CN113636104A - 一种多点压紧单点解锁释放机构 - Google Patents

Abstract

针对小型航天产品压紧和解锁释放控制复杂问题本发明提出一种多点压紧单点解锁释放机构，主要包括爆炸螺栓和Y型连杆机构；该机构采用爆炸螺栓、压力弹簧和三支链连杆机构相结合实现多点压紧，当爆炸螺栓引爆解锁时，连杆机构端部在爆炸冲击力和压力弹簧作用下对多个压紧点实现解锁。本发明具有压紧/解锁可靠、控制简单、安装便捷、加工工艺及经济性好等优点。

Description

一种多点压紧单点解锁释放机构

技术领域

本发明涉及一种多点压紧单点解锁释放机构，属于压紧释放机构技术领域。

背景技术

当前，小型航天产品发射前均处于压紧状态，为满足发射前及其发射过程压紧强度要求采用多点压紧，而且释放过程要求多点同时释放；目前大多数压紧解锁方案采用了多点压紧多点释放方案，多点压紧多点释放方案增加解锁点控制的复杂度，存在解锁失败风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对小型航天产品压紧和解锁释放控制复杂问题本发明提出一种多点压紧单点解锁释放机构，主要包括爆炸螺栓和Y型连杆机构；该机构采用爆炸螺栓、压力弹簧和三支链连杆机构相结合实现多点压紧，当爆炸螺栓引爆解锁时，连杆机构端部在爆炸冲击力和压力弹簧作用下对多个压紧点实现解锁。本发明具有压紧/解锁可靠、控制简单、安装便捷、加工工艺及经济性好等优点。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种多点压紧单点解锁释放机构，包括爆炸螺栓、爆炸螺栓防护罩、球头垫圈、载荷基板、上装固定座、微动开关、波形弹簧垫片、加载螺母、下装固定座、弹簧、连杆基座、蜂窝减震筒、压紧螺母、减震筒顶盖、固定基板、连杆基座A、连杆基座B、根部连杆轴、Y型连杆、中间连杆轴、中间连杆、端部连杆轴、连杆滑块座、锁定座；

所述爆炸螺栓的下端部依次穿过球头垫圈、上装固定座、下装固定座、连杆基座和波形弹簧垫片后由加载螺母锁定；其中上装固定座与载荷基板固连，下装固定座与固定基板固连；

所述爆炸螺栓防护罩安装在上装固定座上，用于包覆爆炸螺栓的上半部分；

所述压紧螺母和减震筒顶盖安装在连杆基座上，连杆基座安装在下装固定座内；所述弹簧位于下装固定座和连杆基座之间；

所述微动开关安装在下装固定座的凸台上，且上端与载荷基板接触；

所述蜂窝减震筒由减震筒顶盖固定在连杆基座内，用于减少爆炸螺栓的冲击；

所述连杆基座A和连杆基座B安装在固定基板上，所述Y型连杆通过根部连杆轴与连杆基座A和连杆基座B连接；

所述中间连杆一端通过中间连杆轴安装在Y型连杆上，另一端通过端部连杆轴与连杆滑块座连接；连杆滑块座可滑动的套装在连杆基座上，由压紧螺母固定；

所述锁定座安装在载荷基板上；

Y型连杆与中间连杆连接的端部设有销钉，该销钉与锁定座的销钉孔配合，用于形成压紧点或脱离解锁。

优选的，球头垫圈的球形凸起与上装固定座的球形凹槽相配合，用于使爆炸螺栓只能承受轴向拉力，不承受切向力。

优选的，当所述机构压紧时，中间连杆与固定基板平行。

优选的，当爆炸螺栓引爆解锁后，连杆滑块座和连杆基座在爆炸冲击力和弹簧力作用下向固定基板移动，进而带动连杆机构中的Y型连杆绕根部连杆轴旋转，使得Y型连杆的端部销钉与锁定座的销钉孔脱离解锁。

优选的，弹簧一端安装在下装固定座的内腔上表面，另一端安装在连杆基座的凸台上。

优选的，中间连杆的端部凸起与下装固定座的凸台形成圆弧面配合，且压紧状态下中间连杆与固定基板平行。

优选的，多点压紧单点解锁释放机构用于航天产品入轨后与母体航天器分离。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明提供的一种多点压紧单点解锁释放机构，为一种爆炸螺栓与连杆机构相结合的压紧释放机构，利用爆炸螺栓和机构实现多点压紧，采用爆炸螺栓解锁，同时带动连杆机构实现多点解锁；

