CN113895661B - 一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法 - Google Patents

Abstract

一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法，涉及飞行器结构设计领域。分离体保护装置包括保护罩、连杆装置、解锁轨道和解锁组件。子母分离结构包括载体、分离体保护装置和分离体。分离体保护装置和分离体均设置于载体内，且分离体包裹于分离体保护装置内。分离体保护装置能够在分离体尚处于轨道上的时间段内对分离体进行保护，使其在分离过程中，避免分离体遭到破坏，保证分离体的安全性和可靠性。此外，在分离体的分离即将结束时，与分离体自动脱离，避免给分离体增添额外载荷以及可能影响分离体任务的情况，提高分离过程的安全性与可靠性。

Description

一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法

技术领域

本申请涉及飞行器结构设计领域，特别涉及一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法。

背景技术

子母分离结构是飞行器常见的应用结构，在作动器的作用下，子母分离结构在分离轨道中实现载体与分离体的分离。由于载体与分离体的速度非常快，因此在分离的过程中，载体与分离体势必会产生剧烈的冲击与振动。在分离体尚在分离轨道中运行，未完全脱离载体的时间段内，剧烈的冲击和振动可能会造成分离体的损坏。

发明内容

本申请实施例提供一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法，使分离体在分离过程中，避免分离体遭到损坏，保证分离体的安全性和可靠性。

一种分离体保护装置，其包括：

保护罩，包括空心的圆台体和圆柱体，且所述圆台体的末端与圆柱体对接，所述保护罩的内壁贴设有多块缓冲装置，且每两个所述缓冲装置之间具有空隙，所述圆柱体的外表面设置有耳座；

连杆装置，其包括第一连杆、第二连杆和套筒，所述第一连杆的前端与所述耳座连接，其末端通过限位组件插接于所述套筒的前端，所述第一连杆在所述套筒内水平移动，所述套筒的后端连接所述第二连杆的前端，所述第二连杆的末端位于所述套筒外；

解锁轨道，安装于载体，所述解锁轨道的末端设置有朝上的折弯段，所述解锁轨道具有十字形槽，所述十字形槽的纵槽贯通所述解锁轨道的底面，且十字形槽沿所述解锁轨道长度方向设置并且延伸至折弯段；

解锁组件，其与第二连杆的末端可旋转连接，解锁组件滑动设置于解锁轨道的十字形槽内，当解锁组件滑至折弯段时，其与第二连杆的末端旋转成一定角度。

进一步的，所述解锁组件包括解锁钩、扭簧、两个圆柱销，所述解锁钩包括本体和两个突出部，本体和突出部形成倒凹形结构，且所述倒凹形结构的两个转角处具有两个等高孔洞；

其中一个转角处具有缺口，缺口边沿形成朝向另一个突出部的斜坡，所述第二连杆的末端和扭簧设置于缺口内，且所述扭簧抵持于所述第二连杆的底面，所述缺口处的孔洞、第二连杆的末端和扭簧的圆环通过一个圆柱销插接，另一个孔洞内也插设有圆柱销，两个所述圆柱销的两端均滑动设置于所述十字形槽的横槽内。

进一步的，所述解锁钩邻近所述第二连杆的一个突出部的厚度大于另一个突出部的厚度。

进一步的，所述解锁轨道前端的两侧壁对称设置有穿孔，并插设有用于防止所述解锁钩脱出的限位螺钉。

进一步的，所述限位组件包括限位板和定位螺钉，所述套筒的侧壁对称设置有两个条形孔，所述第一连杆的后端设置有条形空腔；

连接状态时，所述限位板穿插于所述条形空腔和所述条形孔，所述定位螺钉与所述第一连杆的末端连接，且抵持于所述限位板。

进一步的，所述保护罩的圆柱体的外表面设置有多个环向加强条和多个纵向加强条，且有一个所述纵向加强条位于所述耳座的下方。

进一步的，所述第一连杆在所述耳座和所述套筒之间的部分还套设有预紧弹簧和吸能环，所述吸能环的数量为多个，所述预紧弹簧的一端抵持于所述耳座，另一端抵持于第一个所述吸能环，最后一个所述吸能环抵持于所述套筒的前端。

