CN113108652B - 一种导弹舵面旋转折叠收放结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导弹舵面旋转折叠收放结构，沿壳体周向均布有四个展开机构安装孔和四个壳体顶出凹槽，安装孔中设置有基座；基座的盲孔中设置有顶出弹簧，顶出弹簧的端部与顶出件固定连接，顶出件与舵轴的表面通过面接触连接，连接轴与推力轴承通过转动副连接；连接轴上设置有连接轴螺纹孔，锥套与压缩弹簧安装在连接轴螺纹孔中；在壳体上还设置有四个锁定基座固定，锁紧基座内设置有衬圆，舵轴的燕尾端与衬圆上的燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接；衬圆的外圆周面与锁定基座的内圆环面通过滑动副连接，衬圆上设置的外齿面与锁定基座的内齿条通过齿轮齿条啮合配合；锥套与舵轴表面通过低副连接。本发明可极大程度上减少微型智能弹药发射前所占用的空间。

Description

一种导弹舵面旋转折叠收放结构
技术领域
本发明涉及一种微型智能弹药舵面的旋转折叠展开机构，属于智能弹药姿态控制领域，可替代传统的直立式舵面，提高了智能弹药发射的稳定性和效率，且可应用于多种智能弹药舵面。
背景技术
随着导弹技术、发射技术的发展，折叠舵面成为了减小智能弹药体积的一种有效方法。折叠舵面缩小了发射筒的横向尺寸，为实现“筒弹一体化”创造了条件。同时，折叠舵面也有利于减小弹药发射装置的体积和重量，提高弹药装填量，增大弹药杀伤力。
国、内外常见的小型折叠舵舵面的地空、地地等型弹药，大多都采用筒式发射方式；弹药在筒内安装时，使用锁定机构保持舵面折叠状态；弹药飞行状态下，使用解锁展开机构控制舵面展开，展开的舵面控制弹体飞行姿态。但现有的折叠舵面机构，多采用单一的纵向或横向折叠方式，仍需占用较大的空间；且解锁展开机构需要额外的驱动力，对安装空间也有较大的需求，具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是为了克服普通折叠舵面仍会占用较大空间而设计的一种新型智能弹药舵面旋转折叠展开机构，可以极大程度上减少微型智能弹药发射前所占用的空间。
本发明的目的是这样实现的：包括内部中空的圆柱形的壳体，沿壳体周向均布有四个展开机构安装孔和四个壳体顶出凹槽，每个安装孔中设置有基座；每个基座的盲孔中设置有顶出弹簧，顶出弹簧的端部与顶出件固定连接，顶出件与舵轴的表面通过面接触连接，顶出件上设置有突起，且突起与基座上设置的盲孔通过移动副连接，基座上设置有基座轴承孔，推力轴承与基座轴承孔通过转动副连接，连接轴与推力轴承通过转动副连接；连接轴上设置有连接轴螺纹孔，锥套与压缩弹簧安装在连接轴螺纹孔中；舵面未展开时，舵轴的片端与连接轴上的通孔通过转动副连接；在壳体上还设置有四个锁定基座固定，每个锁紧基座内设置有衬圆，舵轴的燕尾端与衬圆上的燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接；衬圆的外圆周面与锁定基座的内圆环面通过滑动副连接，衬圆上设置的外齿面与锁定基座的内齿条通过齿轮齿条啮合配合；锥套与舵轴表面通过低副连接；舵面展开时，舵轴通孔与锥套通过型面配合连接；舵轴片端与连接轴凹槽通过型面配合；舵轴定位孔与连接轴定位销通过过盈配合连接。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.结构整体布置为沿导弹飞行方向，锁定基座在前，舵片居中，连接轴在后，舵片的展开可借助导弹飞行过程中产生的空气阻力。
