CN115723971A - 一种新型非火工包带式连接分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型非火工包带式连接分离装置。包括若干条包带，连接分离器，连接分离器包括外壳、第一夹勾、第二夹勾、第一Z形连杆、第二Z形连杆、推杆、止动销、分离杆、记忆合金拔销器，其中，外壳固定连接在包带的一端，外壳的一侧设有U形槽，第一夹勾和第二夹勾上下对称设置，第一Z形连杆和第二Z形连杆上下对称布置，第一Z形连杆和第二Z形连杆的另一端同轴转动连接于推杆的一端，推杆的另一端设置有与止动销配合的第一圆孔，推杆穿过贯穿于U形槽内的滑动腔，分离杆的一端设置有卡槽，卡槽与两个夹勾卡接，另一端与包带连接。该装置冲击小、响应时间短、可进行地面检测等优点，很好的弥补了现有包带式连接分离装置的不足。

Description

一种新型非火工包带式连接分离装置

技术领域

本发明属于星箭分离技术领域，更具体地，涉及一种新型非火工包带式连接分离装置。

背景技术

目前星箭分离的装置有很多，其中国内外应用最广泛的为包带式连接分离机构，主要包括卫星端适配器、运载端适配器、包带、V形卡块、纵向限位弹簧、分离弹簧、连接解锁机构等。若干个卡块将卫星与火箭对接环卡住，通过包带将若干个卡块箍紧，同时连接解锁装置将相邻的包带固定，利用调节相邻包带间的距离施加预紧力。卫星运输和飞行时，由卡块、包带和连接解锁装置承受连接载荷，当卫星到达预定位置时，连接解锁装置解锁，包带预紧力释放，纵向限位弹簧拉动卡块脱离对接环，在分离弹簧作用下完成分离。

常见的连接分离装置为火工解锁装置，具有冲击大、不可检测等劣势。卫星上精密仪器对于冲击非常敏感，较大的冲击可能导致仪器损坏的严重后果，因此针对一些冲击有要求的卫星，火工解锁装置不能适用。

近年来出现了记忆合金、热切割、机械装置、电磁等非火工解锁机构，可以显著的降低冲击作用，但受到尺寸空间、解锁响应时间、可靠性等限制，非火工解锁机构应用在包带连接分离装置较少，即使能够使用，提供的锁紧力也较小。

由此本发明利用非火工记忆合金拔销器作为驱动装置，研制出一种新的非火工连接分离装置应用于包带装置上，可大大减小冲击，并且可通过地面试验进行检测。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，针对现有火工包带式连接分离装置冲击大、不可检测的问题，本发明提供了一种新型非火工包带式连接分离装置，该装置冲击小、响应时间短、可进行地面检测等优点，很好的弥补了现有包带式连接分离装置的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种新型非火工包带式连接分离装置，包括若干条包带，还包括连接分离器，所述连接分离器包括外壳、第一夹勾、第二夹勾、第一Z形连杆、第二Z形连杆、推杆、止动销、分离杆、记忆合金拔销器，其中，所述外壳固定连接在所述包带的一端，所述外壳的一侧设置有U形槽，所述第一夹勾和第二夹勾上下对称设置，所述第一夹勾和第二夹勾安装于所述U形槽内，所述第一Z形连杆和第二Z形连杆上下对称布置，所述第一夹勾和第一Z形连杆的一端转动连接，所述第二夹勾和第二Z形连杆的一端转动连接，所述第一Z形连杆和第二Z形连杆的另一端同轴转动连接于所述推杆的一端，所述推杆的另一端设置有与所述止动销配合的第一圆孔，所述推杆穿过贯穿于所述U形槽内的滑动腔；

所述分离杆的一端设置有卡槽，所述卡槽与两个所述夹勾卡接，所述分离杆的另一端与所述包带相连接；

所述止动销从所述外壳的一端穿过并插入所述推杆的第一圆孔中，限制推杆轴向移动，所述止动销套装有压缩弹簧，所述止动销远离所述推杆的一端开设有销孔；

所述记忆合金拔销器固定安装于所述外壳上设置有U形槽的一侧，所述记忆合金拔销器的顶杆从所述外壳穿过并卡入所述止动销上的销孔。

优选地，还包括配合使用的卫星端适配器和运载端适配器，所述卫星端适配器和运载端适配器的连接处均设置有对接环。

优选地，还包括若干个卡块和系固限位组件，若干条所述包带通过所述连接分离器环接，用于周向箍紧卫星端适配器和运载端适配器的对接环，所述系固限位组件分别连接于所述包带和所述运载端适配器上，若干个所述卡块固定连接在所述包带内侧。

