CN113267093A - 栅格舵结构及具有其的火箭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种栅格舵结构及具有其的火箭。一种栅格舵结构包括：栅格舵本体；安装基座；转轴与栅格舵本体固定连接，与安装基座可转动连接；扭转装置，一端固定连接于转轴上，另一端固定连接于安装基座上，适于在栅格舵本体需展开时，扭转装置的自身扭转力驱动栅格舵本体沿转轴相对安装基座转动；锁定结构设于安装基座上，适于在扭转装置驱动栅格舵本体转动到位时，锁定结构与转轴锁定。通过设置扭转装置，能靠其自身的扭转力实现对栅格舵本体的转动驱动，且通过转轴与锁定结构配合，在栅格舵本体转动到位时，实现锁定结构对转轴的锁定，由于采用机械式的驱动展开及锁定，提升了栅格舵本体展开及锁定的可靠性。

Description

栅格舵结构及具有其的火箭

本申请是公开号为CN111238313A的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为：2020.03.13；申请号为：202010179621.6；发明创造名称为：《栅格舵结构及具有其的火箭》。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种栅格舵结构及具有其的火箭。

背景技术

栅格舵是由外框架和内部众多的薄格壁布置成框架形式或蜂窝形式的空间多升力面系统。栅格舵的折叠展开在导弹、运载火箭中应用较为广泛，例如，栅格舵的折叠可以减小存放时弹体所占用的空间，增加有限空间内的带弹数量，在火箭回收过程中展开栅格舵，通过栅格舵控制回收时的姿态，确保火箭残骸能够精准降落在设定的区域内。

现有技术中的栅格舵多是采用电能驱动其折叠和展开，控制器控制电信号的传输，一旦电信号传输过程中出现错误，则无法实现精准展开，可靠性较低，且由于采用电能驱动，成本和能耗也较高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的栅格舵展开可靠性低的缺陷，从而提供一种开展过程中可靠性高的栅格舵结构及具有其的火箭。

一种栅格舵结构，包括：

栅格舵本体；

安装基座，适于与箭体固定连接；

转轴，与所述栅格舵本体固定连接，与所述安装基座可转动连接；

至少一个扭转装置，一端固定连接于所述转轴上，另一端固定连接于所述安装基座上，适于在所述栅格舵本体需要展开时，所述扭转装置的自身扭转力驱动所述栅格舵本体沿所述转轴相对所述安装基座转动；

至少一个锁定结构，设于所述安装基座上，适于在所述扭转装置驱动所述栅格舵本体转动到位时，所述锁定结构与所述转轴锁定。

所述扭转装置为至少两个，分别连接于所述转轴的两端。

所述安装基座包括基座本体，所述基座本体的两端分别设有中空的连接部，所述连接部内设有所述扭转装置；

所述基座本体上设有安装槽，所述安装槽设于所述连接部之间，所述安装槽内设有所述转轴。

所述安装基座还包括至少两个固定座，分别固定连接在所述连接部的外侧；

所述扭转装置的一端固定连接在所述固定座上，另一端固定连接在所述转轴的端部上。

所述栅格舵本体上设有中空的安装腔体，所述安装腔体内设有所述转轴。

所述扭转装置为扭簧。

所述锁定结构包括：

锁定件，穿设于所述安装基座上，一端与所述转轴接触；

弹性件，一端与所述锁定件的另一端固定连接；

锁定盖，固定连接在所述安装基座上，并固定连接所述弹性件的另一端。

所述转轴上设有锁定孔，适于在所述栅格舵本体转动到位时，所述锁定件在所述弹性件的弹力下插置于所述锁定孔内。

所述锁定件与所述转轴接触的端部为圆球状。

所述安装基座上设有第一定位面，所述栅格舵本体上设有第二定位面，适于在所述栅格舵本体转动到位时，所述第一定位面与所述第二定位面接触。

所述安装基座上远离所述栅格舵本体的侧部设有凹槽或凸部，所述凹槽或凸部内设有安装孔，所述安装孔内设有所述锁定件；所述锁定盖上设有与所述凹槽或凸部配合连接的凸部或凹槽。

一种火箭，包括箭体，及设于箭体外的如上述的栅格舵结构。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的栅格舵结构，通过设置与栅格舵本体固定连接的转轴，能够实现栅格舵本体与安装基座相对转动，通过设置扭转装置，能够仅依靠其自身的扭转力即实现对栅格舵本体的转动驱动，且通过转轴与锁定结构的配合，可以在栅格舵本体转动到位时，较好的实现锁定结构对转轴的锁定，进而防止栅格舵本体转动过度，精确地实现栅格舵本体的展开和锁定，由于无需采用电能驱动，而是机械式的驱动展开及锁定，较高的提升了栅格舵本体展开及锁定的可靠性。

