CN114152151A - 一种折叠栅格舵 - Google Patents

Abstract

本申请具体涉及一种折叠栅格舵，属于火箭回收领域，包括：舵轴，舵轴内设有容置空间；舵盘，舵盘设于舵轴的一端，舵盘开设有通孔；栅格舵本体，栅格舵本体与舵盘铰接，栅格舵本体的与舵盘铰接一侧设有连接块；展开机构，包括驱动机构和传动组件，驱动机构固定于容置空间内，传动组件的一端与驱动机构的输出端连接，传动组件的另一端穿过通孔与连接块铰接，驱动机构用以拉动传动组件移动，使栅格舵本体绕舵盘转动。通过在舵轴中设置展开机构，驱动机构动作带动传动组件在容置空间中移动，传动组件带动栅格舵本体，使得栅格舵在驱动机构驱动力作用下绕铰接点展开，通过调节驱动机构功率达到栅格舵不同展开速率，使得栅格舵本体的展开过程可控。

Description

一种折叠栅格舵

技术领域

本申请涉及火箭回收领域，尤其涉及一种折叠栅格舵。

背景技术

随着运载火箭技术的发展，建立低成本进入空间能力的需求愈发强烈。在可回收重复使用火箭和运载火箭残骸落去控制技术中，当火箭一子级或助推器再入大气层后，需要展开栅格舵实现对箭体姿态控制的功能。

为避免火箭点火起飞过程中栅格舵带来较大阻力，安装在火箭级间段上的栅格舵在火箭起飞上升段呈折叠状态紧贴在箭体表面，子级再入时，栅格舵能进行姿态控制调整，需设计一套折叠机构，将栅格舵稳定固定于箭体表面，到达指定高度将栅格舵展开固定，回收时对飞行器进行姿态调整。

在运载火箭级间分离后，安装有栅格舵的火箭一子级依靠惯性继续运动，姿态发生较大变化，依靠离心力使栅格舵展开，结构简单但过程不可控，容易使栅格舵展开到位速度过大，对箭体结构造成过高的冲击，甚至造成箭体结构损坏。使用扭簧、扭片等弹性元件驱动栅格舵展开，驱动力较小，难以保证多个栅格舵的展开同步性。

发明内容

本申请提供了一种折叠栅格舵，以解决现有技术的栅格舵展开过程不可控的技术问题。

本申请提供了一种折叠栅格舵，包括：

舵轴，所述舵轴内设有容置空间；

舵盘，所述舵盘设于所述舵轴的一端，所述舵盘开设有通孔；

栅格舵本体，所述栅格舵本体与所述舵盘铰接，所述栅格舵本体的与所述舵盘铰接一侧设有连接块；

展开机构，包括驱动机构和传动组件，所述驱动机构固定于所述容置空间内，所述传动组件的一端与所述驱动机构的输出端连接，所述传动组件的另一端穿过所述通孔与所述连接块铰接，所述驱动机构用以拉动传动组件移动，使所述栅格舵本体绕所述舵盘转动。

可选的，所述传动组件包括传动轴和展开连杆，所述传动轴的一端与所述驱动机构连接，另一端所述传动轴与所述展开连杆的一端铰接，所述展开连杆的另一端与所述连接块铰接。

可选的，所述折叠栅格舵还包括锁定机构，用以在栅格舵本体转动后锁定所述栅格舵的位置，所述锁定机构设于所述通孔的内侧壁。

可选的，所述通孔的内侧壁设有容纳孔，所述锁定机构包括销轴和弹性件，所述弹性件的一端抵接于所述容纳孔底部，所述弹性件的另一端抵接与所述销轴的一端抵接，所述连接块的侧面设有与所述销轴对应的销孔。

