CN114336504B - 机电式安全执行机构过载识别控制系统 - Google Patents

Abstract

一种机电式安全执行机构过载识别控制系统，包括过载识别电路、电源电路，还包括弹簧阻尼系统、惯性开关、隔爆机构、以及保险件；弹簧阻尼系统上的惯性销伸入至隔爆机构的内孔中；保险件的插销插在隔爆机构中；惯性开关设置在弹簧阻尼系统内；弹簧阻尼系统感应到过载后进行机械运动，带动惯性销向下运动从隔爆机构的内孔中撤出，弹簧阻尼系统驱动惯性开关接通，电源电路通过惯性开关对过载识别电路提供工作电压；过载识别电路获得工作电压后判断惯性开关的接通时间；若接通时间满足设定值时，过载识别电路输出控制信号启动保险件动作撤回插销。本发明无啮合传动链，改善了系统抗力学环境的能力；采用电路对过载持续时间进行计时，延时精度高。

Description

机电式安全执行机构过载识别控制系统

技术领域

本发明涉及导弹技术领域，尤其涉及一种机电式安全执行机构过载识别控制系统。

背景技术

过载识别控制系统为机电式安全执行机构的隔爆机构提供一道保险。机电式安全执行机构常常利用导弹飞行过程中的过载环境作为一项解除保险的能源条件，而识别此过载环境，必须同时判别过载的大小和过载持续时间，只有当过载达到规定值并持续规定时间才可解除保险。在传统的安全执行机构设计中，过载识别控制系统往往采用弹簧阻尼系统来感应过载大小，用无返回力矩钟表机构来判断过载持续时间，这是一种典型的技术方案。

传统的过载识别控制系统通常需要在弹簧阻尼系统与无返回力矩钟表机构之间进行机械传动，传动链一般采用齿条或齿轮与齿轮的方式，传动链为全机械结构，齿条或齿轮与齿轮之间处于啮合状态，在具有一定频率的力学如振动、冲击响应等条件下，齿条或齿轮与齿轮之间将产生相对运动和摩擦，导致啮合面易发生机械损伤，影响传动可靠性。无返回力矩钟表机构识别过载的持续时间，即解除保险的时间在很大程度上取决于驱动力矩，受驱动力矩的影响，无返回力矩钟表机构的延时精度范围大，难以适应具有高精度延期解除保险时间的应用需求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种机电式安全执行机构过载识别控制系统，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种机电式安全执行机构过载识别控制系统，包括过载识别电路、电源电路，还包括弹簧阻尼系统、惯性开关、隔爆机构、以及保险件；所述弹簧阻尼系统上的惯性销伸入至隔爆机构的内孔中；所述保险件的插销插在所述隔爆机构中；所述惯性销与插销用于对隔爆机构同时形成保险约束，使得隔爆机构处于隔离状态；所述惯性开关设置在所述弹簧阻尼系统内；弹簧阻尼系统感应到过载后进行机械运动，带动惯性销向下运动从隔爆机构的内孔中撤出，弹簧阻尼系统驱动所述惯性开关接通，电源电路通过惯性开关对所述过载识别电路提供工作电压；所述过载识别电路获得工作电压后判断所述惯性开关的接通时间；若接通时间满足设定值时，过载识别电路输出控制信号启动保险件动作撤回所述插销。

优选地，所述弹簧阻尼系统包括惯性销、壳体、质量块以及压簧；所述质量块和压簧设置在所述壳体的内腔中；所述压簧的下端抵靠在壳体内腔的底壁上、上端抵靠在所述质量块的下端面上；所述质量块可在所述壳体的内腔中上下滑动；所述隔爆机构设置在所述壳体的上方，惯性销设置在所述质量块的顶部。

优选地，所述惯性开关包括接触环、安装杆以及触点；所述触点设置在所述壳体内腔的底壁上；所述接触环设置在所述安装杆上，所述安装杆的上端安装在所述质量块的下端面上；当质量块向下运动时，带动所述接触环与触点接触。

优选地，所述安装杆的上端插在所述质量块的下端面的内孔上，所述安装杆与质量块之间设置有绝缘体。

优选地，所述接触环套设在所安装杆上，所述接触环可沿安装杆上下滑动，在所述安装杆上套有开关簧；所述开关簧的下端抵靠在所述接触环的上表面上，上端抵靠在所述质量块的下表面上。

