构带动触发块向下移动，触发块带动提拉杆向下运动，提拉杆带动中间杆逆时针转动，从而带动解锁杆向上移动，顶紧锁紧杆使锁紧杆逆时针转动，实现锁紧杆对被锁件锁紧。

进一步的，所述被锁件设有卡接斜面，初始状态时，所述被锁件设置在锁紧杆的上方。

进一步的，所述锁紧杆为倒置的L型结构，在倒置的L型结构的长部上开设有第一安装孔，所述第一安装孔与销轴配合，L型结构的长部侧面为与被锁件的卡接斜面配合的锁紧斜面。

进一步的，所述解锁杆包括一体成型的杆部和头部，所述杆部穿过相对应的滑槽布置，在杆部的下部通过固定销轴一与中间杆连接，解锁杆的头部的侧面为限位直面，通过所述限位直面与锁紧杆的短部的侧端面配合，使锁紧杆锁紧被锁件。

进一步的，在所述中间杆的中部开设有第二安装孔，在中间杆的两端均开设有一长圆孔，且两长圆孔关于第二安装孔对称布置。

进一步的，在提拉杆的下部设有固定销轴二，中间杆的其中一个长圆孔与所述固定销轴二配合，中间杆的其中另一个长圆孔与所述固定销轴一配合，在提拉杆的中心处开设有矩形孔，所述触发块安装在矩形孔内，触发块由动力机构带动在矩形孔内上下移动。

进一步的，所述动力机构包括电机、丝杠和螺母，所述电机带动丝杠旋转，所述螺母与丝杠配合，所述触发块固定在螺母上，电机带动丝杠旋转，丝杠带动螺母上下移动，从而带动触发块在矩形孔内上下移动。

进一步的，所述锁紧杆底部通过销轴安装在第一安装座上，所述第一安装座固定在机架上，所述中间杆中部通过销轴和滚子安装在第二安装座上，所述第二安装座固定在机架上。

进一步的，在锁紧杆的弯折处设有防干涉倾斜面，在解锁杆的头部也设有防干涉斜面。

一种连杆触发式锁释装置的工作方法，具体包括以下步骤：

1、锁紧：

被锁件直线向下运动并逐渐进入锁释装置的锁紧位置；当被锁件下降到锁紧位置时，触发块首先进行直线向下运动，当触发块碰触到提拉杆矩形孔的最下表面时，触发块带动提拉杆一起向下直线运动，并迫使中间杆逆时针旋转，从而带动解锁杆的直线向上运动；解锁杆对锁紧杆限位，锁紧杆逆时针转动，锁紧杆锁紧被锁件；

2、解锁：

触发块首先进行直线向上运动，当触发块碰触到提拉杆矩形孔的最上表面时，触发块带动提拉杆一起向上直线运动，并迫使中间杆顺时针旋转，从而带动解锁杆的直线向下运动，释放解锁杆对锁紧杆的限位，锁紧杆在复位拉簧的作用下顺时针转动，解除锁紧杆对被锁件的限位，被锁件解锁。

相对于现有技术，本发明所述的一种连杆触发式锁释装置及其工作方法具有以下优势：

1.结构简单，可多次重复使用；

2.杆机构之间的斜面约束，可保证对被锁件的可靠锁紧；

3.通过杆机构之间力的传递，可实现用较小的力触发实现对被锁件的可靠解锁。

附图说明

构成本发明的一部分的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为本发明实施例所述的一种连杆触发式锁释装置未锁紧被锁件状态的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种连杆触发式锁释装置锁紧被锁件过程状态的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的一种连杆触发式锁释装置锁紧被锁件状态的结构示意图；

图4为锁紧杆的立体结构示意图；

图5为解锁杆的立体结构示意图；

图6为中间杆的立体结构示意图；

图7为提拉杆的立体结构示意图。

附图标记说明：

1-机架，2-被锁件，3-锁紧杆，4-复位拉簧，5-解锁杆，6-中间杆，7-提拉杆，8-触发块，9-第一安装孔，10-锁紧斜面，11-固定销轴一，12-限位直面，13-第二安装孔，14-固定销轴二，15-矩形孔，16-电机，17-丝杠，18-螺母，19-第一安装座，20-第二安装座，21-卡接斜面，22-长圆孔。

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。

如图1-图7所示，一种连杆触发式锁释装置，包括机架1、被锁件2、锁紧杆3、复位拉簧4、解锁杆5、中间杆6、提拉杆7、触发块8和动力机构；所述的中间杆6和锁紧杆3均设置在提拉杆7和解锁杆5之间，且所述锁紧杆3位于所述中间杆6的上方，锁紧杆3用来对到达锁紧位置的被锁件2进行锁紧，锁紧杆3的底部与所述机架1铰接；

