CN103332303B - 一种分离插头脱拔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于分离插头（10）脱拔分离的装置，其由底座（1）、棘轮套筒（2）、中心枢轴（3）、紧固件（4）、平面蜗卷弹簧（5）、转轮（6）、拔销器（7）、钢丝绳（8）、收集管壳（9）组成。分离插头分离时拔销器（7）动作，完成拔销，平面蜗卷弹簧（5）的弹力推动转轮（6）旋转拉动钢丝绳（8），钢丝绳（8）作用于分离插头（10），使分离插头（10）解锁后撤，最终分离插头（10）被固定于收集管壳（9）内，完成分离插头（10）脱拔分离和收集。本装置实现了分离插头脱拔解锁、大行程回收和最终收集固定三种功能，具有工作裕度大、操作简便、适应性强、安全可靠等效果。

Description

一种分离插头脱拔装置

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别涉及一种分离插头或其它分离器件的脱拔设备，尤其是适用于空间飞行过程中分离插头脱拔的装置。

背景技术

随着航天技术的发展，特别是目前探月工程的需要，航天飞行器在任务周期内需要实现多器和多舱段分离，在这些分离过程中很重要的一个环节就是分离插头的分离，这种分离一般在失重条件下进行。在探月任务中，因保证分离安全空间的需要，分离插头分离后需要远离原位置。目前需要一种分离插头的脱拔装置，需要同时完成分离插头脱拔、分离后实现较长距离后撤、同时实现分离插头的收集三种功能。

目前，尚未发现同本发明创造类似的说明或报道，也尚未收集到国内外类似结构产品的资料。

发明内容

本发明提供一种分离插头脱拔装置，以同时实现分离插头脱拔、长距离后撤、分离插头最终收集三种功能。

本发明的技术方案如下：

一种分离插头脱拔装置，由以下部件组成：

底座，其包括一体成型的水平部、第一竖直部和第二竖直部，所述第一竖直部和第二竖直部位于所述水平部的上面，并且所述第一竖直部位于所述水平部的中部，所述第二竖直部位于所述水平部的一边缘；

拔销器，其固定连接于所述底座的第一竖直部和第二竖直部，并且所述拔销器设有一可回缩的销杆，所述销杆穿过并突出于所述底座的第一竖直部；

脱拔联动组件，所述脱拔联动组件固定于所述底座的第一竖直部，所述拔销器的销杆固定于所述脱拔联动组件，所述脱拔联动组件包括一力矩输出端；

钢丝绳，所述钢丝绳与所述脱拔联动组件的力矩输出端连接；

分离插头收集管壳，所述分离插头收集管壳固定连接于所述底座的第一竖直部，所述钢丝绳穿过所述分离插头收集管壳与分离插头连接；

其中，所述脱拔联动组件包括：

转轮，其固定于所述底座的第一竖直部，并且与所述拔销器位于相对侧，所述拔销器的销杆突出于所述底座的第一竖直部的部分与所述转轮连接，所述转轮进一步包括内侧和外侧，所述转轮外侧作为所述脱拔联动组件的力矩输出端与所述钢丝绳连接；

扭转弹性元件，其设置于所述转轮的内侧；

棘轮套筒和中心枢轴，所述棘轮套筒，套设在所述中心枢轴上并位于所述扭转弹性元件的中部，所述中心枢轴固定于所述底座的第一竖直部，并通过一紧固件固定，所述转轮、扭转弹性元件和棘轮套筒均以所述中心枢轴为中心轴；并且

所述棘轮套筒的圆周底面设有一限位槽，所述扭转弹性元件的一端设置在所述限位槽内，并对所述扭转弹性元件进行力矩加载，所述加载的力矩大小为保证所述钢丝绳将所述分离插头拉至所述分离插头收集管壳内，并留有剩余力矩保证分离插头位置固定；

