CN117699067A - 一种双电机驱动作动拔销器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电机驱动作动拔销器；包括壳体，壳体一端面穿装有作动销，作动销的顶部设有齿条，齿条啮合有齿轮，齿轮两侧的齿轮轴，各齿轮轴分别通过联轴器与对应的电机的转轴连接，各电机与壳体固接；位于壳体内的作动销底部设有向下延伸的延伸板，延伸板的前端面和后端面分别间隔设有前限位开关和后限位开关，还包括控制器，前限位开关和后限位开关均与控制器电连接，两个电机均与控制器电连接；通过双电机驱动作动拔销器的结构设计以解决现有技术中存在的现有的非火工解锁装置结构复杂，体积大，消耗了火箭的有效载荷，使用维护不便，解锁速度慢，可靠性低，不可完全重复测试的问题。

Description

一种双电机驱动作动拔销器

技术领域

本发明涉及拔销器技术领域，尤其是涉及一种双电机驱动作动拔销器。

背景技术

星箭的连接，分离一般通过连接解锁装置实现连接、解锁，通过分离能源装置实现有效载荷与运载火箭的分离运动。从触发分离动作的驱动形式上区分，可以分为火工和非火工两种。

火工触发的优点在于能量密度高、解锁速度快，但是缺点是对复杂电磁环境耐受性差、火药引爆造成的冲击环境量级较高，解锁冲量达、不可重复测试，对有效载荷工作可靠性造成不可预知的影响。传统的点式火工品解锁装置一般采用M8，M12的爆炸螺栓，冲击量级一班在12kg以上。

非火工解锁的核心结构是驱动器的设计，非火工解锁装置在解锁环节上避免了火药、炸药的爆炸冲击，但是缺点也很明显，结构复杂，体积大，消耗了火箭的有效载荷，同时缺乏火工解锁能量密度高、使用维护不方便，解锁速度慢。例如CN201811057817.7公开的一种非火工解锁装置及锁定解锁方法，采用了紧固绳索、热刀和两个锁紧释放部件，结构庞大复杂，可靠性低，不可完全重复测试。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种双电机驱动作动拔销器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机驱动作动拔销器，通过双电机驱动作动拔销器的结构设计以解决现有技术中存在的现有的非火工解锁装置结构复杂，体积大，消耗了火箭的有效载荷，同时缺乏火工解锁能量密度高、使用维护不方便，解锁速度慢，可靠性低，不可完全重复测试的技术问题。

本发明提供的一种双电机驱动作动拔销器，包括壳体，壳体一端面穿装有作动销，位于壳体内部作动销的顶部设有齿条，齿条啮合有齿轮，齿轮两侧的齿轮轴分别通过联轴器与对应的电机的转轴连接，各电机与壳体固接；

位于壳体内的作动销底部设有向下延伸的延伸板，延伸板的前端面和后端面分别间隔设有前限位开关和后限位开关，前限位开关和后限位开关分别固定于壳体上；

壳体外设有用于与箭体控制系统电连接的接线端子，前限位开关、后限位开关和电机均与接线端子电连接。

优选地，壳体外设有互为冗余的两个接线端子，前限位开关包括两个互为冗余前限位开关单元，后限位开关包括两个互为冗余的后限位开关单元；两电机、两前限位开关单元和两后限位开关单元分别与对应的接线端子电连接。