2.舵面直立过程：给连接轴顺时针方向适当大小的扭矩，由于舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接为一体和锁定基座内圆环面的存在，舵轴将驱使舵轴沿连接轴轴线顺时针方向旋转，同时在锁定基座内齿条的作用下，舵轴将沿自身轴线以特定的速度旋转；当舵轴沿自身轴线旋转90°时，舵面完全直立；
舵面展开过程：在舵面沿自身轴线旋转90°完全直立时，锥套在压缩弹簧的压力作用下，与舵轴通孔通过型面配合连接起来，舵轴沿舵轴通孔轴线方向旋转；此时舵轴燕尾端与衬圆的组合体到达锁定基座内腔最左侧，且舵轴燕尾端与锁定基座燕尾槽完全对应；舵轴在顶出件的压力和空气阻力作用下，开始沿舵轴通孔轴线方向旋转，舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽脱离，衬圆留在锁定基座内腔中；此时舵轴片端开始与连接轴凹槽开始型面配合；当顶出件突起与壳体顶出凹槽相接触，顶出件到达行程极限位置停止运动，舵轴在惯性作用以及空气阻力作用下继续沿舵轴通孔轴线方向旋转；当舵轴沿舵轴通孔轴线方向旋转90°时，舵轴片端与连接轴凹槽实现完全的型面配合，舵轴定位孔与连接轴定位销通过过盈配合连接，此时舵面完全展开，驱动机构可通过控制连接轴实现对舵面沿连接轴轴线方向转动的完全控制。
现有技术相比，本发明的有益效果是：采用旋转和折叠组合的方式，舵面与壳体近乎贴合，极大的提高了空间利用率。将连接轴角度控制信号作为解锁机构的输入信号，避免使用额外的控制装置和驱动力。使用燕尾槽配合将舵轴片端与衬圆组合为一体，在衬圆与锁定基座上滑动副和齿轮齿条啮合配合下，可以保证舵轴在锁定基座内腔中以特定的运动规律运动；受燕尾槽与尺寸限制，衬圆无法从基座中脱出，避免了不确定事件的发生，同时保证了舵轴不会出现轴向位移。在连接轴与舵轴配合上，使用锥套与锥孔组合的型面配合，减少了对舵轴的强度削弱。对连接轴采用通孔加凹槽设计，可以满足舵轴沿自身轴线旋转以及沿锥套轴线旋转的要求，实现折叠加旋转的设计目标。
舵片折叠状态下：舵轴片端与连接轴通孔通过转动副连接，舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接，衬圆外圆周面与锁定基座内圆环面通过滑动副连接，同时衬圆外齿面与锁定基座内齿条通过齿轮齿条配合。这些配合关系的联合作用，实现舵轴的锁定，此时舵面与壳体平行，处于收缩状态。顶出弹簧处于压缩状态，舵轴受沿顶出件轴线向外的压力。压缩弹簧处于压缩状态，舵轴受到沿轴套轴线向内的压力。
舵面直立过程：给予连接轴顺时针方向适当大小的扭矩，由于舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接为一体和锁定基座内圆环面的存在，连接轴将驱使舵轴沿连接轴轴线顺时针方向旋转，同时在锁定基座内齿条的作用下，舵轴将沿自身轴线以特定的速度旋转。当舵轴沿自身轴线旋转90°时，舵面完全直立。
舵面展开过程：在舵面完全直立时，锥套在压缩弹簧的压力作用下，与舵轴通孔通过型面配合连接起来。此时舵轴燕尾端与锁定基座燕尾槽完全对应。舵轴在顶出件的压力和空气阻力作用下，开始沿舵轴通孔轴线方向旋转，舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽脱离，衬圆留在锁定基座内腔中。此时舵轴片端开始与连接轴凹槽开始型面配合。当舵轴沿舵轴通孔轴线方向旋转90°时，舵轴片端与连接轴凹槽实现完全的型面配合，舵轴定位孔与连接轴定位销通过过盈配合连接，舵轴与连接轴实现过定位确保连接刚度。此时舵面完全展开，驱动机构可通过控制连接轴实现对舵面沿连接轴轴线方向转动的完全控制。
附图说明
图1是本发明中的折叠舵面折叠状态整体结构示意图；
图2是本发明中的折叠舵面折叠状态整体轴测剖面示意图；