所述棘轮套筒一端设有棘齿，所述中心枢轴在相应位置设有与所述棘齿配合的棘齿槽，所述棘齿的方向与所述扭转弹性元件加载的力矩释放的方向一致。采用棘轮形式施加扭转弹性元件的预紧力矩，可以实现多级预紧力加载，加载方便。

优选地，所述扭转弹性元件为平面蜗卷弹簧。采用平面蜗卷弹簧提供工作能量，可以通过改变棘轮套筒对其施加的预紧力矩大小来改变输出力，以适应不同输出力要求，而且平面蜗卷弹簧可以驱动转轮旋转多圈，能够适应不同钢丝绳的收集长度要求。

优选地，所述转轮的外侧设置有钢丝绳导向槽，所述钢丝绳设置于所述钢丝绳导向槽内。转轮设置导向槽，限制钢丝绳在转轮上的位置，保证运动平稳。

优选地所述第一竖直部沿所述水平部的边缘连接设有一侧边部，所述侧边部与所述水平部和所述第一竖直部均垂直，所述分离插头收集管壳通过一连接件连接于所述侧边部。

优选地，所述拔销器由火工提供能量，或压缩气体提供能量，或电磁提供能量，实现锁定和解锁。

优选地，该装置采用轻质材料制造，以尽量降低重量，提高飞行器整体效益。

优选地，该装置表面进行防腐处理。

优选地，该装置和各运动表面均涂覆固体润滑膜，以起到润滑的作用，同时适应空间环境。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明为适应航天飞行器分离过程中分离插头脱拔、长距离后撤、分离插头最终收集三种功能需要而研制，可实现多种型号分离插头脱拔需求，且能够快速安装，性能可调，适应性强，能达到工作裕度大、操作简便、适应性强、安全可靠等效果；

第二，本发明的分离插头脱拔装置中用于力矩加载的扭转弹性元件采用平面蜗卷弹簧，从而脱拔力可调，行程可调，脱拔工作裕度大，脱拔行程范围宽，适应性强；

第三，本发明的分离插头脱拔装置采用拔销器进行锁定和解锁，工作冲击较小，结构紧凑；

第四，本发明的分离插头脱拔装置采用棘轮加载预紧力矩的方式，操作简便可靠，施加的预紧力矩可测；

第五，本发明的分离插头脱拔装置零部件少，工作动作环节简单，结构紧凑，具有收集压紧功能，实现分离插头脱拔过程安全可靠。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明实施例的分离插头脱拔装置结构示意图；

图2是本发明实施例的分离插头脱拔装置旋转部分剖视图；

图3是本发明实施例的分离插头脱拔装置的棘轮套筒配合处结构示意图；

图4是本发明实施例的分离插头脱拔装置的平面蜗卷弹簧安装示意图；

图5是本发明实施例的分离插头脱拔装置安装环境示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

参见图1-图5，本实施例的分离插头脱拔装置，由以下部件组成：

底座（1），用于为其它各零件提供安装位置和支撑，其包括一体成型的水平部（11）、第一竖直部（12）和第二竖直部（13），其中第一竖直部（12）和第二竖直部（13）位于水平部（11）的上面，并且第一竖直部（12）位于水平部（11）的中部，第二竖直部（13）位于水平部（11）的一边缘；此外，第一竖直部（12）沿水平部（11）的边缘连接设有一侧边部（14），侧边部（14）与水平部（11）和第一竖直部（12）均垂直，参见图3；

拔销器（7），其固定连接于底座（1）的第一竖直部（12）和第二竖直部（13），并且拔销器（7）设有一可回缩的销杆（71），销杆（71）穿过并突出于底座（1）的第一竖直部（12），参见图2和图3；拔销器（7）由火工提供能量，或压缩气体提供能量，或电磁提供能量，以实现锁定和解锁；

脱拔联动组件，该脱拔联动组件固定于底座（1）的第一竖直部（12），拔销器（7）的销杆（71）固定于上述脱拔联动组件，该脱拔联动组件包括一力矩输出端；

钢丝绳（8），钢丝绳（8）与上述脱拔联动组件的力矩输出端连接；

分离插头收集管壳（9），分离插头收集管壳（9）固定连接于底座（1）的第一竖直部（12），具体为通过一连接件（91）固定连接于所述侧边部（14），钢丝绳（8）穿过分离插头收集管壳（9）与分离插头（10）连接，参见图1；

