CN207917187U - 电磁自解锁分离螺母及航天器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电磁自解锁分离螺母及航天器，涉及运载火箭分离、星箭分离等科技前沿技术领域，电磁自解锁分离螺母包括线圈、导磁件、衔铁、外壳、多个分瓣螺母以及多个解锁球；线圈用于在通电时驱动衔铁沿外壳的内壁的轴向方向向上运动；多个分瓣螺母依次抵接围设成环形；每个分瓣螺母对应至少一个解锁球；解锁球的一端与其中一个分瓣螺母的外壁抵接，另一端与衔铁的内壁抵接；衔铁的内壁上设置有用于容纳多个解锁球的至少一个环形凹槽；当衔铁与多个分瓣螺母产生相对运动，多个解锁球进入至环形凹槽中时，多个分瓣螺母分开。该装置的结构简单，且解锁球的设置能够改善解锁过程卡滞的问题，令分离螺母快速解锁，提高工作效率。

Description

电磁自解锁分离螺母及航天器

技术领域

本实用新型涉及运载火箭分离、星箭分离等科技前沿技术领域，尤其是涉及一种电磁自解锁分离螺母及航天器。

背景技术

分离螺母是一种轴向连接、径向解锁连接解锁装置，广泛应用于航天器上的部段连接及分离。分离螺母的原理主要为将一个完整螺母切割分瓣，采用箍套将分瓣螺母束紧，分离时，箍套与分瓣螺母发生相对移动，解除约束，分瓣螺母受力张开达到解锁目的。

目前，我国运载火箭及卫星用分离螺母主要以火工连接分离螺母解锁装置，这种装置能够能提供非常大的连接力，同时具有爆炸启动压力小，分离冲击相对小等优点。

但是，现有技术中的分离螺母的结构比较复杂且易发生卡滞无法解锁的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁自解锁分离螺母及航天器，以改善了现有技术中存在的分离螺母的结构比较复杂且易发生卡滞无法解锁的技术问题。

本实用新型提供的电磁自解锁分离螺母，包括线圈、导磁件、衔铁、外壳、多个分瓣螺母以及多个解锁球；线圈、导磁件、衔铁、多个分瓣螺母以及多个解锁球均设置在外壳的内部；导磁件套设在衔铁的外部；线圈围设在导磁件的外部；线圈用于在通电时驱动衔铁沿外壳的内壁的轴向方向向上运动；多个分瓣螺母依次抵接围设成环形；每个分瓣螺母对应至少一个解锁球；解锁球的一端与其中一个分瓣螺母的外壁抵接，另一端与衔铁的内壁抵接；衔铁的内壁上设置有用于容纳多个解锁球的至少一个环形凹槽；当衔铁与多个分瓣螺母产生相对运动，多个解锁球进入至环形凹槽中时，多个分瓣螺母分开。

进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括限位套；限位套设置在外壳的内部，且限位套与外壳固定连接；限位套套设在多个分瓣螺母的外部，且限位套与分瓣螺母之间存在空隙；限位套上设置有多个用于容纳多个解锁球的通孔，多个通孔与多个解锁球一一对应。

进一步的，通孔包括第一限位孔和第二限位孔；多个第一限位孔沿限位套的周向方向依次间隔设置，多个第二限位孔沿限位套的周向方向依次间隔设置，且多个第一限位孔与多个第二限位孔沿限位套的轴向方向间隔设置。

进一步的，通孔呈圆形；通孔的内壁与解锁球的外壁抵接。

进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括分离弹簧；分瓣螺母的内壁上设置有安装槽，当多个分瓣螺母依次抵接时，多个安装槽依次连接呈环状；分离弹簧设置在安装槽内，且分离弹簧沿分瓣螺母的周向方向环形设置。