(2)本压紧释放机构的轴向力主要有爆炸螺栓承受，连杆机构的Y型连杆仅承受部分轴向力，而周向力主要由连杆机构的中间连杆承受；

(3)本压紧释放机构利用曲柄滑块机构原理实现销钉插拔；

(4)本发明具有压紧/解锁可靠、控制简单、安装便捷、加工工艺及经济性好等优点。

附图说明

图1为本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构的拆分示意图；

图2为本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构压紧状态剖面图；

图3为本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构释放状态剖面图；

图4为本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构释放状态图。

附图标记：

1-爆炸螺栓 2-爆炸螺栓防护罩 3-球头垫圈

4-载荷基板 5-上装固定座 6-微动开关

7-波形弹簧垫片 8-加载螺母 9-下装固定座

10-弹簧 11-连杆基座 12-蜂窝减震筒

13-压紧螺母 14-减震筒顶盖 15-固定基板

16-连杆基座A 17-连杆基座B 18-根部连杆轴

19-Y型连杆 20-中间连杆轴 21-中间连杆

22-端部连杆轴 23-连杆滑块座 24-锁定座

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

一种多点压紧单点解锁释放机构，包括：爆炸螺栓1、爆炸螺栓防护罩2、球头垫圈3、载荷基板4、上装固定座5、微动开关6、波形弹簧垫片7、加载螺母8、下装固定座9、弹簧10、连杆基座11、蜂窝减震筒12、压紧螺母13、减震筒顶盖14、固定基板15、连杆基座A16、连杆基座B17、根部连杆轴18、Y型连杆19、中间连杆轴20、中间连杆21、端部连杆轴22、连杆滑块座23、锁定座24；

所述爆炸螺栓1下端依次穿过球头垫圈3、上装固定座5、下装固定座9、连杆基座11和波形弹簧垫片7，由压紧螺母13锁定；

所述爆炸螺栓防护罩2安装在上装固定座上5，并固定爆炸螺栓1的上半部分；

所述上装固定座5安装在载荷基板4上，下装固定座9安装在固定基板15上；

所述压紧螺母13和减震筒顶盖14安装在连杆基座11上，连杆基座11安装在下装固定座9内。所述弹簧10安装在下装固定座9和连杆基座11上。

所述微动开关6安装在下装固定座9，其上端与载荷基板4接触。

所述蜂窝减震筒12安装在连杆基座11内，并由减震筒顶盖14使其固定在连杆基座11内，蜂窝减震筒12用于减少爆炸螺栓的冲击。

所述连杆基座A16和连杆基座B17安装在固定基板15上，所述Y型连杆19通过根部连杆轴18与连杆基座A16和连杆基座B17连接。

所述中间连杆21一端通过中间连杆轴20安装在Y型连杆19上，另一端通过端部连杆轴22与连杆滑块座23连接。

所述锁定座24安装在载荷基板4。

所述球头垫圈3、载荷基板4、上装固定座5、波形弹簧垫片7、下装固定座9和连杆基座11由爆炸螺栓1连成一体并由加载螺母8锁定；压紧螺母13实现上装固定座5、下装固定座9和连杆基座11的连接压紧；所述Y型连杆19、中间连杆21和连杆滑块座23组成连杆机构；所述锁定座24的销孔与Y型连杆19上的销钉配合实现锁定。

所述球头垫圈3、载荷基板4、上装固定座5和爆炸螺栓防护罩2一起脱离下装固定座9解锁，爆炸螺栓1上半部分由爆炸螺栓防护罩2固定，防止由于爆炸冲击弹出；波形弹簧垫片7、连杆基座11和蜂窝减震筒12、压紧螺母13、减震筒顶盖14在爆炸冲击和弹簧力作用下向下移动，带动3个Y型连杆19转动，由此Y型连杆19的销钉与锁定座24的销孔脱离解锁。

更具体的：

请参考图1-4，本发明提供了一种多点压紧单点解锁释放机构，包括拉爆炸螺栓1、爆炸螺栓防护罩2、载荷基板4、上装固定座5、下装固定座9、固定基板15、Y型连杆19、中间连杆21、连杆滑块座23和锁定座24；本发明提供的压紧释放机构具有压紧/解锁可靠、控制简单、安装便捷、加工工艺及经济性好等优点，具体为一种通过连杆机构和爆炸螺栓实现多点压紧和释放的压紧释放机构。

上装固定座5安装在载荷基板4上，爆炸螺栓防护罩2安装在上装固定座5上。

爆炸螺栓1的下端螺栓依次穿过球头垫圈3、上装固定座5、下装固定座9、波形弹簧垫片7和加载螺母8；拧紧加载螺母8使得上装固定座5和下装固定座9紧密配合；

弹簧10一端安装在下装固定座9内腔上表面，另一端安装在连杆基座11的凸台上；蜂窝减震筒12安装在连杆基座11内腔内，减震筒顶盖14安装在连杆基座11下端部。

连杆基座A16和连杆基座B17安装在固定基板15上，Y型连杆19一端通过根部连杆轴18与连杆基座A16和连杆基座B17连接，另一端通过中间连杆轴20与中间连杆21的一端连接，中间连杆21另一端通过端部连杆轴22连接在连杆滑块座23上。

连杆滑块座23安装在连杆基座11上可上下滑动，压紧螺母13安装在连杆基座11上。

中间连杆21端部凸起与下装固定座9上面的凸台形成圆弧面配合，且压紧状态下中间连杆21与固定基板15平行，当整个装置受到与固定基板15平行的力时，由中间连杆21把力传递到下装固定座9上。当爆炸螺栓引爆解锁后，连杆滑块座23和连杆基座11在爆炸冲击力和弹簧力作用下向固定基板15移动，进而带动连杆机构中的Y型连杆19绕根部连杆轴18旋转，则Y型连杆19端部销钉与锁定座24的销钉孔脱离解锁。

