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  • 一種被動式空間鎖緊釋放裝置的制作方法

    文檔序號:26100830發布日期:2021-07-30 18:11
    一種被動式空間鎖緊釋放裝置的制作方法

    本發明屬于航空航天飛行器技術領域,涉及一種空間鎖緊釋放裝置。



    背景技術:

    各艙段在軌組件或艙外試驗均需使用艙外機械臂產品實現,而艙外機械臂產品在艙體發射段均需采用各種各樣的壓緊機構將其壓緊在艙體上,一方面保證各艙段的外包絡尺寸盡量小,不超過運載火箭整流罩包絡;另一方面,壓緊可靠的產品才可克服發射段火箭帶來的各種嚴酷力學條件,保證產品發射過程中不損壞。艙段隨火箭入軌后,機械臂等各種艙外機構類產品均需自動釋放,并運動到指定位置完成后續任務。目前自動釋放的產品主要有爆炸螺栓、分離螺母、火工包帶、火工切割器等成熟方案與產品。但是現有產品均為一次性動作產品,無法滿足地面多次試驗驗證工作需求。



    技術實現要素:

    本發明所要解決的技術問題是:本發明提供一種被動式空間鎖緊釋放裝置,該裝置用于鎖緊與釋放固定在艙體外壁的空間機械臂,保證該艙外機械臂發射段克服運載帶來的力學環境載荷,保護空間機械臂發射段不發生損壞,入軌后配合被鎖緊產品動作,以電動解鎖作為主份釋放方案,以火工品自動解鎖釋放作為備份釋放方案。

    本發明所采用的技術方案如下:一種被動式空間鎖緊釋放裝置,包括殼體、鎖鉤組件、滑動銷、壓板、操作桿、端蓋、包帶組件、底罩、拉簧組件;

    殼體包括法蘭盤和法蘭盤中心凸起的圓筒部分;在圓筒部分外側沿周向均布用于安裝鎖鉤的溝槽,每個溝槽內均安裝一組鎖鉤組件;

    圓筒部分的側壁上從端口開始沿縱向對稱設置若干壓板滑槽,鎖鉤組件的鎖鉤一端端部設置腰形孔,腰形孔內安裝滑動銷,壓板通過滑動銷與鎖鉤連接,各壓板在壓板滑槽中滑動,形成柱銷運動副;鎖鉤另一端從殼體的法蘭盤上開設的鎖鉤行程槽伸出,通過鉤狀結構將被壓設備壓緊在殼體上;端蓋固定安裝在圓筒部分的端口,各壓板通過拉簧組件與端蓋連接;

    若干操作桿沿周向均勻分布在包帶組件上;包帶組件套在鎖鉤組件外,包帶結構上設置爆炸螺栓,通過爆炸螺栓實現解鎖;底罩安裝在殼體上,罩住包帶組件及鎖鉤組件,底罩側壁上沿縱向開有操作桿活動槽,操作桿從操作桿活動槽伸出。

    鎖鉤組件包括鎖鉤銷、鎖鉤、扭簧柱、扭簧;殼體的圓筒部分外的溝槽內均扭簧柱、扭簧、鎖鉤與鎖鉤銷,扭簧套裝在扭簧柱上;鎖鉤通過鎖鉤銷安裝在殼體外側溝槽內,與殼體組成鉸鏈機構;扭簧安裝柄安裝在鎖鉤中部與殼體的圓筒部分之間,保持預緊力。

    拉簧組件包括拉簧、拉簧固定銷與拉簧固定板;各壓板上均安裝有拉簧固定板,拉簧兩端通過拉簧固定銷分別與拉簧固定板與端蓋連接,拉簧保持預緊力。

    包帶組件包括包帶銷、中間桿、連接桿、安裝桿、爆炸螺栓;中間桿一端通過包帶銷與連接桿組成鉸鏈機構,另外一端通過包帶銷與安裝桿組成鉸鏈機構,連接桿與安裝桿之間分別由爆炸螺栓首尾連接,組成封閉的包帶結構。

    手動解鎖時,手動將各鎖鉤向內側按壓,鎖鉤向內側翻轉運動,并帶動壓板沿壓板滑槽向殼體的法蘭盤方向運動,同時利用操作桿將包帶組件向端蓋方向拉動,使包帶組件脫離鎖鉤外側平面;釋放鎖鉤后,鎖鉤在扭簧作用下向外翻轉,壓板在鎖鉤和拉簧共同作用下向端蓋方向運動,使得鎖鉤進一步外翻,完成手動解鎖動作。