进一步的，每个分瓣螺母的外壁上均设置有导向槽；导向槽沿分瓣螺母的轴向方向延伸，限位套的内壁上设置有与导向槽配合的导向凸起。

进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括上支撑垫和下支撑垫；上支撑垫和下支撑垫均设置在外壳的内部，且均与外壳固定连接；上支撑垫的下表面与分瓣螺母的上端面抵接；下支撑垫的上表面与分瓣螺母的下端面抵接。

进一步的，上支撑垫的下端面和下支撑垫的上端面均与水平面呈角度设置。

进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括限位螺栓和复位弹簧；限位螺栓的一端与外壳的固定连接，另一端与上支撑垫的上表面抵接；限位螺栓的外壁上套设有复位弹簧；复位弹簧的一端与外壳的内顶壁抵接，另一端与衔铁的上端面抵接。

进一步的，本实用新型还提供了一种航天器，航天器包括电磁自解锁分离螺母。

本实用新型提供的电磁自解锁分离螺母，在使用过程中，当多个分瓣螺母依次抵接围设成环形时，解锁球的两端分别与分瓣螺母的外壁以及衔铁的内壁抵接，给分瓣螺母一径向压力，令多个分瓣螺母始终依次抵接，保持环形状态，防止分瓣螺母与对接螺栓的螺纹间产生径向移动，实现分离螺母与对接螺栓的固定连接；当需要解锁时，线圈通电产生磁场，在磁场力的驱动下衔铁沿外壳的内壁的轴向方向向上运动；导磁件具有增强磁场力的作用，能够增强衔铁的磁场驱动力；衔铁与分瓣螺母产生相对运动时，环形凹槽与解锁球处于同一高度，解锁球滚动到环形凹槽中，从而释放对分瓣螺母的约束力，分瓣螺母与对接螺栓产生空隙，即完成解锁。

由上可知，本实施例提供的电磁自解锁分离螺母的结构简单，且解锁球的设置能够改善解锁过程卡滞的问题，令分离螺母快速解锁，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的电磁自解锁分离螺母的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的限位套的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的限位套和分瓣螺母配合的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的分瓣螺母的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的衔铁的结构示意图。

图标：1-线圈；2-导磁件；3-衔铁；4-外壳；5-分瓣螺母；6-解锁球；7-环形凹槽；8-限位套；9-通孔；10-分离弹簧；11-安装槽；12-导向槽；13-导向凸起；14-上支撑垫；15-下支撑垫；16-限位螺栓；17-复位弹簧；18-线圈骨架；19-密封凹槽；20-螺栓孔；91-第一限位孔；92-第二限位孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的电磁自解锁分离螺母的结构示意图；图2为图1中A-A方向的剖视图；如图1和图2所示，本实施例提供的电磁自解锁分离螺母，包括线圈1、导磁件2、衔铁3、外壳4、多个分瓣螺母5以及多个解锁球6；线圈1、导磁件2、衔铁3、多个分瓣螺母5以及多个解锁球6均设置在外壳4的内部；导磁件2套设在衔铁3的外部；线圈1围设在导磁件2的外部；线圈1用于在通电时驱动衔铁3沿外壳4的内壁的轴向方向向上运动；多个分瓣螺母5依次抵接围设成环形；每个分瓣螺母5对应至少一个解锁球6；解锁球6的一端与其中一个分瓣螺母5的外壁抵接，另一端与衔铁3的内壁抵接；衔铁3的内壁上设置有用于容纳多个解锁球6的至少一个环形凹槽7；当衔铁3与多个分瓣螺母5产生相对运动，多个解锁球6进入至环形凹槽7中时，多个分瓣螺母5分开。