所述解锁杆5和提拉杆7都在固定在机架1上的滑槽内上下滑动设置；所述中间杆6的中部与所述机架1铰接，中间杆6的两端分别与解锁杆5的下部和提拉杆7的下部铰接；所述解锁杆5的顶部与锁紧杆3配合，所述的触发块8与提拉杆7配合，所述动力机构带动触发块8移动，从而带动提拉杆7在对应的滑槽内上下运动，在锁紧杆3的中下部设置复位拉簧4，所述的复位拉簧4一端固定在机架1上，另一端与锁紧杆3固定连接；

初始状态下，触发块8提拉提拉杆7，使解锁杆5的顶部与锁紧杆3接触，锁紧杆3在复位拉簧的作用下远离被锁件2；

锁紧时，动力机构带动触发块8向下移动，触发块8带动提拉杆7向下运动，提拉杆7带动中间杆6逆时针转动，从而带动解锁杆5向上移动，顶紧锁紧杆3使锁紧杆3逆时针转动，实现锁紧杆3对被锁件2锁紧。

被锁件2设有卡接斜面21，初始状态时，所述被锁件设置在锁紧杆3的上方。

锁紧杆3为倒置的L型结构，在倒置的L型结构的长部上开设有第一安装孔9，所述第一安装孔9与销轴配合，L型结构的长部侧面为与被锁件2的卡接斜面21配合的锁紧斜面10。

解锁杆5包括一体成型的杆部和头部，所述杆部穿过相对应的滑槽布置，在杆部的下部通过固定销轴一11与中间杆6连接，解锁杆5的头部的侧面为限位直面12，通过所述限位直面12与锁紧杆3的短部的侧端面配合，使锁紧杆3锁紧被锁件2。

在所述中间杆6的中部开设有第二安装孔13，在中间杆6的两端均开设有一长圆孔22，且两长圆孔22关于第二安装孔13对称布置。

在提拉杆7的下部设有固定销轴二14，中间杆6的其中一个长圆孔与所述固定销轴二14配合，中间杆6的其中另一个长圆孔与所述固定销轴一11配合，在提拉杆7的中心处开设有矩形孔15，所述触发块8安装在矩形孔15内，触发块8由动力机构带动在矩形孔15内上下移动。所述触发块8是长方体结构，与矩形孔15配合。

动力机构包括电机16、丝杠17和螺母18，所述电机16带动丝杠17旋转，所述螺母18与丝杠17配合，所述触发块8固定在螺母18上，电机16带动丝杠17旋转，丝杠17带动螺母18上下移动，从而带动触发块8在矩形孔内15上下移动。

锁紧杆3底部通过销轴安装在第一安装座19上，所述第一安装座19固定在机架1上，所述中间杆6中部通过销轴和滚子安装在第二安装座20上，所述第二安装座20固定在机架1上。

在锁紧杆3的弯折处设有防干涉倾斜面，在解锁杆5的头部也设有防干涉斜面，使得锁紧杆3运动时与被锁件2不干涉，解锁杆5运动时与锁紧杆3不干涉。

复位拉簧4是承受轴向拉力的螺旋压缩弹簧，一端与锁紧杆3连接，另一端与所述机架1连接，作用一是在开始限位阶段前保证所述锁紧杆3不会逆时针转动；二是能够保证所述被锁件2在限位结束后，对所述锁紧杆3施加一个拉力，使得所述锁紧杆3能立即顺时针转动，保证所述被锁件被分离成功。

一种连杆触发式锁释装置的工作方法，具体包括以下步骤：

1、锁紧：

被锁件2直线向下运动并逐渐进入锁释装置的锁紧位置；当被锁件2下降到锁紧位置时，动力机构的电机16带动丝杠17正向转动，丝杠17带动螺母18直线运动，螺母18带动触发块8进行直线向下运动，当触发块8碰触到提拉杆7的矩形孔15的最下表面时，触发块8带动提拉杆7一起向下直线运动，并迫使中间杆6绕销轴逆时针旋转，中间杆6带动解锁杆5在对应的滑槽内直线向上运动；解锁杆5的头部的限位直面12顶紧锁紧杆3的端部的侧端面对锁紧杆3限位，使得锁紧杆3克服复位拉簧4的力绕销轴逆时针转动，锁紧杆3的长部的锁紧斜面10压紧在被锁件2的卡接斜面21上，从而锁紧被锁件2；

2、解锁：

电机16带动丝杠17反向转动，丝杠17带动螺母18和触发块8进行直线向上运动，当触发块8碰触到提拉杆7的矩形孔15的最上表面时，触发块8带动提拉杆7一起向上直线运动，并迫使中间杆6绕销轴顺时针旋转，中间杆6带动解锁杆5在对应的滑槽内直线向下运动，释放解锁杆5对锁紧杆3的限位，锁紧杆3在复位拉簧4的力作用下顺时针转动，解除锁紧杆3对被锁件2的限位，被锁件2解锁。

以上所述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)

1.一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：包括机架（1）、被锁件（2）、锁紧杆（3）、复位拉簧（4）、解锁杆（5）、中间杆（6）、提拉杆（7）、触发块（8）和动力机构；所述的中间杆（6）和锁紧杆（3）均设置在提拉杆（7）和解锁杆（5）之间，且所述锁紧杆（3）位于所述中间杆（6）的上方，锁紧杆（3）用来对到达锁紧位置的被锁件（2）进行锁紧，锁紧杆（3）的底部与所述机架（1）铰接；