    手動恢復時,手動將鎖鉤向內側按壓,鎖鉤向內側翻轉運動,并帶動壓板向殼體的法蘭盤方向運動,同時利用操作桿將包帶組件向殼體的法蘭盤方向拉動到規定位置,使包帶組件與各鎖鉤外側平面接觸后放開鎖鉤,鎖鉤在扭簧與拉簧作用下向外翻轉,壓板在拉簧作用下向端蓋方向運動,使得鎖鉤壓緊在包帶組件上。

    火工起爆時,連接桿與安裝桿之間連接被解除,在包帶預緊力與鎖鉤翻轉力作用下,連接桿、中間桿與安裝桿向外側運動,鎖鉤在扭簧與拉簧作用下向外翻轉,釋放被鎖鉤壓緊的裝置。

    本發明與現有技術相比的有益效果如下:

    (1)本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置具有地面手動重復鎖緊與釋放功能、火工自動釋放功能,配合被鎖緊的空間機械臂,具有電動鎖緊與解鎖功能。

    (2)現有用于空間分離的成熟方案與產品有爆炸螺栓、分離螺母、火工包帶、火工切割器等,均為一次性動作產品,無法滿足地面多次試驗驗證工作需求。本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置提出爆炸螺栓與連桿機構高度集成,實現爆炸螺栓、扭簧、拉簧控制鎖鉤聯動功能。解決現有一次性工作帶來地面試驗驗證難以實現的問題。

    (3)本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置技術特點為鎖緊與解鎖方式多、手動操作簡單、機構集成度高、多重備份、解鎖釋放動作可靠等。本發明采用火工與機構相結合的方案,配合被鎖緊件的主動動作,本發明具有電動解鎖與釋放、手動解鎖與釋放、雙火工品互為備份的一次性火工釋放的功能。具有鎖緊與解鎖方式多、手動操作簡單、機構集成度高、多重備份、解鎖釋放動作可靠等特點。

    附圖說明

    圖1為本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置布局與結構組成示意圖;

    圖2為本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置鎖鉤鎖緊與解鎖原理示意圖;

    圖3是本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置包帶組件原理示意圖。

    具體實施方式

    下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。應該理解,這些實施例僅用于說明本發明,而不用于限定本發明的保護范圍。在實際應用中本領域技術人員根據本發明做出的改進和調整,仍屬于本發明的保護范圍。

    為了更好的說明本發明,下方結合附圖對本發明進行詳細的描述。

    如圖1所示,本發明的一種被動式空間鎖緊釋放裝置包括殼體1、鎖鉤銷2、滑動銷3、鎖鉤4、壓板5、操作桿6、端蓋7、包帶銷8、中間桿9、連接桿10、扭簧柱11、安裝桿12、爆炸螺栓13、扭簧14、底罩15、拉簧16、拉簧固定銷17與拉簧固定板18。

    殼體1包括法蘭盤和法蘭盤中心凸起的圓筒部分;在圓筒部分外側沿周向以90°夾角均布4個用于安裝鎖鉤4的溝槽,每個溝槽內均安裝扭簧柱11、扭簧14、鎖鉤4與鎖鉤銷2,扭簧14套裝在扭簧柱11上,扭簧柱11位于溝槽內靠近法蘭盤的一側;鎖鉤4通過鎖鉤銷2安裝在殼體1外側溝槽內,與殼體1組成鉸鏈機構,鎖鉤銷2位于溝槽內靠近圓筒部分的端口一側,扭簧安裝柄安裝在鎖鉤4中部與殼體1之間,保持一定的預緊力。圓筒部分沿縱向對稱設置若干條壓板滑槽,鎖鉤4一端端部設置腰形槽,腰形孔內安裝滑動銷3,壓板5通過滑動銷3與鎖鉤4連接,壓板5在壓板滑槽中上下運動,形成柱銷運動副。壓板5上安裝有拉簧固定板18,拉簧固定板18上安裝拉簧固定銷17,端蓋7固定安裝在圓筒部分的端部,端蓋7內側安裝拉簧固定銷17,拉簧固定板18與端蓋7之間安裝4個拉簧16,拉簧16保持一定的預緊力。