优选地，作动销包括依次连接的锁紧解锁段，辅助导向段，过渡段，主导向段组成；锁紧解锁段，辅助导向段，过渡段，主导向段的横截面积依次增大。

优选地，主导向段横截面为矩形。

优选地，主导向段上端面设有齿条安装凹槽，齿条安装凹槽一侧端贯通主导向段的背面，齿条安装凹槽内嵌入固接有齿条。

优选地，齿条与齿条安装凹槽胶接于一体。

优选地，各联轴器通过联轴器压块固定于壳体内壁上；各电机通过电机压块与壳体连接；后限位开关通过后限位开关压块与壳体连接。

优选地，壳体包括前板、与前板两侧可拆卸连接的侧板，将两侧板连接的后板，前板、侧板和后板围设成方框，还包括与方框顶部和底板分别可拆卸连接的顶板和底板。

优选地，前板上周向设有用于分离装置连接的多个连接孔和主导向段穿装孔, 多个连接孔沿主导向段穿装孔周向间隔布设；后板上设有观察孔。

优选地，前板内板面开设有用于齿轮、齿轮轴和联轴器放置的第一安装槽，前板内板面还设有分设第一安装槽两侧的第二安装槽，第一安装槽两端与第二安装槽贯通；

前板内板面还开设有前限位开关安装槽。

本发明提供的一种双电机驱动作动拔销器与现有技术相比具有以下进步：

1、本发明提供的双电机驱动作动拔销器，采用两个完全冗余设置电机驱动齿轮，齿轮带动齿条做直线运动，进而使得作动销做直线运动，实现作动销的作动和复位，可以保证作动和复位的准确度；再有，前限位开关和后限位开关的冗余设置，可以实现对电机的控制，进而实现作动销的作动和复位，采用齿轮齿条机构作为传动机构，结构简单，动作迅速，稳定性好，可靠性高，可以小尺寸制备，重量轻、使用维护方便、解锁速度快、工作可靠性高、可重复测试的，可应用于非火工解锁的星箭连接、分离装置。

2、本发明提供的双电机驱动作动拔销器，通过对作动销的设计，设计了锁紧解锁段，辅助导向段，过渡段，主导向段组成，锁紧解锁段实现对释放装置的锁紧和释放，辅助导向段提供释放装置内部的导向，过渡段用于过渡辅助导向段至主导向段，主导向段在作动销的作动过程中始终保持一部分在释放装置内一部分在壳体1内运动，起主要导向作用，辅助导向段，过渡段，主导向段的横截面积依次增大，便于作动销在壳体内外的移动，保证作动销作动的流畅性，主导向段横截面为矩形，导向稳定和可靠。

3、本发明提供的双电机驱动作动拔销器，通过联轴器压块、电机压块的设计，可以保证齿轮和齿条运动的稳定性，准确性，保证齿轮轴具有足够的刚性。

4、本发明提供的双电机驱动作动拔销器，前板内板面开设有用于齿轮、齿轮轴和联轴器放置的第一安装槽，前板内板面还设有分设第一安装槽两侧的第二安装槽，第一安装槽两端与第二安装槽贯通；前板内板面还开设有前限位开关安装槽；第一安装槽和第二安装槽的设计，方便电机、齿轮轴、联轴器等的安装固定，方便布线，前限位开关安装槽方便前限位开关的安装固定；有助于整个体积的缩小，获得尺寸小、结构简单的双电机驱动作动拔销器，同时第一安装槽、第二安装槽和前限位开关安装槽也有助于降低前板的重量，获得重量轻的双电机驱动作动拔销器。

5、本发明提供的双电机驱动作动拔销器，后板上设有观察孔，方便对动作进行观察。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明中所述双电机驱动作动拔销器的结构示意图（前视立体图）；

图2为本发明中所述双电机驱动作动拔销器的结构示意图（后视立体图）；

图3为本发明中所述双电机驱动作动拔销器的结构示意图（内部结构图）；

图4为本发明中所述双电机驱动作动拔销器的结构示意图（内部结构图）；

图5为本发明中所述双电机驱动作动拔销器的结构示意图（前板结构图）；

图6为本发明所述作动销与齿条配合结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；101、前板；102、侧板；103、后板；104、顶板；105、底板；1011、连接孔；1012、第一安装槽；1013、第二安装槽；1014、前限位开关安装槽；1021、观察孔；2、作动销；201、锁紧解锁段；202、辅助导向段；203、过渡段；204、主导向段；3、齿条；4、齿轮；5、齿轮轴；6、联轴器；7、电机；8、延伸板；9、前限位开关；10、后限位开关；11、联轴器压块；12、电机压块；13、接线端子；14、限位开关压块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供的一种双电机驱动作动拔销器，包括壳体1，壳体1一端面穿装有作动销2，位于壳体1内部作动销2的顶部设有齿条3，齿条3啮合有齿轮4，齿轮4两侧的齿轮轴分别通过联轴器6与对应的电机7的转轴连接，各电机7与壳体1固接；位于壳体1内的作动销2底部设有向下延伸的延伸板8，延伸板8的前端面和后端面分别间隔设有前限位开关9和后限位开关10，前限位开关9和后限位开关10分别固定于壳体1上；壳体1外设有用于与箭体控制系统电连接的接线端子13，前限位开关9、后限位开关10和电机7均与接线端子电连接。