优选地，所述触点的顶端为半球状，在所述接触环上设置有半球状的凹形腔；当所述接触环与触点接触时，触点的顶端插入所述凹形腔内。半球状的凹形腔与触点半球状的顶端相配合，可以增大接触面积，保证惯性开关接触的可靠性。

优选地，所述保险件包括插销、活塞块、以及筒体；所述活塞块设置在所述筒体的内腔中，所述插销的左端与所述活塞块连接；在所述活塞块右侧的筒体内腔中设置有火药；过载识别电路输出控制信号启动保险件时，引爆所述火药推动活塞块向左运动将所述插销从隔爆机构中撤回。

优选地，所述质量块与所述惯性销为一体成型制作。一体成型制作可以保证质量块的外圆与惯性销外圆的同轴度，进而保证质量块以及惯性销上下滑动时精度。

优选地，所述插销与活塞块为一体成型制作。一体成型制作用于保证插销与活塞块的同轴度，进而保证插销与活塞块撤回滑动时的精度。

优选地，所述保险件的插销从隔爆机构的侧面插入隔爆机构中，所述插销的轴线与惯性销的轴线相垂直。即通过插销和惯性销共同限制了隔爆机构的解保运动。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：采用惯性销与插销对隔爆机构同时形成保险约束，使得隔爆机构处于隔离状态，与过载识别电路相配合对过载环境进行识别，控制机构无啮合传动链，改善了系统抗力学环境的能力。本发明中采用过载识别电路对过载持续时间进行计时，延时精度高，适应高精度延期解除保险时间的应用需求。本发明改善了系统抗力学环境的能力，实现了工程实际应用中系统在恶劣力学环境下的使用要求。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明机电式安全执行机构过载识别控制系统的结构示意图；

图2为本发明机电式安全执行机构过载识别控制系统的原理框图；

附图标号说明：100-弹簧阻尼系统；1-质量块；2-压簧；101-惯性销；102-壳体；3-保险件；301-插销；302-活塞块；303-火药；304-筒体；4-隔爆机构；200-惯性开关；5-开关簧；6-接触环；601-凹形腔；7-触点；201-安装杆；202-绝缘体；8-电源电路；9-过载识别电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1所示为本发明所提供的机电式安全执行机构过载识别控制系统的具体实施例，过载识别控制系统包括过载识别电路9、电源电路8，还包括弹簧阻尼系统100、惯性开关200、隔爆机构4、以及保险件3；所述弹簧阻尼系统100上的惯性销101伸入至隔爆机构4的内孔中；所述保险件3的插销301插在所述隔爆机构4中；所述惯性销101与插销301用于对隔爆机构4同时形成机械式的保险约束，使得隔爆机构4处于隔离状态；所述惯性开关200设置在所述弹簧阻尼系统100内；弹簧阻尼系统100感应到过载后进行机械运动，带动惯性销101向下运动从隔爆机构4的内孔中撤出，弹簧阻尼系统100驱动所述惯性开关200接通，电源电路8通过惯性开关200对所述过载识别电路9提供工作电压；所述过载识别电路9获得工作电压后判断所述惯性开关200的接通时间；若接通时间满足设定值时，过载识别电路9输出控制信号启动保险件3动作撤回所述插销301。

如图1所示，在本实施例中，所述弹簧阻尼系统100包括惯性销101、壳体102、质量块1以及压簧2；所述质量块1和压簧2设置在所述壳体102的内腔中；所述压簧2的下端抵靠在壳体102内腔的底壁上、上端抵靠在所述质量块1的下端面上；所述质量块1可在所述壳体102的内腔中上下滑动；所述隔爆机构4设置在所述壳体102的上方，惯性销101设置在所述质量块1的顶部。