可选的，所述连接块的宽度与所述通孔的宽度匹配，所述销轴与所述连接块抵接的一端面为斜面，所述连接块设有滑动面，所述滑动面与所述销轴与所述连接块抵接的一端面对应。

可选的，所述容纳孔的内壁设有朝向所述容纳孔底部的台肩，所述销轴的外周侧设有与所述台肩对应的轴肩，所述轴肩用以与所述台肩抵接，防止所述销轴掉出所述容纳孔。

可选的，所述轴肩的顶面和底面为平面，所述容纳孔包括销轴孔和底孔，所述销轴孔的形状与所述销轴的形状匹配，用以供所述销轴通过，所述底孔的形状与所述轴肩的形状匹配，用以供所述轴肩通过。

可选的，所述锁定机构还包括端盖，所述端盖设于所述容纳孔的远离所述连接块的一端，所述端盖与所述舵盘可拆卸连接，所述销轴的朝向所述弹性件的一端设有第一安装孔，所述端盖的朝向所述弹性件的一端设有第二安装孔，所述弹性件的一端插设于所述第一安装孔，所述弹性件的另一端插设于所述第二安装孔。

可选的，所述舵轴的远离所述舵盘的一端设有盖板，所述展开机构安装于所述盖板。

可选的，所述栅格舵本体的远离所述连接块的一侧设有爆炸螺栓盒。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例通过在舵轴中设置展开机构，驱动机构动作带动传动组件在容置空间中移动，传动组件带动栅格舵本体，使得栅格舵在驱动机构驱动力作用下绕铰接点展开，通过调节驱动机构功率达到栅格舵不同展开速率，使得栅格舵本体的展开过程可控。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种折叠栅格舵的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种折叠栅格舵的主视图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为本申请实施例提供的一种折叠栅格舵的左视图；

图5为图4中B-B方向的剖视图；

图6为图5中A区域的放大图；

图7为本申请实施例提供的销轴和弹性件的立体结构示意图。

附图标记：

1-舵轴，11-容置空间，2-舵盘，21-通孔，22-容纳孔，3-盖板，4-栅格舵本体，41-连接块，411-销孔，412-滑动面，5-展开机构，51-驱动机构，52-传动组件，521-传动轴，522-展开连杆，6-锁定机构，61-销轴，611-轴肩，612-第一安装孔，62-弹性件，63-端盖，631-第二安装孔，7-爆炸螺栓盒。

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。

需要说明的是，在本文中，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。

如图1-图7所示，本申请提供了一种折叠栅格舵，包括：

舵轴1，所述舵轴1内设有容置空间11，所述容置空间11为立方体形，两端分别延伸至所述舵轴1的两端；

舵盘2，所述舵盘2设于所述舵轴1的一端，所述舵盘2开设有通孔21；

盖板3，所述盖板3设于所述舵轴1的另一端，所述盖板3与所述舵轴1可拆卸连接；

栅格舵本体4，所述栅格舵本体4与所述舵盘2铰接，所述栅格舵本体4的与所述舵盘2铰接一侧设有连接块41；

展开机构5，包括驱动机构51和传动组件52，所述驱动机构51设于所述容置空间11内，驱动机构51与盖板3固定连接，所述传动组件52包括传动轴521和展开连杆522，所述传动轴521的一端与所述驱动机构51连接，另一端所述传动轴521与所述展开连杆522的一端铰接，所述展开连杆522的另一端与所述连接块41铰接。

通过在舵轴1中设置展开机构5，驱动机构51动作带动传动轴521在容置空间11中移动，展开连杆522的一端与传动轴521铰接，另一端与连接块41铰接，使得栅格舵在驱动机构51驱动力作用下绕铰接点展开，通过调节驱动机构51功率达到栅格舵不同展开速率，使得栅格舵本体4的展开过程可控。一方面由于驱动机构51的精准控制，进而可以保证多个栅格舵展开的同步性；另一方面驱动机构51展开过程稳定，也能够防止展开机构5冲击过大损坏铰接点；再一方面由于驱动机构51的体积小，使得其可以完全设于舵轴1的容置空间11中，充分利用了空间，降低了重量。

