CN220380379U - 一种运载火箭多重冗余的抱钳机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种运载火箭多重冗余的抱钳机构，包括支承托座；支承托座安装在发射架上，在支承托座的两侧分别设有与发射架连接的抱臂；所述抱臂包括上抱臂和下抱臂，上抱臂通过上电动推杆与下抱臂连接；所述下抱臂的一端连接有下电动推杆，另一端连接有底座；所述下电动推杆通过支撑座与发射架连接，底座与发射架连接。本实用新型针对目前抱钳机构单侧抱臂采用单电机或液压缸一套驱动系统方式，在单侧抱钳机构采用上下抱臂双电机冗余设计，实现抱钳机构对火箭解锁零故障；为星箭转场运输、起竖过程中提供可靠支承抱紧，以及临射前的安全防护，实现火箭抱紧、松开、打开等功能。

Description

一种运载火箭多重冗余的抱钳机构

技术领域

本实用新型涉及一种运载火箭多重冗余的抱钳机构，属于机械设计领域。

背景技术

传统上，箭体在发射架上水平运输和发射架载箭起竖时，抱钳机构需要对箭体抱紧，起到安全防护作用，而箭体起竖到发射台上后，未避免抱钳机构抱紧火箭使火箭处于受力状态拉伤箭体，需抱钳机构处于松开状态；临射前，需要先将抱钳机构打开对火箭解锁，再启动发射架后倒功能，后倒到一定角度后，火箭才开始点火，因此对抱钳机构抱紧、松开、打开功能冗余性技术有很高的要求。

目前运载火箭地面发射装备的抱钳机构大多采用单侧抱臂采用单电机或液压缸一套驱动系统，不具备冗余功能，当驱动系统发生失灵故障，使抱钳机构无法打开对火箭解锁，因这一故障的出现，需终止火箭的发射流程，待抱钳机构故障解决处于打开后，重新进入发射流程。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种运载火箭多重冗余的抱钳机构。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种运载火箭多重冗余的抱钳机构，包括支承托座；支承托座安装在发射架上，在支承托座的两侧分别设有与发射架连接的抱臂；所述抱臂包括上抱臂和下抱臂，上抱臂通过上电动推杆与下抱臂连接；所述下抱臂的一端连接有下电动推杆，另一端连接有底座；所述下电动推杆通过支撑座与发射架连接，底座与发射架连接。

所述抱钳对称设置。

所述上抱臂与下抱臂、上电动推杆形成回转铰接，下抱臂与上抱臂、上电动推杆、下电动推杆、底座形成回转铰接，上电动推杆与上抱臂、下抱臂形成回转铰接，下电动推杆与下抱臂、支撑座形成回转铰接。

所述上抱臂包括上臂，上臂的上端通过回转销连接有压块，形成回转铰接，上臂的下端通过调整板连接有感应销；所述压块的端面设有橡胶板，压块内设有抱紧感应装置。

所述下抱臂包括下臂，下臂的上端通过销轴与上臂连接，形成回转铰接，下臂的下端通过回转轴与底座连接，形成回转铰接；所述下臂的上端面还通过固定板连接有接近开关，接近开关的位置与感应销的位置相对应。

所述抱紧感应装置通过螺栓与压块连接，抱紧感应装置包括导向座和与导向座滑动连接的滑块，在导向座与滑块之间设有导向限位销；所述导向座的一端设有压力传感器，压力传感器与滑块之间设有弹簧。

所述支承托座包括上托座，上托座的下方设有升降机构，上方设有支撑橡胶垫；在升降机构的两侧分别设有与上托座连接的导向装置和限位座，限位座上设有接近开关。

所述上电动推杆包括上缸体，上缸体的一端连接有上丝杆，在上丝杆上套接有上保护套，上缸体的另一端连接有上电机；所述上丝杆通过销轴与上臂连接，上缸体的另一端通过销轴与下臂连接；

所述下电动推杆包括下缸体，下缸体的一端连接有下丝杆，在下丝杆上套接有下保护套，下缸体的另一端连接有下电机；所述下丝杆通过销轴与下臂连接，下缸体的另一端通过销轴与支撑座连接。