如图1所示，在本实施例中，所述惯性开关200包括接触环6、安装杆201以及触点7；所述触点7设置在所述壳体102内腔的底壁上；所述接触环6设置在所述安装杆201上，所述安装杆201的上端安装在所述质量块1的下端面上；当质量块1向下运动时，带动所述接触环6与触点7接触。所述安装杆201的上端插在所述质量块1的下端面的内孔上，所述安装杆201与质量块1之间设置有绝缘体202。所示触点7与壳体102内腔的底壁之间也设置有绝缘体，用于起到绝缘作用。

在本实施例中，所述接触环6套设在所安装杆201上，所述接触环6可沿安装杆201上下滑动，在所述安装杆201上套有开关簧5；所述开关簧5的下端抵靠在所述接触环6的上表面上，上端抵靠在所述质量块1的下表面上。通过设置开关簧5，可以将接触环6与触点7的接触变为弹性压力接触，利用开关簧5的弹力使得接触环6与触点7的接触更为可靠，同时接触环6可沿安装杆201上下滑动同时可以避免接触环6与触点7发生刚性碰撞，有效地保护了接触环6与触点7。

如图1所示，在本实施例中，所述触点7的顶端为半球状，在所述接触环6上设置有半球状的凹形腔601；当所述接触环6与触点7接触时，触点7的顶端插入所述凹形腔601内。半球状的凹形腔601与触点7半球状的顶端相配合，可以增大接触面积，保证惯性开关200接触的可靠性。

如图1所示，在本实施例中，所述保险件3包括插销301、活塞块302、以及筒体304；所述活塞块302设置在所述筒体304的内腔中，所述插销301的左端与所述活塞块302连接；在所述活塞块302右侧的筒体内腔中设置有火药303；过载识别电路9输出控制信号启动保险件3时，引爆所述火药303推动活塞块302向左运动将所述插销301从隔爆机构4中撤回。

在本实施例中，所述质量块1与所述惯性销101为一体成型制作；可以保证质量块的外圆与惯性销外圆的同轴度，进而保证质量块以及惯性销上下滑动时精度。所述插销301与活塞块302为一体成型制作，用于保证插销与活塞块的同轴度，进而保证插销与活塞块撤回滑动时的精度。

如图1所示，在本实施例中，所述保险件3的插销301从隔爆机构4的侧面插入隔爆机构4中，所述插销301的轴线与惯性销101的轴线相垂直。即通过插销和惯性销共同限制了隔爆机构的解保运动，形成双重限制。

如图2所示为本发明的所提供的机电式安全执行机构过载识别控制系统的原理框图，结合图1及图2，本发明的工作原理如下：

本发明采用弹簧阻尼系统100对导弹飞行过载进行感应，惯性开关200用于控制过载识别电路9是否加电进行延时，过载识别电路9用于控制保险件3是否作用。当弹簧阻尼系统100感应到过载环境后，弹簧阻尼系统100上的质量块1向下运动，带动惯性销101向下运动从隔爆机构4的内孔中撤出，解除惯性销101对隔爆机构4的约束，质量块1驱动所述惯性开关200接通，当控制惯性开关200接通时，电源电路8通过惯性开关200对过载识别电路9提供工作电压，过载识别电路9获得工作电压后开始判断惯性开关200的接通时间，当惯性开关200的接通时间满足规定值时，即即惯性开关200在预定值内一直处于接通状态，则过载识别电路9输出控制信号启动保险件3作用，保险件3将插销301撤回解除施加给隔爆机构4的保险约束；当惯性开关接通时间未满足规定值时，弹簧阻尼系统100复位，即压簧2推动质量块1向上滑动复位，进而带动惯性开关200断开，过载识别电路9无控制信号输出，保险件3不作用，插销301不撤回，保险不解除。

具体地，当弹簧阻尼系统100感应到过载环境后，质量块1受过载作用产生后坐力克服压簧2的抗力向下运动，带动惯性销101向下运动从隔爆机构4的内孔中撤出，解除惯性销101对隔爆机构4的约束；与此同时带动接触环6向下运动与触点7解除，开关簧5作用于接触环6使得接触环6与触点7紧密接触，接通过载识别电路9的工作电源，过载识别电路9获得工作电源后开始进行延时：当过载持续时间满足预定值时，即惯性开关200在预定值内一直处于接通状态，则过载识别电路9启动保险件3，引爆火药303作用于活塞块302向左运动，将插销301撤回解除施加给隔爆机构4的保险约束。反之，当过载持续时间小于预定值时，后坐力消失，则质量块1在压簧2抗力作用下复位，惯性开关200断开，过载识别电路9断电不工作，保险件3内的火药303未被引爆，插销301对于隔爆机构4的约束不解除。