在一些实施例中，所述通孔21的内侧壁设有容纳孔22，所述折叠栅格舵还包括锁定机构6，用以在栅格舵本体4转动后锁定所述栅格舵本体4的位置，所述锁定机构6设于所述通孔21的内侧壁，包括销轴61和弹性件62，所述弹性件62的一端抵接于所述容纳孔22底部，所述弹性件62的另一端与所述销轴61的一端抵接，所述连接块41的侧面设有与所述销轴61对应的销孔411，在本申请实施例中，所述通孔21的一对相对内侧壁均设有容纳孔22，锁定机构6有两个，分别设于两个容纳孔22中，连接块41的朝向所述两个容纳孔22的两侧分别设有销孔411，分别对应两个锁定机构6的销轴61。

当栅格舵本体4由折叠到展开绕铰接点旋转90°时，销轴61与销孔411对齐，销轴61在弹性件62的作用下端部弹入销孔411，此时销轴61的一端位于销孔411中，另一端位于容纳孔22中，以此实现对连接块41的锁定，进而锁定栅格舵本体4的旋转角度，使得栅格舵本体4在展开后锁定得更加稳固。

在本申请实施例中，栅格舵本体4在展开后一方面通过锁定机构6进行锁定，另一方面锁定后，驱动机构51仍在工作，可根据需要提供力矩抵消栅格舵本体4所受载荷，使得锁定后的栅格舵本体4工作更可靠。

在一些实施例中，所述连接块41的宽度与所述通孔21的宽度匹配，所述销轴61与所述连接块41抵接的一端面为斜面，所述连接块41设有滑动面412，所述滑动面412与所述销轴61与所述连接块41抵接的一端面对应。

栅格舵展开的过程中，驱动机构51带动传动组件52收回，传动组件52通过展开连杆522拉动连接块41绕栅格舵本体4与舵盘2的铰接点进行转动，在即将展开到位时，销轴61的朝向所述连接块41的一端面与所述滑动面412抵接，由于销轴61的端面与滑动面412为对应的斜面，导致连接块41在转动过程中滑动面412对销轴61进行挤压，使得销轴61向容纳孔22中回退，在销轴61的端面离开滑动面412后，继续沿连接块41的侧面滑动，此时由于连接块41的侧面垂直于所述销轴61的中轴线，因此此时销轴61与所述容纳孔22不发生相对移动，在连接块41移动到位后，栅格舵本体4旋转90°，销孔411对准销轴61，销轴61在弹性件62作用下弹入销孔411，完成锁定。

如此设置，使得在栅格舵本体4在展开过程中销轴61的回缩和弹出的过程更加顺畅。

在一些实施例中，所述容纳孔22的内壁设有朝向所述容纳孔22底部的台肩，所述销轴61的外周侧设有与所述台肩对应的轴肩611，所述轴肩611用以与所述台肩抵接，防止所述销轴61掉出所述容纳孔22。

在一些实施例中，所述轴肩611的顶面和底面为平面，所述容纳孔22包括销轴孔和底孔，所述销轴孔的形状与所述销轴61的形状匹配，用以供所述销轴61通过，所述底孔的形状与所述轴肩611的形状匹配，用以供所述轴肩611通过。

通过在轴肩611的顶面和底面设置平面，使得销轴61在沿底孔移动时不会转动，同时还能对销轴61起导向作用，使销轴61朝向所述连接块41的一端斜面始终面向连接块41的滑动面412。

在一些实施例中，所述锁定机构6还包括端盖63，所述端盖63设于所述容纳孔22的远离所述连接块41的一端，所述端盖63与所述舵盘2可拆卸连接，所述销轴61的朝向所述弹性件62的一端设有第一安装孔612，所述端盖63的朝向所述弹性件62的一端设有第二安装孔631，所述弹性件62的一端插设于所述第一安装孔612，所述弹性件62的另一端插设于所述第二安装孔631。

在本申请实施例中，所述弹性件62为弹簧，如此设置，使得弹簧的两端能够稳定连接销轴61和端盖63，使得弹簧的弹出更加稳定，进而使得锁定机构6更加可靠。

在一些实施例中，所述栅格舵本体4的远离所述连接块41的一侧设有爆炸螺栓盒7。

在栅格舵本体4处于折叠状态时，栅格舵本体4的一侧通过爆炸螺栓盒7进行锁定在火箭舱壁的外侧面，另一侧铰接在舵轴1上，栅格舵本体4展开时，爆炸螺栓解锁，栅格舵本体4的一侧与火箭舱壁分离，并为栅格舵本体4的展开提供初始速度，然后驱动机构51提供的动力实现展开动作。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (10)