优选地，所述分离杆连接于所述包带的一端设置有外螺纹，安装时将设置有外螺纹的一端穿过包带一端设置的圆孔并通过与之配合的预紧螺母螺纹连接。

优选地，所述卫星端适配器和所述运载端适配器的对接环对接后形成V形面或者梯形面，所述卡块为设有与V形面或者梯形面相配合的V形槽或者梯形槽的卡块，通过螺钉周向固定在所述包带内侧。

优选地，所述包带为两条，分别为第一包带和第二包带，两条所述包带通过两个所述连接分离器环接。

优选地，所述止动销为一体结构，一端为柱体，所述柱体插入到所述第一圆孔，另一端为立方体，所述立方体设置有销孔，所述止动销上套接的所述压缩弹簧在所述顶杆拔除前，始终处于压缩状态。

优选地，所述系固限位组件包括多根系固限位弹簧，多根所述系固限位弹簧的一端连接在所述包带上，另一端连接在所述运载端适配器上。

优选地，多根所述系固限位弹簧沿所述运载端适配器周向均匀间隔分布，在所述卫星端适配器和所述运载端适配器分离前，始终处于拉伸状态。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：

1、利用夹钳式连杆机构与记忆合金拔销器相组合的方式组成连接分离装置，实现包带的锁紧和解锁，解决记忆合金拔销器预紧力不足问题，承受与爆炸螺栓相同量级的锁紧力；

2、相比火工解锁装置可大幅度降低解锁时的冲击；

3、相比其他非火工解锁装置，记忆合金拔销器响应时间短，使分离过程更迅速；

4、记忆合金拔销器具有重复使用特性，使得本连接分离装置可以在地面进行多次试验检测，降低了试验成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中提供的新型非火工包带式连接分离装置连接在运载端适配器的结构示意图；

图2为本发明一实施例中包带装置锁紧时局部剖视图；

图3为本发明一实施例中连接分离器的局部结构示意图；

图4为本发明一实施例中连接分离器的局部剖面图；

图5为本发明一实施例中连接分离器连接状态的局部剖面图；

图6为本发明一实施例中连接分离器的爆炸图；

图7为本发明一实施例中止动销插入推杆状态下的局部剖面图；

图8为本发明一实施例中连接分离装置解锁过程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-卫星端适配器、2-运载端适配器、3-包带、301-第一包带、302-第二包带、303-第二圆孔、4-卡块、5-系固限位弹簧、6-连接分离器、7-外壳、701-U形槽、702-第一通孔、8-夹勾、801-第一夹勾、802-第二夹勾、9-螺纹销、10-Z形连杆、1001-第一Z形连杆、1002-第二Z形连杆、11-推杆、1101-推杆的一端、1102-推杆的另一端、1103-第一圆孔、12-销轴、13-止动销、1301-销孔、14-顶杆、15-压缩弹簧、16-分离杆、1601-卡槽、17-预紧螺母、18-记忆合金拔销器、19-滑动腔、20-对接环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制；另外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-图4所示，本发明提供的一种新型非火工包带式连接分离装置，包括若干条包带，还包括连接分离器，包带通过连接分离器环接，主要功能为连接卫星端适配器和运载端适配器的对接环，使其上下卡紧。本实施例中，包带数量为两条，分别为第一包带和第二包带，使用两个第一分离器和第二分离器连接，其中第一连接分离器的外壳连接于第一包带的一端，与之配合使用的第一连接分离器的分离杆连接于第二包带的一端，同理，第二包带的另一端与第二分离器的外壳连接，第一包带的另一端与第二连接分离器的分离杆连接。又一实施例中，包带数量为一条，通过一个连接分离器环接。

还包括若干个卡块和系固限位组件，若干个卡块固定连接在包带内侧，卫星端适配器和运载端适配器的对接环对接后形成V形面或者梯形面，若干个卡块为设有与V形面或者梯形面相配合的V形槽或者梯形槽的卡块，通过螺钉周向固定在包带内侧。