本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构，其工作原理具体如下：

如图2中所示，压紧状态下：载荷基板4、上装固定座5、下装固定座9、固定基板15由爆炸螺栓连接形成一个压紧点；载荷基板4、锁定座24、Y型连杆19、连杆基座A16、连杆基座B17和固定基板15形成一个压紧点，当加载螺母8上旋则驱动由Y型连杆19、中间连杆21和连杆滑块座23形成的连杆机构，从而驱动Y型连杆19上的销钉与锁定座24的销孔紧密配合形成压紧点。

如图3中所示，解锁状态下：爆炸螺栓1的分为两段，上装固定座5与下装固定座9分离；连杆基座11在爆炸冲击力和弹簧11的作用下移向固定基板15，致使连杆机构中的Y型连杆19上的销钉与锁定座24的销孔脱离接触，进而实现解锁。

综上所述，本发明提供了一种多点压紧单点解锁释放机构，为一种爆炸螺栓与连杆机构相结合的压紧机构，不仅利用可以实现多点压紧，而且利用爆炸螺栓结合连杆机构的转动实现多个压紧点同时解锁。本发明具有压紧/解锁可靠、控制简单、安装便捷、加工工艺及经济性好等优点

当本发明提供的多点压紧单点解锁释放机构用于小型航天产品发射入轨前进行多点压紧，当入轨后引爆爆炸螺栓带动连杆机构实现多个压紧点的同时解锁，从而实现小型航天产品与母体航天器分离的目的。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，包括爆炸螺栓(1)、爆炸螺栓防护罩(2)、球头垫圈(3)、载荷基板(4)、上装固定座(5)、微动开关(6)、波形弹簧垫片(7)、加载螺母(8)、下装固定座(9)、弹簧(10)、连杆基座(11)、蜂窝减震筒(12)、压紧螺母(13)、减震筒顶盖(14)、固定基板(15)、连杆基座A(16)、连杆基座B(17)、根部连杆轴(18)、Y型连杆(19)、中间连杆轴(20)、中间连杆(21)、端部连杆轴(22)、连杆滑块座(23)、锁定座(24)；

所述爆炸螺栓(1)的下端部依次穿过球头垫圈(3)、上装固定座(5)、下装固定座(9)、连杆基座(11)和波形弹簧垫片(7)后由加载螺母(8)锁定；其中上装固定座(5)与载荷基板(4)固连，下装固定座(9)与固定基板(15)固连；

所述爆炸螺栓防护罩(2)安装在上装固定座(5)上，用于包覆爆炸螺栓(1)的上半部分；

所述压紧螺母(13)和减震筒顶盖(14)安装在连杆基座(11)上，连杆基座(11)安装在下装固定座(9)内；所述弹簧(10)位于下装固定座(9)和连杆基座(11)之间；

所述微动开关(6)安装在下装固定座(9)的凸台上，且上端与载荷基板(4)接触；

所述蜂窝减震筒(12)由减震筒顶盖(14)固定在连杆基座(11)内，用于减少爆炸螺栓(1)的冲击；

所述连杆基座A(16)和连杆基座B(17)安装在固定基板(15)上，所述Y型连杆(19)通过根部连杆轴(18)与连杆基座(A16)和连杆基座B(17)连接；

所述中间连杆(21)一端通过中间连杆轴(20)安装在Y型连杆(19)上，另一端通过端部连杆轴(22)与连杆滑块座(23)连接；连杆滑块座(23)可滑动的套装在连杆基座(11)上，由压紧螺母(13)固定；

所述锁定座(24)安装在载荷基板(4)上；

Y型连杆(19)与中间连杆(21)连接的端部设有销钉，该销钉与锁定座(24)的销钉孔配合，用于形成压紧点或脱离解锁。

2.根据权利要求1所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，球头垫圈(3)的球形凸起与上装固定座(5)的球形凹槽相配合，用于使爆炸螺栓(1)只能承受轴向拉力，不承受切向力。

3.根据权利要求1所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，当所述机构压紧时，中间连杆(21)与固定基板(15)平行。

4.根据权利要求1所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，当爆炸螺栓(1)引爆解锁后，连杆滑块座(23)和连杆基座(11)在爆炸冲击力和弹簧力作用下向固定基板(15)移动，进而带动连杆机构中的Y型连杆(19)绕根部连杆轴(18)旋转，使得Y型连杆(19)的端部销钉与锁定座(24)的销钉孔脱离解锁。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，弹簧(10)一端安装在下装固定座(9)的内腔上表面，另一端安装在连杆基座(11)的凸台上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，中间连杆(21)的端部凸起与下装固定座(9)的凸台形成圆弧面配合，且压紧状态下中间连杆(21)与固定基板(15)平行。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的多点压紧单点解锁释放机构，其特征在于，多点压紧单点解锁释放机构用于航天产品入轨后与母体航天器分离。

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