1.一种折叠栅格舵，其特征在于，包括：

舵轴(1)，所述舵轴(1)内设有容置空间(11)；

舵盘(2)，所述舵盘(2)设于所述舵轴(1)的一端，所述舵盘(2)开设有通孔(21)；

栅格舵本体(4)，所述栅格舵本体(4)与所述舵盘(2)铰接，所述栅格舵本体(4)的与所述舵盘(2)铰接一侧设有连接块(41)；

展开机构(5)，包括驱动机构(51)和传动组件(52)，所述驱动机构(51)固定于所述容置空间(11)内，所述传动组件(52)的一端与所述驱动机构(51)的输出端连接，所述传动组件(52)的另一端穿过所述通孔(21)与所述连接块(41)铰接，所述驱动机构(51)用以拉动传动组件(52)移动，使所述栅格舵本体(4)绕所述舵盘(2)转动。

2.根据权利要求1所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述传动组件(52)包括传动轴(521)和展开连杆(522)，所述传动轴(521)的一端与所述驱动机构(51)连接，另一端所述传动轴(521)与所述展开连杆(522)的一端铰接，所述展开连杆(522)的另一端与所述连接块(41)铰接。

3.根据权利要求1所述的折叠栅格舵，其特征在于，还包括锁定机构(6)，用以在栅格舵本体(4)转动后锁定所述栅格舵的位置，所述锁定机构(6)设于所述通孔(21)的内侧壁。

4.根据权利要求3所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述通孔(21)的内侧壁设有容纳孔(22)，所述锁定机构(6)包括销轴(61)和弹性件(62)，所述弹性件(62)的一端抵接于所述容纳孔(22)底部，所述弹性件(62)的另一端抵接与所述销轴(61)的一端抵接，所述连接块(41)的侧面设有与所述销轴(61)对应的销孔(411)。

5.根据权利要求4所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述连接块(41)的宽度与所述通孔(21)的宽度匹配，所述销轴(61)与所述连接块(41)抵接的一端面为斜面，所述连接块(41)设有滑动面(412)，所述滑动面(412)与所述销轴(61)与所述连接块(41)抵接的一端面对应。

6.根据权利要求5所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述容纳孔(22)的内壁设有朝向所述容纳孔(22)底部的台肩，所述销轴(61)的外周侧设有与所述台肩对应的轴肩(611)，所述轴肩(611)用以与所述台肩抵接，防止所述销轴(61)掉出所述容纳孔(22)。

7.根据权利要求6所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述轴肩(611)的顶面和底面为平面，所述容纳孔(22)包括销轴孔和底孔，所述销轴孔的形状与所述销轴(61)的形状匹配，用以供所述销轴(61)通过，所述底孔的形状与所述轴肩(611)的形状匹配，用以供所述轴肩(611)通过。

8.根据权利要求4所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述锁定机构(6)还包括端盖(63)，所述端盖(63)设于所述容纳孔(22)的远离所述连接块(41)的一端，所述端盖(63)与所述舵盘(2)可拆卸连接，所述销轴(61)的朝向所述弹性件(62)的一端设有第一安装孔(612)，所述端盖(63)的朝向所述弹性件(62)的一端设有第二安装孔(631)，所述弹性件(62)的一端插设于所述第一安装孔(612)，所述弹性件(62)的另一端插设于所述第二安装孔(631)。

9.根据权利要求1所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述舵轴(1)的远离所述舵盘(2)的一端设有盖板(3)，所述展开机构(5)安装于所述盖板(3)。

10.根据权利要求1所述的折叠栅格舵，其特征在于，所述栅格舵本体(4)的远离所述连接块(41)的一侧设有爆炸螺栓盒(7)。

Images