在本发明中，过载识别电路9采用典型的单片机集成电路对过载持续时间进行识别，单片机判断延迟时间满足要求后，输出控制信号启动可控硅工作，通过可控硅接通保险件3的启动电源，保险件3动作，解除对隔爆机构4的机械约束。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.机电式安全执行机构过载识别控制系统，包括过载识别电路(9)、电源电路(8)，其特征在于：还包括弹簧阻尼系统(100)、惯性开关(200)、隔爆机构(4)、以及保险件(3)；

所述弹簧阻尼系统(100)上的惯性销(101)伸入至隔爆机构(4)的内孔中；所述保险件(3)的插销(301)插在所述隔爆机构(4)中；所述惯性开关(200)设置在所述弹簧阻尼系统(100)内；

弹簧阻尼系统(100)感应到过载后进行机械运动，带动惯性销(101)向下运动从隔爆机构(4)的内孔中撤出，弹簧阻尼系统(100)驱动所述惯性开关(200)接通，电源电路(8)通过惯性开关(200)对所述过载识别电路(9)提供工作电压；所述过载识别电路(9)获得工作电压后判断所述惯性开关(200)的接通时间；若接通时间满足设定值时，过载识别电路(9)输出控制信号启动保险件(3)动作撤回所述插销(301)。

2.如权利要求1所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述弹簧阻尼系统(100)包括惯性销(101)、壳体(102)、质量块(1)以及压簧(2)；所述质量块(1)和压簧(2)设置在所述壳体(102)的内腔中；所述压簧(2)的下端抵靠在壳体(102)内腔的底壁上、上端抵靠在所述质量块(1)的下端面上；所述质量块(1)可在所述壳体(102)的内腔中上下滑动；所述隔爆机构(4)设置在所述壳体(102)的上方，惯性销(101)设置在所述质量块(1)的顶部。

3.如权利要求2所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述惯性开关(200)包括接触环(6)、安装杆(201)以及触点(7)；所述触点(7)设置在所述壳体(102)内腔的底壁上；所述接触环(6)设置在所述安装杆(201)上，所述安装杆(201)的上端安装在所述质量块(1)的下端面上；当质量块(1)向下运动时，带动所述接触环(6)与触点(7)接触。

4.如权利要求3所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述安装杆(201)的上端插在所述质量块(1)的下端面的内孔上，所述安装杆(201)与质量块(1)之间设置有绝缘体(202)。

5.如权利要求3所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述接触环(6)套设在所安装杆(201)上，所述接触环(6)可沿安装杆(201)上下滑动，在所述安装杆(201)上套有开关簧(5)；所述开关簧(5)的下端抵靠在所述接触环(6)的上表面上，上端抵靠在所述质量块(1)的下表面上。

6.如权利要求3所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述触点(7)的顶端为半球状，在所述接触环(6)上设置有半球状的凹形腔(601)；当所述接触环(6)与触点(7)接触时，触点(7)的顶端插入所述凹形腔(601)内。

7.如权利要求1所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述保险件(3)包括插销(301)、活塞块(302)、以及筒体(304)；所述活塞块(302)设置在所述筒体(304)的内腔中，所述插销(301)的左端与所述活塞块(302)连接；在所述活塞块(302)右侧的筒体内腔中设置有火药(303)；过载识别电路(9)输出控制信号启动保险件(3)时，引爆所述火药(303)推动活塞块(302)向左运动将所述插销(301)从隔爆机构(4)中撤回。

8.如权利要求2所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述质量块(1)与所述惯性销(101)为一体成型制作。

9.如权利要求7所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述插销(301)与活塞块(302)为一体成型制作。

10.如权利要求1所述的机电式安全执行机构过载识别控制系统，其特征在于：所述保险件(3)的插销(301)从隔爆机构(4)的侧面插入隔爆机构(4)中，所述插销(301)的轴线与惯性销(101)的轴线相垂直。