所述底座包括固定支座，固定支座的上端面通过安装座连接有行程开关，下面与发射架连接；在安装座的一侧设有回转轴，回转轴与下臂连接，形成回转铰接。

所述支撑座包括回转座，在回转座的上面设有回转轴，回转轴与下缸体连接。

本实用新型的有益效果在于：针对目前抱钳机构单侧抱臂采用单电机或液压缸一套驱动系统方式，在单侧抱钳机构采用上下抱臂双电机冗余设计，实现抱钳机构对火箭解锁零故障；为星箭转场运输、起竖过程中提供可靠支承抱紧，以及临射前的安全防护，实现火箭抱紧、松开、打开等功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明上抱臂打开的工况示意图；

图3为上抱臂故障情况下，下抱臂打开的工况示意图；

图4为本发明上抱臂的结构示意图；

图5为本发明下抱臂的结构示意图；

图6为本发明支承托座的结构示意图；

图7为本发明上电动推杆的结构示意图；

图8为本发明下电动推杆的结构示意图；

图9为本发明底座的结构示意图；

图10为本发明支撑座的结构示意图；

图11为本发明抱紧感应装置的结构示意图；

图中：1-上抱臂，11-上臂，12-压块，13-回转销，14-抱紧感应装置，141-导向座，142-滑块，143-导向限位销，144-弹簧，145-压力传感器，15-橡胶板，16-调整板，17-感应销，101-发射架，102-支承火箭，2-下抱臂，21-下臂，22-销轴，23-固定板，24-接近开关，3-支承托座，31-上托座，32-升降机构，33-导向装置，34-支撑橡胶垫，35-限位座，4-上电动推杆，41-上缸体，42-上电机，43-上丝杆，44-上保护套，5-下电动推杆，51-下缸体，52-下电机，53-下丝杆，54-下保护套，6-底座，61-固定支座，62-回转轴，63-安装座，64-行程开关，7-支撑座，71-回转座，72-回转轴。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

如图1～11所示，一种运载火箭多重冗余的抱钳机构，包括支承托座3；支承托座3安装在发射架101上，在支承托座3的两侧分别设有与发射架101连接的抱臂；所述抱臂包括上抱臂1和下抱臂2，上抱臂1通过上电动推杆4与下抱臂2连接；所述下抱臂2的一端连接有下电动推杆5，另一端连接有底座6；所述下电动推杆5通过支撑座7与发射架101连接，底座6与发射架101连接。

所述抱钳对称设置。

所述上抱臂1与下抱臂2、上电动推杆4形成回转铰接，下抱臂2与上抱臂1、上电动推杆4、下电动推杆5、底座6形成回转铰接，上电动推杆4与上抱臂1、下抱臂2形成回转铰接，下电动推杆5与下抱臂2、支撑座7形成回转铰接。

所述上抱臂1包括上臂11，上臂11的上端通过回转销13连接有压块12，形成回转铰接，上臂11的下端通过调整板16连接有感应销17；所述压块12的端面设有橡胶板15，压块12内设有抱紧感应装置14。

所述下抱臂2包括下臂21，下臂21的上端通过销轴22与上臂11连接，形成回转铰接，下臂21的下端通过回转轴62与底座6连接，形成回转铰接；所述下臂21的上端面还通过固定板23连接有接近开关24，接近开关24的位置与感应销17的位置相对应。

所述抱紧感应装置14通过螺栓与压块12连接，抱紧感应装置14包括导向座141和与导向座141滑动连接的滑块142，在导向座141与滑块142之间设有导向限位销143；所述导向座141的一端设有压力传感器145，压力传感器145与滑块142之间设有弹簧144。

所述支承托座3包括上托座31，上托座31的下方设有升降机构32，上方设有支撑橡胶垫34；在升降机构32的两侧分别设有与上托座31连接的导向装置33和限位座35，限位座35上设有接近开关24。

所述上电动推杆4包括上缸体41，上缸体41的一端连接有上丝杆43，在上丝杆43上套接有上保护套44，上缸体41的另一端连接有上电机42；所述上丝杆43通过销轴22与上臂11连接，上缸体41的另一端通过销轴22与下臂21连接；

所述下电动推杆5包括下缸体51，下缸体51的一端连接有下丝杆53，在下丝杆53上套接有下保护套54，下缸体51的另一端连接有下电机52；所述下丝杆53通过销轴22与下臂21连接，下缸体51的另一端通过销轴22与支撑座7连接。

所述底座6包括固定支座61，固定支座61的上端面通过安装座63连接有行程开关64，下面与发射架101连接；在安装座63的一侧设有回转轴62，回转轴62与下臂21连接，形成回转铰接。