所述解锁杆（5）和提拉杆（7）都在固定在机架（1）上的滑槽内上下滑动设置；所述中间杆（6）的中部与所述机架（1）铰接，在中间杆（6）的两端均开设有一长圆孔（22），且两长圆孔（22）关于第二安装孔（13）对称布置；解锁杆（5）的杆部的下部设有固定销轴一（11）；在提拉杆（7）的下部设有固定销轴二（14），中间杆（6）的其中一个长圆孔与所述固定销轴二（14）配合，中间杆（6）的其中另一个长圆孔与所述固定销轴一（11）配合；所述解锁杆（5）的顶部与锁紧杆（3）配合，所述的触发块（8）与提拉杆（7）配合，所述动力机构带动触发块（8）移动，从而带动提拉杆（7）在对应的滑槽内上下运动，在锁紧杆（3）的中下部设置复位拉簧（4），所述的复位拉簧（4）一端固定在机架（1）上，另一端与锁紧杆（3）固定连接；

初始状态下，触发块（8）提拉提拉杆（7），使解锁杆（5）的顶部与锁紧杆（3）接触，锁紧杆（3）在复位拉簧的作用下远离被锁件（2）；

锁紧时，动力机构带动触发块（8）向下移动，触发块（8）带动提拉杆（7）向下运动，提拉杆（7）带动中间杆（6）逆时针转动，从而带动解锁杆（5）向上移动，顶紧锁紧杆（3）使锁紧杆（3）逆时针转动，实现锁紧杆（3）对被锁件（2）锁紧。

2.根据权利要求1所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：所述被锁件（2）设有卡接斜面（21），初始状态时，所述被锁件设置在锁紧杆（3）的上方。

3.根据权利要求2所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：所述锁紧杆（3）为倒置的L型结构，在倒置的L型结构的长部上开设有第一安装孔（9），所述第一安装孔（9）与销轴配合，L型结构的长部侧面为与被锁件（2）的卡接斜面（21）配合的锁紧斜面（10）。

4.根据权利要求3所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：所述解锁杆（5）包括一体成型的杆部和头部，所述杆部穿过相对应的滑槽布置，在杆部的下部通过固定销轴一（11）与中间杆（6）连接，解锁杆（5）的头部的侧面为限位直面（12），通过所述限位直面（12）与锁紧杆（3）的短部的侧端面配合，使锁紧杆（3）锁紧被锁件（2）。

5.根据权利要求4所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：在所述中间杆（6）的中部开设有第二安装孔（13）。

6.根据权利要求5所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：在提拉杆（7）的中心处开设有矩形孔（15），所述触发块（8）安装在矩形孔（15）内，触发块（8）由动力机构带动在矩形孔（15）内上下移动。

7.根据权利要求6所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：所述动力机构包括电机（16）、丝杠（17）和螺母（18），所述电机（16）带动丝杠（17）旋转，所述螺母（18）与丝杠（17）配合，所述触发块（8）固定在螺母（18）上，电机（16）带动丝杠（17）旋转，丝杠（17）带动螺母（18）上下移动，从而带动触发块（8）在矩形孔内（15）上下移动。

8.根据权利要求1所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：所述锁紧杆（3）底部通过销轴安装在第一安装座（19）上，所述第一安装座（19）固定在机架（1）上，所述中间杆（6）中部通过销轴和滚子安装在第二安装座（20）上，所述第二安装座（20）固定在机架（1）上。

9.根据权利要求4所述的一种连杆触发式锁释装置，其特征在于：在锁紧杆（3）的弯折处设有防干涉倾斜面，在解锁杆（5）的头部也设有防干涉斜面。

10.根据权利要求6所述的一种连杆触发式锁释装置的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

锁紧：

被锁件（2）直线向下运动并逐渐进入锁释装置的锁紧位置；当被锁件（2）下降到锁紧位置时，触发块（8）首先进行直线向下运动，当触发块（8）碰触到提拉杆（7）矩形孔（15）的最下表面时，触发块（8）带动提拉杆（7）一起向下直线运动，并迫使中间杆（6）逆时针旋转，从而带动解锁杆（5）的直线向上运动；解锁杆（5）对锁紧杆（3）限位，锁紧杆（3）逆时针转动，锁紧杆（3）锁紧被锁件（2）；

解锁：

触发块（8）首先进行直线向上运动，当触发块（8）碰触到提拉杆7矩形孔的最上表面时，触发块（8）带动提拉杆（7）一起向上直线运动，并迫使中间杆（6）顺时针旋转，从而带动解锁杆（5）的直线向下运动，释放解锁杆（5）对锁紧杆（3）的限位，锁紧杆（3）在复位拉簧（4）的作用下顺时针转动，解除锁紧杆（3）对被锁件（2）的限位，被锁件（2）解锁。

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