本发明提供的双电机驱动作动拔销器，采用两个完全冗余设置电机7驱动齿轮4，齿轮4带动齿条3做直线运动，进而使得作动销2做直线运动，实现作动销2的作动和复位，可以保证作动和复位的可靠性和准确度；再有，前限位开关9和后限位开关10的冗余设置，可以实现对电机7的控制，进而实现作动销2的作动和复位，壳体1外设有用于与箭体控制系统电连接的接线端子13，前限位开关9、后限位开关10和电机7均与接线端子电连接，从而使得箭体控制系统对电机进行控制；采用齿轮齿条机构作为传动机构，结构简单，动作迅速，稳定性好，可靠性高，可以小尺寸制备，重量轻、使用维护方便、解锁速度快、工作可靠性高、可重复测试的，可应用于非火工解锁的星箭连接、分离装置。

具体地，作动过程，将接线端子13与箭体控制系统电连接，箭体控制系统控制电机7顺时针转动，带动作动销2向壳体1内部移动，当延伸板8触发后限位开关10时，箭体控制系统控制电机7停止转动，完成作动；

复位过程，箭体控制系统控制电机7逆时针转动，带动作动销2向壳体1外部移动，当延伸板8触发前限位开关9时，箭体控制系统控制电机7停止转动，完成复位。

如图2所示，本实施例的壳体1外设有互为冗余的两个接线端子，前限位开关9包括两个互为冗余前限位开关单元，后限位开关10包括两个互为冗余的后限位开关单元；两电机、两前限位开关单元和两后限位开关单元分别与对应的接线端子电连接；互为冗余的设计，可以保证动作的可靠性，避免由于部件损坏，无法正常使用。

具体地，本发明的齿轮4包括主体，主体上穿装有齿轮轴，主体与齿轮轴一体成型，或者主体与齿轮轴焊接于一体。

如图3所示，本实施例的作动销2包括依次连接的锁紧解锁段201，辅助导向段202，过渡段203，主导向段204组成；锁紧解锁段201，辅助导向段202，过渡段203，主导向段204的横截面积依次增大；主导向段204横截面为矩形。

本发明通过对作动销2的设计，设计了锁紧解锁段201，辅助导向段202，过渡段203，主导向段204组成，锁紧解锁段201实现对释放装置的锁紧和释放，辅助导向段202提供释放装置内部的导向，过渡段203用于过渡辅助导向段至主导向段204，主导向段204在作动销的作动过程中始终保持一部分在释放装置内一部分在壳体1内运动，起主要导向作用，辅助导向段202，过渡段203，主导向段204的横截面积依次增大，便于作动销2在壳体1内外的移动，保证作动销2作动的流畅性，主导向段204横截面为矩形，导向稳定和可靠。

作动销2可以根据要求进行适应性调整，可以去掉过渡段203，调整锁紧解锁段1与辅助导向段2的径向尺寸保持一致。

如图3所示，本实施例的主导向段204上端面设有齿条安装凹槽，齿条安装凹槽一侧端贯通主导向段204的背面，齿条安装凹槽内嵌入固接有齿条3。

本发明的主导向段204上端面设有齿条安装凹槽，齿条安装凹槽一侧端贯通主导向段204的背面，齿条安装凹槽内嵌入固接有齿条3。

本发明的齿条3与齿条安装凹槽胶接于一体，齿条3通过胶接的固定方式固定于齿条安装凹槽内，胶接的方式可以使得齿条的侧面与齿条安装凹槽侧面过渡配合，底面胶接，保证连接强度、刚度，齿条与作动销可以采用不同的材料，分开制造后装配，损坏后，方便更换，节约成本。

进一步地，如图6所示，为了保证齿条3的进一步稳固，主导向段204的侧端设有贯通齿条安装凹槽的连接螺孔15, 齿条3侧壁上设有与连接螺孔15对应的齿条螺孔，螺杆依次穿装连接螺孔15和齿条螺孔，使得齿条3与齿条安装凹槽固定于一体。

如图2所示，本实施例的各联轴器6通过联轴器压块11固定于壳体1内壁上；各电机7通过电机压块12与壳体1连接；后限位开关10通过后限位开关压块14与壳体1连接。

本发明通过联轴器压块11、电机压块12的设计，可以保证齿轮和齿条运动的稳定性，准确性，保证齿轮轴5具有足够的刚性。

如图1、图2所示，本实施例的壳体1包括前板101、与前板101两侧可拆卸连接的侧板102，将两侧板102连接的后板103，前板101、侧板102和后板103围设成方框，还包括与方框顶部和底板分别可拆卸连接的顶板104和底板105。