所述支撑座7包括回转座71，在回转座71的上面设有回转轴72，回转轴72与下缸体51连接。

实施例2

支承托座3下端连接固定到发射架101上，上端承接支承火箭102。

具体的，通过启动升降机构32，使上托座31上下运动承接箭体，且为了保证上托座31上下升降灵活，设置了导向装置33。

进一步的，限位座35上布置有接近开关24，用以判断上托座31是否上升到位和下降到位。

进一步的，支撑橡胶垫34在与箭体接触时，可以起到缓冲作用，保护箭体。

实施例3

压块12与箭体接触时起到缓冲作用，保护箭体。

具体的，通过调整感应销17在安装板16上的位置，与接近开关24信号感应，判断上抱臂1抱紧、松开、打开动作状态。

具体的，通过调整接近开关24在固定板23上的位置，与上臂11上的感应销17信号感应，判断下抱臂2抱紧、松开、打开动作状态。

通过调整行程开关64感应反馈信号，控制下抱臂2关闭、打开动作。

实施例4

设置抱紧感应装置14是为了控制抱臂对火箭所施加的抱紧力，以便有效实现安全防护。

具体地，当抱臂逐渐靠近火箭并与火箭贴合时，滑块142在导向座141上滑动与压力传感器145接触感应，发出感应信号使电机停止转动，抱紧动作完成。

实施例5

启动上电动推杆4，上电机42带动上丝杆43转动，上电动推杆4上下伸缩，从而带动上抱臂1围绕下铰接支点转动。

具体的，上保护套44防止沙尘进入上丝杆43导致运动卡滞，采用接近开关24判定到位信号，即实现上抱臂1的抱紧、松开、打开动作。

启动下电动推杆5，下电机52带动下丝杆53转动，下电动推杆5上下伸缩，从而带动下抱臂2围绕下铰接支点转动。

具体的，下保护套54防止沙尘进入下丝杆53导致运动卡滞，采用行程开关64判定到位信号，即实现下抱臂2的关闭、打开动作。

实施例5

在箭体两侧采用上下抱臂双电机两套电动推杆驱动系统，且在电动推杆上保留手动操作接口，每套驱动系统均采用一个防爆电机带动丝杆螺旋副转动，抱钳机构左右两侧上抱臂的两套驱动系统作为常用装置，下抱臂的两套驱动系统作为备用装置，防爆电机带动丝杆转动，丝杆的转动分别带动两边的抱臂进行环抱运动，通过控制系统同步控制左右两侧上抱臂实现对箭体的抱紧、松开、打开功能，具备冗余设计。

实施例6

当上抱臂电动推杆电机或传感器出现故障时，启动下抱臂的两套驱动系统备用装置电机控制电源，电机经减速器带动丝杆螺旋副转动，使电动推杆上下伸缩，从而带动下抱臂围绕回转铰接点做往复转动，通过行程开关反馈信号，即实现上抱臂的打开或抱紧冗余功能动作。

当抱臂上、下电动推杆电机及传感器都出现故障时，可以通过棘轮扳手转动电动推杆上保留手动操作接口，使电动推杆上下伸缩带动抱臂围绕回转铰接点做往复转动，实现抱钳机构抱紧、松开、打开三重冗余功能，通过手动实现抱钳机构各项功能，不影响系统的工作流程。

实施例7

当发射架上抱钳机构需要回抱箭体时，驱动升降机构上升到中心高度零位，使支承托座上的支撑橡胶垫接触火箭表面，支承托座零位接近开关反馈感应信号，启动抱钳机构控制系统，使电动推杆丝杆伸出，驱动上抱臂使压块接触箭体，根据压块上抱紧感应装置的接近开关感应反馈抱紧信号，及时停止抱紧信号动作，避免抱紧力过大，造成箭体损坏。

综上所述，与现有的单侧抱臂采用单电机或液压缸一套驱动系统抱钳机构比较，本机构在单侧抱钳机构采用上下抱臂双电机冗余设计，优点在于：

1.采用桁架结构，分别在箭体两侧采用上下抱臂双电机两套电动推杆驱动系统，通过控制系统同步控制左右两侧上抱臂实现对箭体的抱紧、松开、打开功能，具备冗余设计。

2.在单侧抱臂采用上下抱臂双电机设计技术，使上抱臂对火箭抱紧、松开、打开功能，具备冗余性。

3.电动推杆上保留手动操作接口三重冗余设计，当单侧抱臂上、下电动推杆电机及传感器都出现故障时，可以通过棘轮扳手转动电动推杆上保留手动操作接口，使电动推杆上下伸缩带动抱臂围绕回转铰接点做往复转动，实现抱钳机构抱紧、松开、打开三重冗余功能，通过手动实现抱钳机构各项功能，不影响系统的工作流程。