2.本发明提供的栅格舵结构，通过在转轴的两端均设置扭转装置，使得栅格舵本体的转动更加稳定，且能够提供给栅格舵本体更大的驱动力。

3.本发明提供的栅格舵结构，通过在所述基座本体的两端设置设有扭转装置的连接部，在两端的连接部之间设置设有转轴的安装槽，使得栅格舵结构的整体结构更加紧凑，体积更小。

4.本发明提供的栅格舵结构，通过在连接部的外侧固定连接有固定座，扭转装置的一端固定连接在固定座上，另一端固定连接在转轴的端部上，使得扭转装置和转轴的拆装比较方便。

5.本发明提供的栅格舵结构，通过在栅格舵本体上设置中空的安装腔体，安装腔体内设有转轴，使得转轴与栅格舵本体的连接更加方便，且使得栅格舵本体与转轴的接触面积较大，提高了装配的牢固性。

6.本发明提供的栅格舵结构，通过将扭转装置设置为扭簧，使得成本较低，大大降低了栅格舵结构的成本。

7.本发明提供的栅格舵结构，通过将锁定结构设置为包括锁定件、弹性件和锁定盖，使得锁定结构实现锁定功能的同时结构较简单。

8.本发明提供的栅格舵结构，通过在转轴上设定锁定孔，在栅格舵本体转动到位时，锁定件在弹性件的弹力下插置于锁定孔内，通过锁定孔与锁定件的配合实现对转轴转动的锁定，进而保证栅格舵本体的转动到位，结构简单。

9.本发明提供的栅格舵结构，通过将锁定件与转轴接触的端部设置为圆球状，使得在栅格舵本体未转动到位，随着转轴的转动锁定件在转轴的外壁上滑动时，能够减小锁定件与转轴之间的摩擦，提高扭转装置的输出效率。

10.本发明提供的栅格舵结构，通过在安装基座与栅格舵本体上分别设置定位面，在栅格舵本体转动到位时，两个定位面接触，能够对栅格舵本体的转动较好的实现定位。

11.本发明提供的栅格舵结构，通过在安装基座和锁定盖上设置配合连接的凹槽和凸部，使得锁定盖与安装基座连接在一起时，更加贴合，外形能够很好地保持栅格舵整体的外轮廓气动特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的栅格舵结构的装配完成图；

图2为本发明的栅格舵结构的爆炸图；

图3为本发明的栅格舵结构的部分结构示意图；

图4为本发明的栅格舵结构的部分结构示意图；

图5为本发明的栅格舵结构的部分装配完成图；

附图标记说明：

1-栅格舵本体；2-安装基座；3-转轴；4-扭簧；5-固定座；6-锁定盖；7-锁定销；8-弹簧；9-安装腔体；10-基座本体；11-连接部；12-凹槽；13-凸部；14-第一定位面；15-第二定位面；16-锁定孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－图5所示，本实施例中提供了一种栅格舵结构，包括：栅格舵本体1、安装基座2、转轴3、扭转装置和锁定结构。

安装基座2适于与箭体固定连接；转轴3与栅格舵本体1固定连接，与安装基座2可转动连接；至少一个扭转装置，一端固定连接于转轴3上，另一端固定连接于安装基座2上，适于在栅格舵本体1需要展开时，扭转装置的自身扭转力驱动栅格舵本体1沿转轴3相对安装基座2转动；至少一个锁定结构，设于安装基座2上，适于在扭转装置驱动栅格舵本体1转动到位时，锁定结构与转轴3锁定。

通过设置与栅格舵本体1固定连接的转轴3，能够实现栅格舵本体1与安装基座2相对转动，通过设置扭转装置，能够仅依靠其自身的扭转力即实现对栅格舵本体1的转动驱动，且通过转轴3与锁定结构的配合，可以在栅格舵本体1转动到位时，较好的实现锁定结构对转轴3的锁定，进而防止栅格舵本体1转动过度，精确地实现栅格舵本体1的展开和锁定，由于无需采用电能驱动，而是机械式的驱动展开及锁定，较高的提升了栅格舵本体1展开及锁定的可靠性。

本实施例中的扭转装置为扭簧4。通过将扭转装置设置为扭簧4，使得成本较低，大大降低了栅格舵结构的成本。

如图4所示，本实施例中的扭簧4为两个，分别连接于转轴3的两端。通过在转轴3的两端均设置扭簧4，使得栅格舵本体1的转动更加稳定，且能够提供给栅格舵本体1更大的驱动力。作为可变换的实施方式，也可以是，扭簧4为一个，连接于转轴3的一端；或者是，扭簧4为更多个，均匀布置于转轴3的两端。

