CN117346606B - 一种用于箭上分离***的气动解锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于箭上分离***的气动解锁装置，涉及航空分离技术领域。包括两组气路接嘴、活塞缸、分离件，所述两组气路接嘴分别设置在活塞缸的外侧，所述活塞缸的中部设置有气缸组件，所述安装螺钉的外侧且靠近弹性垫片的位置设置有平垫片，所述气路接嘴的一端开设有气嘴，所述活塞缸的一端通过安装螺钉紧固连接有基座，所述基座的一端开设有连接孔，所述基座的中部设置有锁紧机构。该用于箭上分离***的气动解锁装置，设计了两个气路接口且分别连接两路气源为解锁装置提供能源，能够保证在任一气路中的高压气体进入到气腔时，都可以推动活塞杆进行做功，在一条气路出问题的情况下，机构仍可以正常工作，提高了分离解锁装置的可靠性。

Description

一种用于箭上分离***的气动解锁装置

技术领域

本发明涉及航空分离技术领域，具体为一种用于箭上分离***的气动解锁装置。

背景技术

箭上分离***设计是火箭总体设计的关键之一，也是影响火箭飞行成败的关键环节，以往一次性使用运载火箭多采用***螺栓、低冲分离装置、膨胀管等基于火工能源驱动的分离技术实现对应部位分离，由于火工分离技术存在着分离冲击大、安全性差、污染严重、不可检、不可测、不可重复使用等缺陷，不能满足商业回收运载火箭对分离机构的要求，面对运载火箭复用化、多功能化等发展趋势，适应运载火箭需求的非火工分离机构是保证运载发射、深空探测、落区控制、返回复用等运载火箭任务的重要支撑技术，也是进一步提升运载火箭分离动作可靠性、安全性与测试性的必要技术手段。

航天器分离***主要分为火工分离机构和非火工分离机构两大类，目前火工分离技术存在着分离冲击大、安全性差、污染严重等缺陷，不能满足商业回收运载火箭对分离机构的要求，非火工分离装置具有便于进行功能检测、可重复使用等特点，目前常用的非火工分离装置结构复杂、响应时间慢、同步性差，不便于操作，从而影响箭体的分离效率和分离效果。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于箭上分离***的气动解锁装置，解决了传统的非火工分离装置的结构复杂、响应时间慢、同步性差，不便于操作的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于箭上分离***的气动解锁装置，包括两组气路接嘴、活塞缸、分离件，所述两组气路接嘴分别设置在活塞缸的外侧，所述活塞缸的中部设置有气缸组件，所述活塞缸的一端插接有安装螺钉，所述活塞缸的外侧设置有弹性垫片，所述安装螺钉的外侧且靠近弹性垫片的位置设置有平垫片，所述气路接嘴的一端开设有气嘴；

所述活塞缸的一端通过安装螺钉紧固连接有基座，所述基座的一端开设有连接孔，所述基座的另一端开设有圆孔，所述分离件设置在的顶端，所述基座的中部设置有锁紧机构，所述基座的顶部表面开设有贯穿孔，所述锁紧机构中的组件贯穿贯穿孔。

进一步地，所述气缸组件包括蓄能室、气缸、活塞，所述蓄能室开设在活塞缸的中部，所述活塞活动安装在蓄能室的内壁，所述气缸开设在活塞的一端。

进一步地，所述蓄能室为圆形由两部分组成，靠近气路接嘴部分的腔室直径小于活塞占有部分腔室的直径。

进一步地，所述气缸组件还包括密封圈、聚氨酯垫片，所述密封圈套接在活塞的外侧，所述密封圈与蓄能室的内壁紧密贴合，所述活塞的一端设置有延长圆杆，所述聚氨酯垫片套接在活塞一端延长圆杆的外侧，所述延长圆杆贯穿连接孔设置。

进一步地，所述基座的一端开设有与安装螺钉适配的螺纹孔，所述螺纹孔的数量为四组，活塞缸与基座通过安装螺钉进行连接。

进一步地，所述锁紧机构包括梯形槽、堵盖，所述梯形槽开设在基座的底端，所述梯形槽与贯穿孔连通，所述堵盖通过螺栓与基座的底端固定连接，所述堵盖的底部表面开设有圆孔。

进一步地，所述锁紧机构还包括滑块、锁分双孔、复位弹簧，所述滑块活动安装在梯形槽的内壁，所述复位弹簧套接在滑块一端的延伸部外侧，所述延伸部贯穿基座一端的圆孔，所述锁分双孔开设在滑块的斜面表面。