本实施例中，系固限位组件为多根系固限位弹簧，多根系固限位弹簧的一端连接在包带上，另一端连接在运载端适配器上，也可以在包带外侧和运载端适配器表面设置安装支耳，将多根系固限位弹簧挂接在安装支耳上，多根系固限位弹簧沿运载端适配器周向均匀间隔分布，在卫星端适配器和运载端适配器分离前，始终处于拉伸状态；

如图5所示，连接分离器包括外壳、第一夹勾、第二夹勾、第一Z形连杆、第二Z形连杆、推杆、止动销、分离杆、记忆合金拔销器，外壳的一侧开设有螺纹孔，通过螺钉固定连接在第一包带的一端，外壳远离与第一包带连接处的一侧设置有U形槽，第一夹勾和第二夹勾上下对称设置，分别通过穿过U形槽的螺纹销安装于U形槽内，如图6所示，螺纹销仅尾端与外壳连接部分设有螺纹，从而可以使第一夹勾和第二夹勾分别绕螺纹销转动，螺纹销端头设置有一字槽，方便安装时用一字起将其旋入U形槽侧壁的安装孔内；第一Z形连杆和第二Z形连杆在U形槽内上下对称布置，第一夹勾和第一Z形连杆的一端通过销轴转动连接，第二夹勾和第二Z形连杆的一端通过销轴转动连接，第一Z形连杆和第二Z形连杆的另一端通过销轴同轴转动连接于推杆的一端，销轴的长度略小于U形槽内槽体的宽度；推杆的另一端设置有与止动销配合的圆孔，安装时，推杆穿过贯穿于U形槽内的滑动腔，推杆靠近滑动腔的一端可以为柱体或者长方体，滑动腔可以为与推杆想配合的柱体或者长方体，为了方便止动销的插入，本实施例中，推杆靠近滑动腔的一端、滑动腔均为长方体；

分离杆的一端设置有卡槽，另一端设置有外螺纹，卡槽可与两个夹勾配合卡接，分离杆设置有外螺纹的一端与包带的另一端相连接，本实施例中，包带另一端的连接面设置有第二圆孔，且连接面与其相对的外壳端面相互平行，分离杆设置有外螺纹的一端穿过圆孔，并利用预紧螺母拧紧，通过预紧螺母拧紧力矩调节包带的预紧力；

止动销从外壳的一端穿过并插入推杆上的第一圆孔中，限制推杆轴向移动，止动销套装有压缩弹簧，止动销远离推杆的一端开设有销孔，销孔可以为圆孔或者方孔，本实施例中，销孔为圆孔，如图7所示，为了使止动销的稳定性更好，止动销插入推杆的一端为柱体，另一端沿柱体长度方向的截面为方形或者梯形，当止动销安装完毕，压缩弹簧处于压缩状态，止动销的顶端与外壳表面平齐；

记忆合金拔销器通过螺钉固定安装于外壳上设置有U形槽的一侧，为了使拔销器的顶杆可以穿过外壳，在外壳上开设有第一通孔，记忆合金拔销器的顶杆从外壳穿过第一通孔并且卡入到止动销上的销孔，阻止止动销被压缩弹簧推出。

本发明提供的新型非火工包带式连接分离装置工作原理如下：

锁紧时，先将运载端适配器和卫星端适配器上下对接环对接，通过包带上的卡块将上下对接环箍住，将连接分离装置外壳连接在包带一端，将分离杆穿过包带另一端，并使用预紧螺母初步拧入分离杆。连接分离装置使用夹勾夹住分离杆，将压缩弹簧套入止动销装入外壳的一侧，并插入到推杆上的第一圆孔，将拔销器安装在外壳上开有U形槽的一侧，直到拔销器前端的顶杆插入到止动销上的销孔，从而使得连接分离装置处于锁紧状态。然后通过力矩扳手不断拧紧连接分离杆的预紧螺母，使包带进一步收紧，若设置多条包带，操作过程中尽量使每个连个预紧螺母拧紧圈数保持一致，直到力矩扳手实数达到设定值时，从而可根据需要提供足够的锁紧力完成整个包带式连接分离装置的锁紧动作。系固限位弹簧一端固定包带，另一端固定在运载端适配器上，且系固限位弹簧均处于拉伸状态。