本发明通过壳体1的分体设计，即包括前板101、与前板101两侧可拆卸连接的侧板102，将两侧板102连接的后板103，前板101、侧板102和后板103围设成方框，还包括与方框顶部和底板分别可拆卸连接的顶板104和底板105，可单独装配、方便拆卸和组装，前板101的厚度大于侧板、后板103、顶板104和底板105的厚度，前板101厚度为≥电机半径，根据不同的工况可适当加厚、减薄，并可根据需要做去除部分材料的减重处理。

前板101、侧板102、后板103、顶板104和底板105通过螺栓可拆卸连接。

本发明限位开关压块14与后板103的连接，实现了后限位开关10的稳固。

如图5所示，本实施例的前板101上周向设有用于分离装置连接的多个连接孔1011和主导向段穿装孔106, 多个连接孔1011沿主导向段穿装孔106周向间隔布设；后板103上设有观察孔1021，方便对动作进行观察。

如图4所示，本实施例的前板101内板面开设有用于齿轮、齿轮轴和联轴器放置的第一安装槽1012，前板101内板面还设有分设第一安装槽1012两侧的第二安装槽1013，第一安装槽1012两端与第二安装槽1013贯通；前板101内板面还开设有前限位开关安装槽1014；第一安装槽1012和第二安装槽1013的设计，方便电机7、齿轮轴5、联轴器6等的安装固定，方便布线，前限位开关安装槽1014方便前限位开关的安装固定，有助于整个体积的缩小，获得尺寸小、结构简单的双电机驱动作动拔销器，同时第一安装槽1012、第二安装槽1013和前限位开关安装槽1014也有助于降低前板101的重量，获得重量轻的双电机驱动作动拔销器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双电机驱动作动拔销器，其特征在于：包括壳体（1），壳体（1）一端面穿装有作动销（2），位于壳体（1）内部作动销（2）的顶部设有齿条（3），齿条（3）啮合有齿轮（4），齿轮（4）两侧的齿轮轴（5）分别通过联轴器（6）与对应的电机（7）的转轴连接，各电机（7）与壳体（1）固接；

位于壳体（1）内的作动销（2）底部设有向下延伸的延伸板（8），延伸板（8）的前端面和后端面分别间隔设有前限位开关（9）和后限位开关（10），前限位开关（9）和后限位开关（10）分别固定于壳体（1）上；

壳体（1）外设有用于与箭体控制系统电连接的接线端子（13），前限位开关（9）、后限位开关（10）和电机（7）均与接线端子电连接。

2.根据权利要求1所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：壳体（1）外设有互为冗余的两个接线端子，前限位开关（9）包括两个互为冗余前限位开关单元，后限位开关（10）包括两个互为冗余的后限位开关单元；两电机、两前限位开关单元和两后限位开关单元分别与对应的接线端子电连接。

3.根据权利要求1所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：作动销（2）包括依次连接的锁紧解锁段（201），辅助导向段（202），过渡段（203），主导向段（204）组成；锁紧解锁段（201），辅助导向段（202），过渡段（203），主导向段（204）的横截面积依次增大。

4.根据权利要求3所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：主导向段（204）横截面为矩形。

5.根据权利要求4所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：主导向段（204）上端面设有齿条安装凹槽，齿条安装凹槽一侧端贯通主导向段（204）的背面，齿条安装凹槽内嵌入固接有齿条（3）。

6.根据权利要求5所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：齿条（3）与齿条安装凹槽胶接于一体。

7.根据权利要求1所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：各联轴器（6）通过联轴器压块（11）固定于壳体（1）内壁上；各电机（7）通过电机压块（12）与壳体（1）连接；后限位开关（10）通过后限位开关压块（14）与壳体（1）连接。

8.根据权利要求1所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：壳体（1）包括前板（101）、与前板（101）两侧可拆卸连接的侧板（102），将两侧板（102）连接的后板（103），前板（101）、侧板（102）和后板（103）围设成方框，还包括与方框顶部和底板分别可拆卸连接的顶板（104）和底板（105）。

9.根据权利要求8所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：前板（101）上周向设有用于分离装置连接的多个连接孔（1011）和主导向段穿装孔（106）, 多个连接孔（1011）沿主导向段穿装孔（106）周向间隔布设；后板（103）上设有观察孔（1021）。

10.根据权利要求1所述的双电机驱动作动拔销器，其特征在于：前板（101）内板面开设有用于齿轮、齿轮轴和联轴器放置的第一安装槽（1012），前板（101）内板面还设有分设第一安装槽（1012）两侧的第二安装槽（1013），第一安装槽（1012）两端与第二安装槽（1013）贯通；

前板（101）内板面还开设有前限位开关安装槽（1014）。