本申请还涉及一种基于上述分离体保护装置的子母分离结构，包括：

载体，数量为一个，所述载体的末端设置有空腔；

分离体保护装置，其解锁轨道沿预设的分离方向设置，且所述解锁轨道的顶面设置于所述载体的空腔的内壁；

分离体，设置于所述载体的末端的空腔内，所述分离体的外表面与分离保护装置的解锁组件连接,且其前端包裹于保护罩内。

进一步的，还包括如下步骤：

S1、分离前，分离体保护装置中解锁组件位于解锁轨道的前端；

S2、分离体接收到分离指令后，向载体的末端移动，同时，分离体保护装置的解锁组件沿着解锁轨道向载体的末端移动；

S3、待解锁组件移动至解锁轨道的末端的折弯段时，解锁组件与第二连杆的末端旋转成一定角度并停止移动，分离体与分离体保护装置脱离；

S4、解锁组件固定于解锁轨道的末端的折弯段，分离体继续朝远离载体末端的方向移动，完成分离。

进一步的，分离体保护装置的第一连杆在耳座和套筒之间的部分还套设有预紧弹簧和吸能环，所述吸能环的数量为多个，所述预紧弹簧的一端抵持于所述耳座，另一端抵持于第一个所述吸能环，最后一个所述吸能环抵持于所述套筒的前端；

所述分离方法还包括：

S5、分离体与分离体保护装置脱离后，分离保护装置的第一连杆沿着套筒继续朝第二连杆的方向移动；

S6、吸能环被挤压变形，预紧弹簧被压缩，第一连杆的移动速度降低，最终停在套筒的末端。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法，分离体保护装置能够在分离体尚处于轨道上的时间段内对分离体进行保护，避免分离体遭到破坏。

此外，在分离体的分离即将结束时，本申请的保护装置与分离体自动脱离，留在载体内部，避免给分离体增添额外载荷以及可能影响分离体任务的情况，提高分离过程的安全性与可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明分离体保护装置的整体结构示意图。

图2为图1中的保护罩的结构示意图。

图3为图1中的连杆装置与解锁组件的结构示意图。

图4为图1中的解锁轨道的局部剖面示意图。

图5为图1中的连杆装置的细部结构示意图。

图6为图1中的解锁组件的细部结构示意图。

附图标记：

1、保护罩；1a、圆台体；1b、圆柱体；3、第一连杆；4、第二连杆；5、套筒；6、吸能环；7、预紧弹簧；8、限位板；9、定位螺钉；10、解锁钩；101、突出部；102、本体；11、环向加强条；12、纵向加强条；13、解锁轨道；131、折弯段；132、十字形槽；14、耳座；15、圆柱销。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种分离体保护装置、子母分离结构及分离方法，其能使子母体结构在分离过程中，避免分离体发生损坏，保证分离体的安全性和可靠性。

如图1所示，一种分离体保护装置，其包括保护罩1、连杆装置、解锁轨道13和解锁组件。

其中，如图2所示，保护罩1由空心的圆台体1a的底部和圆柱体1b对接而成，保护罩1为薄壁结构。保护罩1的内壁贴设有多块缓冲装置，且每两个缓冲装置之间具有空隙，各个空隙形成导气通路，保证了分离体分离过程中的稳定性和流畅性。圆柱体1b的外表面设置有耳座14。

如图3和图5所示，连杆装置包括第一连杆3、第二连杆4和套筒5，第一连杆3的前端与耳座14可通过螺钉连接，第一连杆3的末端通过限位组件插接于套筒5的前端，使得第一连杆3在套筒5内水平移动，且不会脱离出套筒5。套筒5的后端可通过螺纹连接第二连杆4的前端，第二连杆4的末端位于套筒5外。第一连接杆3的前端具有穿孔，第二连接杆4的末端也具有穿孔，在连接状态时，第一连杆3的穿孔与第二连杆4的穿孔所在的平面均为竖直平面。

如图4所示，解锁轨道13安装于载体，并且解锁轨道13的末端设置有朝上的折弯段131。解锁轨道13具有十字形槽132，十字形槽132的纵槽贯通解锁轨道13的底面，横槽垂直于纵槽，十字形槽132沿解锁轨道13长度方向设置并且向上延伸至解锁轨道13的折弯段131。