    中間桿9一端通過包帶銷8與連接桿10組成鉸鏈機構,另外一端通過包帶銷8與安裝桿12組成鉸鏈機構,連接桿10與安裝桿12之間由爆炸螺栓13首尾連接,從而組成一條封閉的包帶組件,3個操作桿6分別安裝在2個安裝桿12與中間桿9上。包帶組件套在鎖鉤4外;底罩15安裝在殼體1上,為剛性連接,底罩15側壁上沿縱向開有操作桿活動槽,操作桿6從操作桿活動槽伸出。

    鎖鉤4從殼體1的法蘭盤上開設的鎖鉤行程槽伸出,將被壓產品壓緊在殼體1上端面。

    如圖2所示,本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置鎖鉤鎖緊與解鎖原理示意圖。鎖鉤4與殼體1之間為鉸鏈機構,鎖鉤4可圍繞殼體1向內外側擺動,鎖鉤4底部與壓板5之間為柱銷運動副,壓板5的軸向直線運動通過柱銷副轉換為鎖鉤4向內外側擺動,因此在空載狀態下,鎖鉤4在扭簧14與拉簧16作用下受向外翻轉的力矩,從而將鎖鉤4壓在位于鎖鉤4外側的包帶組件上,保持包帶組件相對于殼體1的相對位置。手動解鎖時,手動將4個鎖鉤4向內側按壓,鎖鉤4向內側翻轉運動,并帶動壓板5沿壓板滑槽向殼體1的法蘭盤方向運動,同時利用操作桿6將包帶組件向端蓋7方向拉動,使其脫離鎖鉤4外側平面,手釋放4個鎖鉤4后,鎖鉤4在扭簧14作用下向外翻轉,壓板5在鎖鉤4和拉簧16共同作用下向端蓋7方向運動,使得鎖鉤4進一步外翻,完成手動解鎖動作。手動恢復時,手動將4個鎖鉤4向內側按壓,鎖鉤4向內側翻轉運動,并帶動壓板5向殼體1的法蘭盤方向運動,同時利用操作桿6將包帶組件向殼體1的法蘭盤方向拉動到規定位置,使其與4個鎖鉤4外側平面接觸后放開4個鎖鉤4,4個鎖鉤4在扭簧14與拉簧16作用下向外翻轉,壓板5在拉簧16作用下向端蓋7方向運動,壓緊在包帶組件上。

    4個鎖鉤4互為備份,其中2個鎖鉤4即可完成鎖緊工作。4個扭簧14與4個拉簧16互為備份,單在扭簧14作用、單在拉簧16作用或扭簧14、拉簧16同時作用,均可完成解鎖動作。若扭簧14與拉簧16同時故障,也可通過被鎖緊的空間機械臂錐頭推出,按壓壓板5使其到達解鎖位置。

    如圖3是本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置包帶組件原理示意圖。中間桿9一端與安裝桿12通過包帶銷8形成鉸鏈機構,另外一端與連接桿10通過包帶銷8形成鉸鏈機構,連接桿10與安裝桿12之間采用爆炸螺栓13連接,從而組成封閉的包帶組件,包帶組件的2段中間桿9中部壓緊在2個鎖鉤4上,2處連接桿10與安裝桿12連接位置用于壓緊另外2個鎖鉤4?;鸸て鸨瑫r,連接桿10與安裝桿12之間剛性連接被解除,在包帶預緊力與鎖鉤4翻轉力作用下,連接桿10、中間桿9與安裝桿12向外側運動,鎖鉤4在扭簧14與拉簧16作用下向外翻轉,釋放被壓緊的空間機械臂。

    包帶組件上的2個爆炸螺栓13互為備份,其中1個爆炸螺栓或2個爆炸螺栓同時起爆,均可解除鎖鉤4的外側約束。

    綜上,本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置提出爆炸螺栓與連桿機構高度集成,通過2個爆炸螺栓、4個扭簧、4個拉簧控制4個鎖鉤聯動功能。。本發明具有地面手動重復鎖緊與釋放功能、火工自動釋放功能,配合被鎖緊的空間機械臂,具有電動鎖緊與解鎖功能。

    因此本發明的被動式空間鎖緊釋放裝置技術特點為鎖緊與解鎖方式多、手動操作簡單、機構集成度高、多重備份、解鎖釋放動作可靠等。

    以上公開的本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節,也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然,根據本說明書的內容,可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例,是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用,從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。

    本發明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知技術。

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