如图8所示，解锁时，记忆合金拔销器通电，使其顶杆从止动销的销孔中拔出，解除对止动销的限位，止动销在压缩弹簧弹力的作用下拔出推杆上的第一圆孔，推杆失去轴向限位作用。夹勾夹紧时，分离杆与夹勾接触面有压力，当推杆可以滑动时，第一夹勾绕着螺纹销顺时针旋转，第一Z形连杆绕着两个销轴逆时针旋转，第二夹勾与第二Z形连杆朝着相反的方向旋转，由于第一Z形连杆和第二Z形连杆由竖直状态向水平状态转变，使得水平长度增加，从而推动推杆沿着滑动腔水平方向向远离分离杆的一侧运动。同时由于第一夹勾和第二夹勾旋转方向相反，两夹勾间间隙增大，分离杆顺势脱离夹勾限制，锁定解除，从而使包带连接处分离，包带不再对运载端适配器和卫星端适配器箍紧，满足低冲击的要求。

之后卫星端适配器在其他驱动力作用下被推出，运载端适配器和卫星端适配器分离，同时，包带受到系固限位弹簧拉力作用脱离对接环，星箭分离完成。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型非火工包带式连接分离装置，包括若干条包带，其特征在于：还包括连接分离器，所述连接分离器包括外壳、第一夹勾、第二夹勾、第一Z形连杆、第二Z形连杆、推杆、止动销、分离杆、记忆合金拔销器，其中，所述外壳固定连接在所述包带的一端，所述外壳的一侧设置有U形槽，所述第一夹勾和第二夹勾上下对称设置，所述第一夹勾和第二夹勾安装于所述U形槽内，所述第一Z形连杆和第二Z形连杆上下对称布置，所述第一夹勾和第一Z形连杆的一端转动连接，所述第二夹勾和第二Z形连杆的一端转动连接，所述第一Z形连杆和第二Z形连杆的另一端同轴转动连接于所述推杆的一端，所述推杆的另一端设置有与所述止动销配合的第一圆孔，所述推杆穿过贯穿于所述U形槽内的滑动腔；

所述分离杆的一端设置有卡槽，所述卡槽与两个所述夹勾卡接，所述分离杆的另一端与所述包带相连接；

所述止动销从所述外壳的一端穿过并插入所述推杆的第一圆孔中，限制推杆轴向移动，所述止动销套装有压缩弹簧，所述止动销远离所述推杆的一端开设有销孔；

所述记忆合金拔销器固定安装于所述外壳上设置有U形槽的一侧，所述记忆合金拔销器的顶杆从所述外壳穿过并卡入所述止动销上的销孔。

2.根据权利要求1所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：还包括配合使用的卫星端适配器和运载端适配器，所述卫星端适配器和运载端适配器的连接处均设置有对接环。

3.根据权利要求2所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：还包括若干个卡块和系固限位组件，若干条所述包带通过所述连接分离器环接，用于周向箍紧卫星端适配器和运载端适配器的对接环，所述系固限位组件分别连接于所述包带和所述运载端适配器上，若干个所述卡块固定连接在所述包带内侧。

4.根据权利要求1所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：所述分离杆连接于所述包带的一端设置有外螺纹，安装时将设置有外螺纹的一端穿过包带一端设置的圆孔并通过与之配合的预紧螺母螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：所述卫星端适配器和所述运载端适配器的对接环对接后形成V形面或者梯形面，所述卡块为设有与V形面或者梯形面相配合的V形槽或者梯形槽的卡块，通过螺钉周向固定在所述包带内侧。

6.根据权利要求1所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：所述包带为两条，分别为第一包带和第二包带，两条所述包带通过两个所述连接分离器环接。

7.根据权利要求1所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：所述止动销为一体结构，一端为柱体，所述柱体插入到所述第一圆孔，另一端为立方体，所述立方体设置有销孔，所述止动销上套接的所述压缩弹簧在所述顶杆拔除前，始终处于压缩状态。

8.根据权利要求3所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：所述系固限位组件包括多根系固限位弹簧，多根所述系固限位弹簧的一端连接在所述包带上，另一端连接在所述运载端适配器上。

9.根据权利要求8所述的一种新型非火工包带式连接分离装置，其特征在于：多根所述系固限位弹簧沿所述运载端适配器周向均匀间隔分布，在所述卫星端适配器和所述运载端适配器分离前，始终处于拉伸状态。

Images