如图3所示，解锁组件与第二连杆4的末端可旋转连接，解锁组件滑动设置于解锁轨道13的十字形槽132内，当解锁组件滑至折弯段131时，解锁组件绕着与第二连杆4的连接点逆时针旋转，其与第二连杆4的末端旋转成一定角度。

具体的，上述空心圆台体1a的末端指的是圆台体1a直径较大的一端。

在本实施例中，缓冲装置2的数量为4个，每个缓冲装置2从圆台体1a的内壁的前端贴设至圆柱体1b的内壁的末端。当存在剧烈的冲击力时，保护罩1与分离体之间的缓冲装置2可有效减小分离体冲击和振动，从而保证了分离体在分离过程中的稳定性和安全性。

具体的，如图2所示，保护罩1的圆柱体1b的外表面设置有多个环向加强条11和多个纵向加强条12，加强条可增强保护罩1的强度，为分离体提供更安全可靠的保护。其中，有一个纵向加强条12位于耳座14的下方。在本实施例中，纵向加强条12的数量为两个，且对称设置，位于耳座14的下方的纵向加强条12与耳座14连接成一个整体，对耳座14起到加强的作用。

具体的，在本实施例中，如图4所示，十字形槽132在折弯段131处的形状为弯钩形，可保证解锁组件可更好地固定于折弯段131的槽内，不会出现自由滑动。

进一步的，如图6所示，解锁组件包括解锁钩10、扭簧、两个圆柱销15，解锁钩10包括本体102和两个突出部101，本体102和突出部101形成倒凹形结构，且倒凹形结构的两个转角处具有两个等高孔洞。

其中，倒凹形结构的一个转角处具有缺口，缺口的边沿形成朝向另一个突出部101的斜坡，第二连杆4的末端和扭簧设置于缺口内，且扭簧抵持于第二连杆4的底面，缺口处的孔洞、第二连杆4的末端和扭簧的圆环通过一个圆柱销15插接，另一个孔洞内也插设有圆柱销15，两个圆柱销15的两端均伸出本体102的两端且滑动设置于十字形槽132的横槽内。

具体的，扭簧呈倒V形设置在上述缺口内，其一端抵持于第二连杆4的底部，另一端抵持于缺口的斜坡的坡面，并对斜坡的坡面具有推力。当解锁组件在解锁轨道13内滑动且滑至折弯段131时，在解锁轨道13的顶面的作用下，解锁组件无法旋转；当解锁组件移动至折弯段131时，在扭簧的作用下，解锁钩10绕着与第二连杆4的连接点逆时针旋转，靠近解锁轨道13末端的圆柱销15沿着十字形槽132滑入折弯段131，并固定在十字形槽132的端部。

优选的，解锁钩10邻近第二连杆4的突出部101的厚度大于另一个突出部101的厚度。当解锁钩10在解锁轨道13的折弯段131处，无法沿着十字形槽132顺利地转入折弯段131内，分离体可直接冲破解锁钩10的较薄的突出部101，顺利地分离出去。

具体的，如图6所示，解锁轨道13的前端的两侧壁对称设置有穿孔，并插设有用于防止解锁钩10脱出的限位螺钉。在运输过程中或分离体分离过程中，两限位螺钉可将解锁钩10卡住，防止解锁钩10从解锁轨道13的十字形槽132的前端脱离出去。

进一步的，如图3所示，限位组件包括限位板8和定位螺钉9，套筒5的侧壁对称设置有两个条形孔，第一连杆3的后端设置有条形空腔。

连接状态时，限位板8穿插于第一连杆3的条形空腔和套筒5的条形孔，第一连杆3的末端的内壁可设置有螺纹，定位螺钉9与第一连杆3的末端螺纹连接，且抵持于限位板8，将限位板8固定，能够保证第一连杆3在套筒5的条形孔内沿着水平方向移动，且不脱离出套筒5。

进一步的，如图5所示，第一连杆3在耳座14和套筒5之间的部分还套设有预紧弹簧7和吸能环6，吸能环6的数量为多个，预紧弹簧7的一端抵持于耳座14，另一端抵持于第一个吸能环6，最后一个吸能环6抵持于套筒5的前端。预紧弹簧7可以起到缓冲作用，既可以减缓第一连杆3以及保护罩1的速度，又可以减少第一连杆3对套筒5的冲击。