图3是本发明中的连接轴轴测剖面示意图；
图4是本发明中的锁定基座轴测示意图；
图5是本发明中的衬圆轴测示意图。
图中：1.衬圆、1.1.衬圆燕尾盲槽、1.2.衬圆外圆周面、1.3.衬圆外齿面、2.锁定基座、2.1.锁定基座内圆环面、2.2.锁定基座内齿条、2.3.锁定基座燕尾槽、3.舵轴、3.1.舵轴片端、3.2.舵轴燕尾端、3.3.舵轴通孔、3.4.舵轴定位孔、4.连接轴、4.1.连接轴通孔、4.2.连接轴定位销、4.3.连接轴凹槽、4.4.连接轴螺纹孔、5.安装螺钉、6.壳体、6.1.展开机构安装孔、6.2.壳体顶出凹槽、7.压缩弹簧、8.锥套、9.基座、9.1.基座轴承孔、9.2.基座盲孔、10.推力轴承、11.顶出弹簧、12.顶出件、12.1.顶出件突起。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1、2、3、4和5所示，壳体6为内部中空的圆柱形，侧壁开设有沿周向均布的四个展开机构安装孔6.1和四个壳体顶出凹槽6.2；基座9固定在安装孔6.1处；顶出弹簧11固定在基座盲孔9.2上，上端与顶出件12固定连接；顶出件12与舵轴3表面通过面接触连接；顶出件突起12.1与基座盲孔9.2通过移动副连接，并略大于壳体顶出凹槽6.2；推力轴承10与基座轴承孔9.1通过转动副连接；连接轴4与推力轴承10通过转动副连接；锥套8与压缩弹簧7安装在连接轴螺纹孔4.4中；安装螺钉5与连接轴螺纹孔4.4通过螺纹连接；舵面未展开时，舵轴片端3.1与连接轴通孔4.1通过转动副连接；锁定基座2固定在壳体6上，舵轴燕尾端3.2与衬圆燕尾盲槽1.1通过燕尾槽配合连接；衬圆外圆周面1.2与锁定基座内圆环面2.1通过滑动副连接，同时衬圆外齿面1.3与锁定基座内齿条2.2通过齿轮齿条啮合配合；锥套8与舵轴3表面通过低副连接。舵面展开时，舵轴通孔3.3与锥套8通过型面配合连接；舵轴片端3.1与连接轴凹槽4.3通过型面配合；舵轴定位孔3.4与连接轴定位销4.2通过过盈配合连接。
具体工作原理：
展开机构整体布置为沿导弹飞行方向，锁定基座在前，舵片居中，连接轴在后，舵片的展开可借助导弹飞行过程中产生的空气阻力。
结合图1～5可知：基座9固定连接在展开机构安装孔6.1，锁定基座2固定连接在壳体6上。连接轴4、推力轴承10和基座轴承孔9.1依次通过转动副连接。
舵片折叠状态下：结合图1～5，舵轴片端3.1与连接轴通孔4.1通过转动副连接，舵轴燕尾端3.2与衬圆燕尾盲槽1.1通过燕尾槽配合连接，衬圆外圆周面1.2与锁定基座内圆环面2.1通过滑动副连接，同时衬圆外齿面1.3与锁定基座内齿条2.2通过齿轮齿条配合。在这些配合关系组合作用下，实现舵轴的锁定，此时舵面与壳体平行，处于收缩状态。顶出弹簧11固定在基座盲孔9.2上，上端与顶出件12固定连接，顶出件12与舵轴3表面通过面接触连接，此时顶出弹簧11处于压缩状态，舵轴3受沿顶出件12轴线向外的压力。锥套8与压缩弹簧7安装在连接轴螺纹孔4.4中，安装螺钉5与连接轴螺纹孔4.4通过螺纹连接，锥套8与舵轴3表面通过高副连接，此时压缩弹簧7处于压缩状态，舵轴3受到沿轴套8轴线向内的压力。
舵面直立过程：给予连接轴4顺时针方向适当大小的扭矩，由于舵轴燕尾端3.2与衬圆燕尾盲槽1.1通过燕尾槽配合连接为一体和锁定基座内圆环面2.1的存在，舵轴4将驱使舵轴3沿连接轴4轴线顺时针方向旋转，同时在锁定基座内齿条2.2的作用下，舵轴3将沿自身轴线以特定的速度旋转。当舵轴沿自身轴线旋转90°时，舵面完全直立。