4.为了保证支承托座上下升降灵活，支承托座在升降装置左右两侧设置了两个导向装置，支承托座上布置有接近开关，用以判断支承托座是否上升到位和下降到位。

5.采用感应接近开关、行程开关控制反馈信号，实现对火箭支撑、抱紧、松开、打开的精准控制，成本低，信号反馈可靠性高。

Claims (10)

1.一种运载火箭多重冗余的抱钳机构，包括支承托座(3)，其特征在于：支承托座(3)安装在发射架(101)上，在支承托座(3)的两侧分别设有与发射架(101)连接的抱臂；所述抱臂包括上抱臂(1)和下抱臂(2)，上抱臂(1)通过上电动推杆(4)与下抱臂(2)连接；所述下抱臂(2)的一端连接有下电动推杆(5)，另一端连接有底座(6)；所述下电动推杆(5)通过支撑座(7)与发射架(101)连接，底座(6)与发射架(101)连接。

2.如权利要求1所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述抱钳对称设置。

3.如权利要求1所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述上抱臂(1)与下抱臂(2)、上电动推杆(4)形成回转铰接，下抱臂(2)与上抱臂(1)、上电动推杆(4)、下电动推杆(5)、底座(6)形成回转铰接，上电动推杆(4)与上抱臂(1)、下抱臂(2)形成回转铰接，下电动推杆(5)与下抱臂(2)、支撑座(7)形成回转铰接。

4.如权利要求1所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述上抱臂(1)包括上臂(11)，上臂(11)的上端通过回转销(13)连接有压块(12)，形成回转铰接，上臂(11)的下端通过调整板(16)连接有感应销(17)；所述压块(12)的端面设有橡胶板(15)，压块(12)内设有抱紧感应装置(14)。

5.如权利要求4所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述下抱臂(2)包括下臂(21)，下臂(21)的上端通过销轴(22)与上臂(11)连接，形成回转铰接，下臂(21)的下端通过回转轴(62)与底座(6)连接，形成回转铰接；所述下臂(21)的上端面还通过固定板(23)连接有接近开关(24)，接近开关(24)的位置与感应销(17)的位置相对应。

6.如权利要求4所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述抱紧感应装置(14)通过螺栓与压块(12)连接，抱紧感应装置(14)包括导向座(141)和与导向座(141)滑动连接的滑块(142)，在导向座(141)与滑块(142)之间设有导向限位销(143)；所述导向座(141)的一端设有压力传感器(145)，压力传感器(145)与滑块(142)之间设有弹簧(144)。

7.如权利要求1所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述支承托座(3)包括上托座(31)，上托座(31)的下方设有升降机构(32)，上方设有支撑橡胶垫(34)；在升降机构(32)的两侧分别设有与上托座(31)连接的导向装置(33)和限位座(35)，限位座(35)上设有接近开关(24)。

8.如权利要求5所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述上电动推杆(4)包括上缸体(41)，上缸体(41)的一端连接有上丝杆(43)，在上丝杆(43)上套接有上保护套(44)，上缸体(41)的另一端连接有上电机(42)；所述上丝杆(43)通过销轴(22)与上臂(11)连接，上缸体(41)的另一端通过销轴(22)与下臂(21)连接；

所述下电动推杆(5)包括下缸体(51)，下缸体(51)的一端连接有下丝杆(53)，在下丝杆(53)上套接有下保护套(54)，下缸体(51)的另一端连接有下电机(52)；所述下丝杆(53)通过销轴(22)与下臂(21)连接，下缸体(51)的另一端通过销轴(22)与支撑座(7)连接。

9.如权利要求5所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述底座(6)包括固定支座(61)，固定支座(61)的上端面通过安装座(63)连接有行程开关(64)，下面与发射架(101)连接；

在安装座(63)的一侧设有回转轴(62)，回转轴(62)与下臂(21)连接，形成回转铰接。

10.如权利要求8所述的运载火箭多重冗余的抱钳机构，其特征在于：所述支撑座(7)包括回转座(71)，在回转座(71)的上面设有回转轴，回转轴与下缸体(51)连接。