具体的，吸能环6为工字形的中空结构，具体尺寸及使用数量可根据实际需求调整。吸能环6可有效降低第一连杆3以及保护罩1的速度。吸能环6的外表面设置有削弱槽，吸能环6是通过被挤压变形的方式达到降低第一连杆3和保护罩1的速度的目的，削弱槽既可使吸能环6在被挤压时更容易发生变形，也可减轻吸能环6的自重，以免给分离体保护装置增加不必要的负担。

对于本申请分离体保护装置的安装步骤，如下所述：

第一步、将解锁轨道13安装在载体的空腔内壁。

第二步、将保护罩1、缓冲装置、第一连杆3、吸能环6、预紧弹簧7、第二连杆4、套筒5、限位组件、解锁组件安装为一个整体。

第三步、由解锁轨道13的十字形槽132的前端装入解锁组件，并将解锁组件推至滑槽的末端固定；

第四步、将分离体与解锁组件连接，且分离体包裹于分离体保护装置的内部。

本申请实施例还提供一种分离体保护装置的子母分离结构，其包括载体、分离保护装置和分离体。

其中，载体的数量为一个，并且载体的末端设置有空腔。

分离体保护装置的解锁轨道13沿预设的分离方向设置，预设的方向可根据实际分离需求来设定，且解锁轨道13的顶面设置于载体的空腔的内壁，在本实施例中，解锁轨道13的顶面可通过螺钉与载体的空腔的内壁连接。

分离体设置于载体的末端的空腔内，分离体的外表面与分离保护装置的解锁组件连接,且其包裹于保护罩1内。在本实施例中，分离体与解锁组件可通过圆台连接，圆台设置于分离体的外表面，并且刚好卡入解锁组件内。

本申请实施例还提供一种子母分离结构的分离方法，包括如下步骤：

第一步、分离前，分离体保护装置中解锁组件位于解锁轨道13的前端；

第二步、分离体接收到分离指令后，向载体的末端移动，同时，分离体保护装置的解锁组件沿着解锁轨道13向载体的末端移动；

第三步、待解锁组件移动至解锁轨道13的末端的折弯段131时，解锁组件与第二连杆4的末端旋转成一定角度并停止移动，分离体与分离体保护装置脱离；

第四步、解锁组件固定于解锁轨道13的末端的折弯段131，分离体继续朝远离载体末端的方向移动，完成分离。

进一步的，当解锁组件固定于解锁轨道13的末端的折弯段131之后，第一连杆3以及保护罩1在惯性作用下，以相当高的速度朝解锁轨道13的末端移动，若瞬间停止，解锁导轨13、第一连杆3以及保护罩1会出现变形或拉断撕裂等不同程度的损坏，甚至会破坏分离体。

因此为了避免出现上述情况，上述分离方法还包括：

第五步、分离体与分离体保护装置脱离后，分离保护装置的第一连杆3沿着套筒5继续朝第二连杆4的方向移动；

第六步、吸能环6被压缩变形，预紧弹簧7被压缩，第一连杆3和保护罩1的移动速度降低，最终停在套筒5的末端。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”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的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种分离体保护装置，其特征在于：

保护罩(1)，包括空心的圆台体(1a)和圆柱体(1b)，且所述圆台体(1a)的末端与圆柱体(1b)对接，所述保护罩(1)的内壁贴设有多块缓冲装置，且每两个所述缓冲装置之间具有空隙，所述圆柱体(1b)的外表面设置有耳座(14)；

连杆装置，其包括第一连杆(3)、第二连杆(4)和套筒(5)，所述第一连杆(3)的前端与所述耳座(14)连接，其末端通过限位组件插接于所述套筒(5)的前端，所述第一连杆(3)在所述套筒(5)内水平移动，所述套筒(5)的后端连接所述第二连杆(4)的前端，所述第二连杆(4)的末端位于所述套筒(5)外；

解锁轨道(13)，安装于载体，所述解锁轨道(13)的末端设置有朝上的折弯段(131)，所述解锁轨道(13)具有十字形槽(132)，所述十字形槽(132)的纵槽贯通所述解锁轨道(13)的底面，且十字形槽沿所述解锁轨道(13)长度方向设置并且延伸至折弯段(131)；

解锁组件，其与第二连杆(4)的末端可旋转连接，解锁组件滑动设置于解锁轨道(13)的十字形槽(132)内，当解锁组件滑至折弯段(131)时，其与第二连杆(4)的末端旋转成一定角度；