为了使得栅格舵结构的整体结构更加紧凑，本实施例中的安装基座2包括基座本体10，基座本体10的两端分别设有中空的连接部11，连接部11内设有扭簧4；基座本体10上设有安装槽，安装槽设于连接部11之间，安装槽内设有转轴3。

为了便于装配扭簧4、转轴3和基座本体10，如图4和图5所示，安装基座2还包括两个固定座5，分别固定连接在连接部11的外侧；扭簧4的一端固定连接在固定座5上，另一端固定连接在转轴3的端部上。具体地，扭簧4两端的支耳的其中之一固定连接在固定座5上，其中另一固定连接在转轴3的实心端的中心的卡位孔上。作为可变换的实施方式，也可以是，固定座5是与基座本体10一体成型的固定盖。

如图2和图3所示，本实施例中的栅格舵本体1上设有中空的安装腔体9，安装腔体9内设有转轴3，转轴3与安装腔体9通过螺钉固定连接在一起。通过在栅格舵本体1上设置中空的安装腔体9，安装腔体9内设有转轴3，使得转轴3与栅格舵本体1的连接更加方便，且使得栅格舵本体1与转轴3的接触面积较大，提高了装配的牢固性。作为可变换的实施方式，也可以是，转轴3与安装腔体9以现有技术中的其他方式固定连接在一起，这里不做赘述。

如图2所示，本实施例中的锁定结构为一个，包括：三个锁定件，穿设于安装基座2上，一端与转轴3接触；三个弹性件，弹性件与锁定件一一对应设置，一端与锁定件的另一端固定连接；一个锁定盖6，固定连接在安装基座2上，并固定连接弹性件的另一端。具体地，本实施例中的弹性件为弹簧8。通过将锁定结构设置为包括锁定件、弹簧8和锁定盖6，使得锁定结构实现锁定功能的同时结构较简单。作为可变换的实施方式，也可以是，弹性件为其他形式的、具有弹性的部件。作为可变换的实施方式，也可以是，锁定结构为多个，每个锁定结构包括一个锁定件、一个弹簧和一个锁定盖。

如图3所示，本实施例中的转轴3上设有三个锁定孔16，适于在栅格舵本体1转动到位时，锁定件在弹性件的弹力下插置于锁定孔16内。通过在转轴3上设定锁定孔16，在栅格舵本体1转动到位时，锁定件在弹性件的弹力下插置于锁定孔16内，通过锁定孔16与锁定件的配合实现对转轴3转动的锁定，进而保证栅格舵本体1的转动到位，结构简单。

具体地，本实施例中的锁定件为锁定销7，锁定销7与转轴3接触的端部为圆球状。通过将锁定销7与转轴3接触的端部设置为圆球状，使得在栅格舵本体1未转动到位，随着转轴3的转动锁定销7在转轴3的外壁上滑动时，能够减小锁定销7与转轴3之间的摩擦，提高扭簧4的输出效率。作为可变换的实施方式，也可以是，锁定件为锁定柱或其他形式的锁定件。作为可变换的实施方式，也可以是，锁定销7与转轴3接触的端部呈弧形或者平面状。

如图2和图5所示，本实施例中的基座本体10上设有第一定位面14，栅格舵本体1上设有第二定位面15，适于在栅格舵本体1转动到位时，第一定位面14与第二定位面15接触。具体地，本实施例中的第一定位面14和第二定位面15为斜面。通过在安装基座2与栅格舵本体1上分别设置定位面，在栅格舵本体1转动到位时，两个定位面接触贴合，能够对栅格舵本体1的转动较好的实现定位。作为可变换的实施方式，也可以是，不设置定位面，紧靠锁定销7与锁定孔16的配合实现定位和锁定。

如图4所示，本实施例中的基座本体10上远离栅格舵本体1的侧部设有凹槽12，凹槽12内设有安装孔，安装孔内设有锁定销7；锁定盖6上设有与凹槽12配合连接的凸部13。通过在安装基座2和锁定盖6上设置配合连接的凹槽12和凸部13，使得锁定盖6与安装基座2连接在一起时，更加贴合，外形能够很好地保持栅格舵整体的外轮廓气动特性。作为可变换的实施方式，也可以是，安装基座2上设有凸部，锁定盖6上设有凹槽；或者是，安装基座2与锁定盖6上采用其他相贴合的外形形状，只要能够保证二者装配在一起时能够比较平齐，贴合即可。

本实施例中的栅格舵结构中，扭簧4和弹簧8采用弹簧钢制成，其他部件均由钛合金制成，固定连接均采用钛合金螺钉实现。栅格舵本体1的长宽高为1m×1.5m×0.2m，转轴3的直径为110mm,扭簧4的中径为90mm,锁定销7的直径为20mm。作为可变换的实施方式，也可以是，栅格舵结构的具体材质和尺寸可根据实际需要进行设置。