舵面展开过程：在舵面沿自身轴线旋转90°完全直立时，锥套8在压缩弹簧7的压力作用下，与舵轴通孔3.3通过型面配合连接起来，舵轴3可沿舵轴通孔3.3轴线方向旋转。此时舵轴燕尾端3.2与衬圆1的组合体到达锁定基座2内腔最左侧，且舵轴燕尾端3.2与锁定基座燕尾槽2.3完全对应。舵轴3在顶出件12的压力和空气阻力作用下，开始沿舵轴通孔3.3轴线方向旋转，舵轴燕尾端3.2与衬圆燕尾盲槽1.1脱离，衬圆1留在锁定基座2内腔中。此时舵轴片端3.1开始与连接轴凹槽4.3开始型面配合。当舵轴3沿舵轴通孔3.3轴线方向旋转一定角度后，顶出件突起12.1与壳体顶出凹槽6.2相接触，顶出件12到达行程极限位置停止运动，舵轴3在惯性作用以及空气阻力作用下继续沿舵轴通孔3.3轴线方向旋转。当舵轴3沿舵轴通孔3.3轴线方向旋转90°时，舵轴片端3.1与连接轴凹槽4.3实现完全的型面配合，舵轴定位孔3.4与连接轴定位销4.2通过过盈配合连接，舵轴3与连接轴4实现过定位，确保连接刚度。此时舵面完全展开，驱动机构可通过控制连接轴4实现对舵面沿连接轴4轴线方向转动的完全控制。

Claims (2)

1.一种导弹舵面旋转折叠收放结构，其特征在于：包括内部中空的圆柱形的壳体，沿壳体周向均布有四个展开机构安装孔和四个壳体顶出凹槽，每个安装孔中设置有基座；每个基座的盲孔中设置有顶出弹簧，顶出弹簧的端部与顶出件固定连接，顶出件与舵轴的表面通过面接触连接，顶出件上设置有突起，且突起与基座上设置的盲孔通过移动副连接，基座上设置有基座轴承孔，推力轴承与基座轴承孔通过转动副连接，连接轴与推力轴承通过转动副连接；连接轴上设置有连接轴螺纹孔，锥套与压缩弹簧安装在连接轴螺纹孔中；舵面未展开时，舵轴的片端与连接轴上的通孔通过转动副连接；在壳体上还设置有四个锁定基座固定，每个锁定基座内设置有衬圆，舵轴的燕尾端与衬圆上的燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接；衬圆的外圆周面与锁定基座的内圆环面通过滑动副连接，衬圆上设置的外齿面与锁定基座的内齿条通过齿轮齿条啮合配合；锥套与舵轴表面通过高副连接；舵面展开时，舵轴通孔与锥套通过型面配合连接；舵轴的片端与连接轴凹槽通过型面配合；舵轴定位孔与连接轴定位销通过过盈配合连接；舵面直立过程：给连接轴顺时针方向适当大小的扭矩，由于舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽通过燕尾槽配合连接为一体和锁定基座内圆环面的存在，舵轴将驱使舵轴沿连接轴轴线顺时针方向旋转，同时在锁定基座内齿条的作用下，舵轴将沿自身轴线以特定的速度旋转；当舵轴沿自身轴线旋转90°时，舵面完全直立；
舵面展开过程：在舵面沿自身轴线旋转90°完全直立时，锥套在压缩弹簧的压力作用下，与舵轴通孔通过型面配合连接起来，舵轴沿舵轴通孔轴线方向旋转，此时舵轴燕尾端与衬圆的组合体到达锁定基座内腔最左侧，且舵轴燕尾端与锁定基座燕尾槽完全对应；舵轴在顶出件的压力和空气阻力作用下，开始沿舵轴通孔轴线方向旋转，舵轴燕尾端与衬圆燕尾盲槽脱离，衬圆留在锁定基座内腔中；此时舵轴片端开始与连接轴凹槽开始型面配合；当顶出件突起与壳体顶出凹槽相接触，顶出件到达行程极限位置停止运动，舵轴在惯性作用以及空气阻力作用下继续沿舵轴通孔轴线方向旋转；当舵轴沿舵轴通孔轴线方向旋转90°时，舵轴片端与连接轴凹槽实现完全的型面配合，舵轴定位孔与连接轴定位销通过过盈配合连接，此时舵面完全展开，驱动机构可通过控制连接轴实现对舵面沿连接轴轴线方向转动的完全控制。
2.根据权利要求1所述的一种导弹舵面旋转折叠收放结构，其特征在于：结构整体布置为沿导弹飞行方向，锁定基座在前，舵片居中，连接轴在后，舵片的展开可借助导弹飞行过程中产生的空气阻力。
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