其中，解锁球6可选用玻璃钢材质，外壳4可选用电工纯铁。

进一步的，分瓣螺母5的内壁上设置有内螺纹，当多个分瓣螺母5依次抵接围设成环形时，内螺纹与对接螺栓螺纹配合。

进一步的，解锁球6与分瓣螺母5的外壁以及衔铁3的内壁为过盈配合，当环形凹槽7与解锁球6处于同一高度时，解锁球6能够快速滚动到环形凹槽7中。

进一步的，当每个分瓣螺母5对应一个解锁球6时，衔铁3的内壁上只需设置一个环形凹槽7；当每个分瓣螺母5对应多个解锁球6时，衔铁3的内壁上应设置多个环形凹槽7。

进一步的，分瓣螺母5的外壁上可设置有导轨，导轨沿分瓣螺母5的轴向方向延伸。在使用过程中，当衔铁3与多个分瓣螺母5产生相对运动，多个解锁球6沿导轨运动并进入至凹槽中。导轨的设置能够对解锁球6起到导向作用，令解锁球6沿导轨方向滚动，尽快进入到环形凹槽7中，不产生卡滞。

进一步的，线圈1的外围可设置有线圈骨架18，线圈骨架18能够起到支撑线圈1，防止线圈1变形的作用。

本实施例提供的电磁自解锁分离螺母，在使用过程中，当多个分瓣螺母5依次抵接围设成环形时，解锁球6的两端分别与分瓣螺母5的外壁以及衔铁3的内壁抵接，给分瓣螺母5一径向压力，令多个分瓣螺母5始终依次抵接，保持环形状态，防止分瓣螺母5与对接螺栓的螺纹间产生径向移动，实现分离螺母与对接螺栓的固定连接；当需要解锁时，线圈1通电产生磁场，在磁场力的驱动下衔铁3沿外壳4的内壁的轴向方向向上运动；导磁件2具有增强磁场力的作用，可以增强衔铁3的磁场驱动力；衔铁3与分瓣螺母5产生相对运动时，环形凹槽7与解锁球6处于同一高度，解锁球6滚动到环形凹槽7中，从而释放对分瓣螺母5的约束力，分瓣螺母5与对接螺栓产生空隙，即完成解锁。

由上可知，本实施例提供的电磁自解锁分离螺母的结构简单，且解锁球6的设置能够改善解锁过程卡滞的问题，令分离螺母快速解锁，提高工作效率。

图3为本实用新型实施例提供的限位套的结构示意图；如图2和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括限位套8；限位套8设置在外壳4的内部，且限位套8与外壳4固定连接；限位套8套设在多个分瓣螺母5的外部，且限位套8与分瓣螺母5之间存在空隙；限位套8上设置有多个用于容纳多个解锁球6的通孔9，多个通孔9与多个解锁球6一一对应。

其中，限位套8应设置成环形。

进一步的，限位套8可以与外壳4螺纹连接。

本实施例中，电磁自解锁分离螺母还包括限位套8。在使用过程中，解锁球6穿设在通孔9中，且解锁球6的两端分别与分瓣螺母5的外壁以及衔铁3的内壁抵接。当衔铁3与分瓣螺母5产生相对运动时，解锁球6在通孔9中滚动，当环形凹槽7移动到通孔9处时，解锁球6的部分陷入至环形凹槽7中，从而释放对分瓣螺母5的约束力；由于限位套8与分瓣螺母5之间存在空隙，分瓣螺母5解除约束力后朝靠近限位套8的方向移动，与螺栓产生空隙，即完成解锁。限位套8的设置能够对解锁球6起到限位作用，保证解锁球6在滚动的过程中不会产生偏移，当环形凹槽7移动到通孔9处时，解锁球65能够快速进入至环形凹槽7中。

如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，通孔9包括第一限位孔91和第二限位孔92；多个第一限位孔91沿限位套8的周向方向依次间隔设置，多个第二限位孔92沿限位套8的周向方向依次间隔设置，且多个第一限位孔91与多个第二限位孔92沿限位套8的轴向方向间隔设置。

其中，根据实际应用情况，通孔9还可以包括多个第三限位孔、多个第四限位孔等多排限位孔。

本实施例中，通孔9包括第一限位孔91和第二限位孔92。在使用过程中，每个第一限位孔91和第二限位孔92均对应一个解锁球6，这样能够增加分瓣螺母5的受到解锁球6的约束力，且受力更加均匀，从而提高电磁自解锁分离螺母与对接螺栓连接的稳定性。