所述解锁组件包括解锁钩(10)、扭簧、两个圆柱销(15)，所述解锁钩(10)包括本体(102)和两个突出部(101)，本体(102)和突出部(101)形成倒凹形结构，且所述倒凹形结构的两个转角处具有两个等高孔洞；

其中一个转角处具有缺口，缺口边沿形成朝向另一个突出部(101)的斜坡，所述第二连杆(4)的末端和扭簧设置于缺口内，且所述扭簧抵持于所述第二连杆(4)的底面，所述缺口处的孔洞、第二连杆(4)的末端和扭簧的圆环通过一个圆柱销(15)插接，另一个孔洞内也插设有圆柱销(15)，两个所述圆柱销(15)的两端均滑动设置于所述十字形槽(132)的横槽内。

2.如权利要求1所述的分离体保护装置，其特征在于：所述解锁钩(10)邻近所述第二连杆(4)的一个突出部(101)的厚度大于另一个突出部(101)的厚度。

3.如权利要求1所述的分离体保护装置，其特征在于：所述解锁轨道(13)前端的两侧壁对称设置有穿孔，并插设有用于防止所述解锁钩(10)脱出的限位螺钉。

4.如权利要求1所述的分离体保护装置，其特征在于：所述限位组件包括限位板(8)和定位螺钉(9)，所述套筒(5)的侧壁对称设置有两个条形孔，所述第一连杆(3)的后端设置有条形空腔；

连接状态时，所述限位板(8)穿插于所述条形空腔和所述条形孔，所述定位螺钉(9)与所述第一连杆(3)的末端连接，且抵持于所述限位板(8)。

5.如权利要求1所述的分离体保护装置，其特征在于：所述保护罩(1)的圆柱体(1b)的外表面设置有多个环向加强条(11)和多个纵向加强条(12)，且有一个所述纵向加强条(12)位于所述耳座(14)的下方。

6.如权利要求1所述的分离体保护装置，其特征在于：所述第一连杆(3)在所述耳座(14)和所述套筒(5)之间的部分还套设有预紧弹簧(7)和吸能环(6)，所述吸能环(6)的数量为多个，所述预紧弹簧(7)的一端抵持于所述耳座(14)，另一端抵持于第一个所述吸能环(6)，最后一个所述吸能环(6)抵持于所述套筒(5)的前端。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的分离体保护装置的子母分离结构，其特征在于，包括：

载体，数量为一个，所述载体的末端设置有空腔；

分离体保护装置，其解锁轨道(13)沿预设的分离方向设置，且所述解锁轨道(13)的顶面设置于所述载体的空腔的内壁；

分离体，设置于所述载体的末端的空腔内，所述分离体的外表面与分离保护装置的解锁组件连接,且其前端包裹于保护罩(1)内。

8.一种基于权利要求7所述子母分离结构的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、分离前，分离体保护装置中解锁组件位于解锁轨道(13)的前端；

S2、分离体接收到分离指令后，向载体的末端移动，同时，分离体保护装置的解锁组件沿着解锁轨道(13)向载体的末端移动；

S3、待解锁组件移动至解锁轨道(13)的末端的折弯段(131)时，解锁组件与第二连杆(4)的末端旋转成一定角度并停止移动，分离体与分离体保护装置脱离；

S4、解锁组件固定于解锁轨道(13)的末端的折弯段(131)，分离体继续朝远离载体末端的方向移动，完成分离。

9.如权利要求8所述的分离方法，其特征在于：

分离体保护装置的第一连杆(3)在耳座(14)和套筒(5)之间的部分还套设有预紧弹簧(7)和吸能环(6)，所述吸能环(6)的数量为多个，所述预紧弹簧(7)的一端抵持于所述耳座(14)，另一端抵持于第一个所述吸能环(6)，最后一个所述吸能环(6)抵持于所述套筒(5)的前端；

所述分离方法还包括：

S5、分离体与分离体保护装置脱离后，分离保护装置的第一连杆(3)沿着套筒(5)继续朝第二连杆(4)的方向移动；

S6、吸能环(6)被挤压变形，预紧弹簧(7)被压缩，第一连杆(3)的移动速度降低，最终停在套筒(5)的末端。