其中，上述脱拔联动组件具体包括：

转轮（6），其固定于底座（1）的第一竖直部（12），并且与拔销器（7）位于相对侧，拔销器（7）的销杆（71）突出于底座（1）的第一竖直部（12）的部分与转轮（6）连接，参见图2；转轮（6）进一步包括内侧和外侧，转轮（6）外侧作为脱拔联动组件的力矩输出端与钢丝绳（8）连接；

扭转弹性元件，其设置于转轮（6）的内侧；具体在本实施例中，扭转弹性元件选用平面蜗卷弹簧（5），其与转轮（6）通过螺钉固定连接；

棘轮套筒（2）和中心枢轴（3），其中棘轮套筒（2）套设在中心枢轴（3）上并位于平面蜗卷弹簧（5）的中部，中心枢轴（3）固定于底座（1）的第一竖直部（12），并通过一紧固件（4）固定，转轮（6）、平面蜗卷弹簧（5）和棘轮套筒（2）均以中心枢轴（3）为中心轴；并且

棘轮套筒（2）的圆周底面设有一限位槽（21），平面蜗卷弹簧（5）的一端设置在限位槽（21）内，参见图4，并对平面蜗卷弹簧（5）进行力矩加载，加载的力矩大小为保证钢丝绳（8）将分离插头（10）拉至分离插头收集管壳（9）内，并留有剩余力矩保证分离插头（10）位置固定；

参见图3，棘轮套筒（2）一端设有棘齿（22），中心枢轴（3）在相应位置设有与棘齿（22）配合的棘齿槽（31），棘齿（22）的方向与平面蜗卷弹簧（5）加载的力矩释放的方向一致。采用棘轮形式施加扭转弹性元件的预紧力矩,可以实现多级预紧力加载，加载方便。

优选在本实施例中，转轮（6）的外侧设置有钢丝绳导向槽（61），钢丝绳（8）设置于钢丝绳导向槽（61）内。转轮（6）上设置导向槽（61），限制钢丝绳（8）在转轮上的位置，保证运动平稳。

其中，底座（1）用于为其它各零件提供安装位置和支撑，棘轮套筒（2）用于平面蜗卷弹簧（5）安装和平面蜗卷弹簧（5）预紧力矩施加；中心枢轴（3）给棘轮套筒（2）和转轮（6）提供旋转中心轴，同时提供棘齿，保证能够施加力矩，中心枢轴（3）通过紧固件（4）与底座（1）连接安装，实现平面蜗卷弹簧（5）力矩加载；采用平面蜗卷弹簧提供工作能量，可以通过改变棘轮套筒对其施加的预紧力矩大小来改变输出力，以适应不同输出力要求，而且平面蜗卷弹簧可以驱动转轮（6）旋转多圈，能够适应不同钢丝绳的收集长度要求；拔销器（7）用于锁定和解锁；转轮（6）内侧与平面蜗卷弹簧（5）连接，外侧与钢丝绳（8）连接，用于将弹簧弹力传递至钢丝绳（8），将扭矩转换为钢丝绳（8）的拉力；钢丝绳（8）将转轮（6）旋转中的拉力传递给分离插头（10），实现分离插头（10）解锁和收集固定；拔销器（7）在接到分离信号前将转轮（6）与底座（1）锁定，在接到分离信号后拔销器（7）的销杆（71）回缩，转轮（6）解锁，在平面蜗卷弹簧（5）提供的扭力矩作用下转动，带动钢丝绳（8）拉动分离插头（10）解锁，并使分离插头（10）回缩至分离插头收集管壳（9）内，并留有剩余力矩保证分离插头（10）位置固定。