如图1和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，通孔9呈圆形；通孔9的内壁与解锁球6的外壁抵接。

其中，通孔9的大小与解锁球6的大小匹配。

本实施例中，通孔9呈圆形，这样能够更好的起到限位的作用，保证解锁球6快速滚动不卡滞。

图4为本实用新型实施例提供的限位套和分瓣螺母配合的结构示意图；如图2和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括分离弹簧10；分瓣螺母5的内壁上设置有安装槽11，当多个分瓣螺母5依次抵接时，多个安装槽11依次连接呈环状；分离弹簧10设置在安装槽11内，且分离弹簧10沿分瓣螺母5的周向方向环形设置。

其中，沿分瓣螺母5的内壁的轴向方向可设置有多个安装槽11，分离弹簧10可以为多个。这样能够进一步增加分瓣螺母5径向分离力。

本实施例中，电磁自解锁分离螺母还包括分离弹簧10。在使用过程中，当分瓣螺母5解锁时，分离弹簧10能够增加分瓣螺母5的径向分离力，令多个分瓣螺母5快速弹开，从而加快与外部螺纹分离的速度。

图5为本实用新型实施例提供的分瓣螺母的结构示意图；如图3、图4以及图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，每个分瓣螺母5的外壁上均设置有导向槽12；导向槽12沿分瓣螺母5的轴向方向延伸，限位套8的内壁上设置有与导向槽12配合的导向凸起13。

本实施例中，在将分瓣螺母5安装进限位套8的过程中，导向凸起13在导向槽12中滑动，起到导向作用。另外，在使用过程中，导向凸起13和导向槽12能够保证分瓣螺母5不产生转动，起到限位的作用。

图6为本实用新型实施例提供的衔铁的结构示意图；如图2和图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括上支撑垫14和下支撑垫15；上支撑垫14和下支撑垫15均设置在外壳4的内部，且均与外壳4固定连接；上支撑垫14的下表面与分瓣螺母5的上端面抵接；下支撑垫15的上表面与分瓣螺母5的下端面抵接。

其中，下支撑垫15可以与外壳4螺纹连接。

进一步的，限位套8可通过与上支撑垫14和下支撑垫15固定连接，从而与外壳4固定连接。

进一步的，上支撑垫14的外壁上可设置有用于放置密封圈的密封凹槽19。

本实施例中，电磁自解锁分离螺母还包括上支撑垫14和下支撑垫15。在使用过程中，上支撑垫14和下支撑垫15能够限制分瓣螺母5的移动范围，起到限位的作用。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，上支撑垫14的下端面和下支撑垫15的上端面与水平面呈角度设置。

其中，分瓣螺母5的上端面和下端面应与上支撑垫14的下端面和下支撑垫15的上端面相配合，与水平面呈角度设置。

进一步的，多个分瓣螺母5的形状相同，这样能够提高装置的互换性。

本实施例中，上支撑垫14的下端面和下支撑垫15的上端面与水平面呈角度设置。在使用过程中，分瓣螺母5分离时，分离弹簧10弹开，分瓣螺母5沿上支撑垫14的下端面和下支撑垫15的上端面倾斜滑动，这样能够防止产生转动和振颤，有效降低分离时的冲击，保证可靠性。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，电磁自解锁分离螺母还包括限位螺栓16和复位弹簧17；限位螺栓16的一端与外壳4的固定连接，另一端与上支撑垫14的上表面抵接；限位螺栓16的外壁上套设有复位弹簧17；复位弹簧17的一端与外壳4的内顶壁抵接，另一端与衔铁3的上端面抵接。