装配时，将扭簧4装入转轴3，同时将扭簧4上一端的支耳卡在转轴3中心的卡位孔上，两根扭簧4均采用相同的卡位方式，将转轴3穿入栅格舵本体1上的安装腔体9，并将安装基座2与栅格舵本体1轴向摆正，将转轴3沿安装基座2一侧的连接部11穿过，串联起转轴3及栅格舵本体1，转轴3与栅格舵本体1采用螺钉连接紧固，再将固定座5安装于安装基座2的两侧，固定座5与基座之间采用螺钉连接紧固，将三个锁定销7插入安装基座2上的安装孔，将弹簧8一并压入安装孔，再将锁定盖6安装于安装基座2上，栅格舵结构装配完成。

本实施例中还提供了一种火箭，包括箭体和设于箭体外的上述的栅格舵结构，火箭在向上冲向天空的过程中，栅格舵本体1处于折叠状态，栅格舵本体1紧贴在火箭的箭体外，而在回收过程中，栅格舵本体1处于展开状态，通过展开的栅格舵本体1可以控制回收时的姿态，确保火箭的精准降落。通过将栅格舵结构采用机械式的展开及锁定，有效的提升了栅格舵展开及锁定的可靠性，其动力来源均来自于扭簧4或弹簧8，成本较低，能够有效降低运载火箭的成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种栅格舵结构，其特征在于，包括：

栅格舵本体(1)，为由外框架和内部多个薄格壁布置成框架形式或蜂窝形式的空间多升力面系统；

安装基座(2)，适于与箭体固定连接；

转轴(3)，与所述栅格舵本体(1)固定连接，与所述安装基座(2)可转动连接；

至少一个扭转装置，一端固定连接于所述转轴(3)上，另一端固定连接于所述安装基座(2)上，适于在所述栅格舵本体(1)需要展开时，所述扭转装置的自身扭转力驱动所述栅格舵本体(1)沿所述转轴(3)相对所述安装基座(2)转动；

至少一个锁定结构，设于所述安装基座(2)上，适于在所述扭转装置驱动所述栅格舵本体(1)转动到位时，所述锁定结构与所述转轴(3)锁定。

2.根据权利要求1所述的栅格舵结构，其特征在于，所述扭转装置为至少两个，分别连接于所述转轴(3)的两端。

3.根据权利要求2所述的栅格舵结构，其特征在于，所述安装基座(2)包括基座本体(10)，所述基座本体(10)的两端分别设有中空的连接部(11)，所述连接部(11)内设有所述扭转装置；

所述基座本体(10)上设有安装槽，所述安装槽设于所述连接部(11)之间，所述安装槽内设有所述转轴(3)。

4.根据权利要求3所述的栅格舵结构，其特征在于，所述安装基座(2)还包括至少两个固定座(5)，分别固定连接在所述连接部(11)的外侧；

所述扭转装置的一端固定连接在所述固定座(5)上，另一端固定连接在所述转轴(3)的端部上。

5.根据权利要求1所述的栅格舵结构，其特征在于，所述栅格舵本体(1)上设有中空的安装腔体(9)，所述安装腔体(9)内设有所述转轴(3)。

6.根据权利要求1－5中任一项所述的栅格舵结构，其特征在于，所述扭转装置为扭簧(4)。

7.根据权利要求1－5中任一项所述的栅格舵结构，其特征在于，所述锁定结构包括：

锁定件，穿设于所述安装基座(2)上，一端与所述转轴(3)接触；

弹性件，一端与所述锁定件的另一端固定连接；

锁定盖(6)，固定连接在所述安装基座(2)上，并固定连接所述弹性件的另一端。

8.根据权利要求7所述的栅格舵结构，其特征在于，所述转轴(3)上设有锁定孔(16)，适于在所述栅格舵本体(1)转动到位时，所述锁定件在所述弹性件的弹力下插置于所述锁定孔(16)内。

9.根据权利要求7所述的栅格舵结构，其特征在于，所述锁定件与所述转轴(3)接触的端部为圆球状。

10.根据权利要求7所述的栅格舵结构，其特征在于，所述安装基座(2)上设有第一定位面(14)，所述栅格舵本体(1)上设有第二定位面(15)，适于在所述栅格舵本体(1)转动到位时，所述第一定位面(14)与所述第二定位面(15)接触。

11.根据权利要求7所述的栅格舵结构，其特征在于，所述安装基座(2)上远离所述栅格舵本体(1)的侧部设有凹槽(12)或凸部，所述凹槽(12)或凸部内设有安装孔，所述安装孔内设有所述锁定件；所述锁定盖(6)上设有与所述凹槽(12)或凸部配合连接的凸部(13)或凹槽。

12.一种火箭，其特征在于，包括箭体，及设于箭体外的如权利要求1－11中任一项所述的栅格舵结构。

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