本分离插头脱拔装置使用时，将转轮（6）预先采用拔销器（7）上的销杆（71）锁紧，通过旋转棘轮套筒（2）的六方给平面蜗卷弹簧（5）施加预紧力矩，力矩可通过力矩扳手测试和施加，精确控制。通过施加不同预紧力矩可以实现不同输出力和收集行程。预紧力施加完成后，将钢丝绳（8）与分离插头（10）连接好。实现脱拔功能时拔销器（7）工作，平面蜗卷弹簧（5）驱动转轮（6）转动最终实现功能。

本发明装置选用轻质材料，以尽量降低重量，提高飞行器整体效益，产品表面进行防腐处理，运动表面涂覆固体润滑膜，起到润滑的作用，同时适应空间环境。

本发明装置可应用于多种型号飞行器进行飞行任务。

虽然本发明采用以上的优选实施例进行说明，但是应当理解，这并不意味着本发明将局限于该实施例。相反，本发明将包括可以包含在由所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有替代、变更和等同方案。

Claims (8)

1.一种分离插头脱拔装置，其特征在于，由以下部件组成：

底座，其包括一体成型的水平部、第一竖直部和第二竖直部，所述第一竖直部和第二竖直部位于所述水平部的上面，并且所述第一竖直部位于所述水平部的中部，所述第二竖直部位于所述水平部的一边缘；

拔销器，其固定于所述底座的第一竖直部和第二竖直部，并且所述拔销器设有一可回缩的销杆，所述销杆穿过并突出于所述底座的第一竖直部；

脱拔联动组件，所述脱拔联动组件固定于所述底座的第一竖直部，所述拔销器的销杆固定于所述脱拔联动组件，所述脱拔联动组件包括一力矩输出端；

钢丝绳，所述钢丝绳与所述脱拔联动组件的力矩输出端连接；

分离插头收集管壳，所述分离插头收集管壳固定连接于所述底座的第一竖直部，所述钢丝绳穿过所述分离插头收集管壳与分离插头连接；

其中，所述脱拔联动组件包括：

转轮，其固定于所述底座的第一竖直部，并且与所述拔销器位于相对侧，所述拔销器的销杆突出于所述底座的第一竖直部的部分与所述转轮连接，所述转轮进一步包括内侧和外侧，所述转轮外侧作为所述脱拔联动组件的力矩输出端与所述钢丝绳连接；

扭转弹性元件，其设置于所述转轮的内侧；

棘轮套筒和中心枢轴，所述棘轮套筒套设在所述中心枢轴上并位于所述扭转弹性元件的中部，所述中心枢轴固定于所述底座的第一竖直部，并通过一紧固件固定，所述转轮、扭转弹性元件和棘轮套筒均以所述中心枢轴为中心轴；并且

所述棘轮套筒的圆周底面设有一限位槽，所述扭转弹性元件的一端设置在所述限位槽内，并对所述扭转弹性元件进行力矩加载，所述加载的力矩大小为保证所述钢丝绳将所述分离插头拉至所述分离插头收集管壳内，并留有剩余力矩保证分离插头位置固定；

所述棘轮套筒一端设有棘齿，所述中心枢轴在相应位置设有与所述棘齿配合的棘齿槽，所述棘齿的方向与所述扭转弹性元件加载的力矩释放的方向一致。

2.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，所述扭转弹性元件为平面蜗卷弹簧。

3.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，所述转轮的外侧设置有钢丝绳导向槽，所述钢丝绳设置于所述钢丝绳导向槽内。

4.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，所述第一竖直部沿所述水平部的边缘连接设有一侧边部，所述侧边部与所述水平部垂直，所述分离插头收集管壳通过一连接件固定连接于所述第一竖直部的侧边部。

5.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，所述拔销器由火工提供能量，或压缩气体提供能量，或电磁提供能量，实现锁定和解锁。

6.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，该装置采用轻质材料制造。

7.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，该装置表面进行防腐处理。

8.如权利要求1所述的分离插头脱拔装置，其特征在于，该装置的各运动表面均涂覆固体润滑膜。