其中，外壳4的顶壁上可设置有与限位螺栓16配合的螺栓孔20。限位螺栓16与外壳4螺纹连接。

本实施例中，在使用过程中，当线圈1停止通电时，复位弹簧17的弹力推动衔铁3向下移动，环形凹槽7中的解锁球6的一端与衔铁3的内壁抵接，另一端与分瓣螺母5的外壁抵接，再次令多个分瓣螺母5合拢，实现装置的重复使用。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实用新型实施例还提供了一种航天器，航天器包括电磁自解锁分离螺母。

其中，航天器包括外接螺栓。外接螺栓与分瓣螺母5螺纹连接。

本实施例中，航天器具有和上述电磁自解锁分离螺母，其产生的效果与电磁自解锁分离螺母的效果相同，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电磁自解锁分离螺母，其特征在于，包括：线圈、导磁件、衔铁、外壳、多个分瓣螺母以及多个解锁球；

所述线圈、所述导磁件、所述衔铁、多个所述分瓣螺母以及多个所述解锁球均设置在所述外壳的内部；所述导磁件套设在所述衔铁的外部；所述线圈围设在所述导磁件的外部；所述线圈用于在通电时驱动所述衔铁沿所述外壳的内壁的轴向方向向上运动；

多个所述分瓣螺母依次抵接围设成环形；每个所述分瓣螺母对应至少一个所述解锁球；所述解锁球的一端与其中一个所述分瓣螺母的外壁抵接，另一端与所述衔铁的内壁抵接；

所述衔铁的内壁上设置有用于容纳多个所述解锁球的至少一个环形凹槽；当所述衔铁与多个所述分瓣螺母产生相对运动，多个所述解锁球进入至所述环形凹槽中时，多个所述分瓣螺母分开。

2.根据权利要求1所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，还包括限位套；

所述限位套设置在所述外壳的内部，且所述限位套与所述外壳固定连接；所述限位套套设在多个所述分瓣螺母的外部，且所述限位套与所述分瓣螺母之间存在空隙；所述限位套上设置有多个用于容纳多个所述解锁球的通孔，多个所述通孔与多个所述解锁球一一对应。

3.根据权利要求2所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，所述通孔包括第一限位孔和第二限位孔；

多个所述第一限位孔沿所述限位套的周向方向依次间隔设置，多个所述第二限位孔沿所述限位套的周向方向依次间隔设置，且多个所述第一限位孔与多个所述第二限位孔沿所述限位套的轴向方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，所述通孔呈圆形；

所述通孔的内壁与所述解锁球的外壁抵接。

5.根据权利要求1所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，还包括分离弹簧；

所述分瓣螺母的内壁上设置有安装槽，当多个所述分瓣螺母依次抵接时，多个所述安装槽依次连接呈环状；所述分离弹簧设置在所述安装槽内，且所述分离弹簧沿所述分瓣螺母的周向方向环形设置。

6.根据权利要求2所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，每个所述分瓣螺母的外壁上均设置有导向槽；

所述导向槽沿所述分瓣螺母的轴向方向延伸，所述限位套的内壁上设置有与所述导向槽配合的导向凸起。

7.根据权利要求5所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，还包括上支撑垫和下支撑垫；

所述上支撑垫和所述下支撑垫均设置在所述外壳的内部，且均与所述外壳固定连接；所述上支撑垫的下表面与所述分瓣螺母的上端面抵接；所述下支撑垫的上表面与所述分瓣螺母的下端面抵接。

8.根据权利要求7所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，所述上支撑垫的下端面和所述下支撑垫的上端面均与水平面呈角度设置。

9.根据权利要求7所述的电磁自解锁分离螺母，其特征在于，还包括限位螺栓和复位弹簧；

所述限位螺栓的一端与所述外壳的固定连接，另一端与所述上支撑垫的上表面抵接；

所述限位螺栓的外壁上套设有复位弹簧；所述复位弹簧的一端与所述外壳的内顶壁抵接，另一端与所述衔铁的上端面抵接。

10.一种航天器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电磁自解锁分离螺母。