进一步地，所述滑块的尺寸与梯形槽适配，所述滑块呈梯形状，所述滑块斜面开设的锁分双孔由两个圆形交叉设置开设，其中两组圆孔的直径不同。

进一步地，所述锁紧机构还包括锁紧螺栓、锁紧螺母、锁紧弹垫、锁紧平垫，所述锁紧螺栓贯穿分离件、锁分双孔和堵盖设置，所述锁紧平垫套接在锁紧螺栓的底端，所述锁紧弹垫套接在锁紧螺栓的外侧且与锁紧平垫底端位置，所述锁紧螺母紧固连接在锁紧螺栓的外侧且靠近底端的位置。

进一步地，所述锁紧螺栓初始插接在锁分双孔中小圆孔内壁，其圆孔直径小于锁紧螺栓的直径，另一大圆孔的直径大于锁紧螺栓的直径，所述锁紧螺栓的顶端设置有方形块用来对分离件进行限位。

有益效果

本发明具有以下有益效果：

1、该用于箭上分离***的气动解锁装置，设计了两个气路接口且分别连接两路气源为解锁装置提供能源，能够保证在任一气路中的高压气体进入到气腔时，都可以推动活塞杆进行做功，在一条气路出问题的情况下，机构仍可以正常工作，提高了分离解锁装置的可靠性。

2、该用于箭上分离***的气动解锁装置，采用高压气体作为驱动，高压气体可以使用无害的气体，相对使用火药燃烧或火药***产生的有害气体，能够减少环境污染，相对原先火工解锁结构来说更加环保。

3、该用于箭上分离***的气动解锁装置，在工作过程中，其自身结构不造成任何破坏，在放气电磁阀开启之后，弹簧势能会将滑块和活塞复位，具有便于进行功能检测、可重复使用的效果。

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为本发明一种用于箭上分离***的气动解锁装置立体示意图；

图2为本发明一种用于箭上分离***的气动解锁装置***示意图；

图3为本发明中活塞缸结构剖面示意图；

图4为本发明中基座结构示意图；

图5为本发明中活塞结构剖面示意图；

图6为本发明中基座与分离件连接示意图；

图7为本发明中安装螺钉结构示意图。

图中，1、气路接嘴；2、活塞缸；3、安装螺钉；4、弹性垫片；5、平垫片；6、活塞；7、密封圈；8、聚氨酯垫片；9、基座；10、锁紧螺栓；11、复位弹簧；12、缓冲垫；13、锁紧螺母；14、锁紧弹垫；15、锁紧平垫；16、堵盖；17、滑块；18、气缸；19、蓄能室；20、气嘴；21、贯穿孔；22、连接孔；23、分离件；24、梯形槽；25、锁分双孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于箭上分离***的气动解锁装置，包括两组气路接嘴1、活塞缸2、分离件23，两组气路接嘴1分别设置在活塞缸2的外侧，气路接嘴1与外部的供气装置相连，活塞缸2的中部设置有气缸组件，活塞缸2的一端插接有安装螺钉3，活塞缸2的外侧设置有弹性垫片4，安装螺钉3的外侧且靠近弹性垫片4的位置设置有平垫片5，气路接嘴1的一端开设有气嘴20；

活塞缸2的一端通过安装螺钉3紧固连接有基座9，基座9的一端开设有连接孔22，基座9的另一端开设有圆孔，分离件23设置在基座9的顶端，基座9的中部设置有锁紧机构，基座9的顶部表面开设有贯穿孔21，锁紧机构中的组件贯穿贯穿孔21；

其中基座9固定在箭体结构上，锁紧螺栓10将分离件23固定在箭体结构上，两个气路接嘴1别与供气装置相连，为解锁功能提供高压气体，活塞6顶在滑块17上，活塞6伴随气体进入发生运动，推动滑块17，克服摩擦力后运动至解锁位置，等气体停止供应之后，机构在压缩弹簧势能的作用下进行复位，解锁装置完成整个工作流程。

具体地，气缸组件包括蓄能室19、气缸18、活塞6，蓄能室19开设在活塞缸2的中部，活塞6活动安装在蓄能室19的内壁，气缸18开设在活塞6的一端。

本实施方案中，通过设置气缸组件用来对本装置进行驱动，通过子啊气路接嘴1的一端外接高压气管，通过向蓄能室19内壁注入高压气体，气体会进入气缸18的内部，此时活塞6的内部产生压强会对活塞6进行驱动。

具体地，蓄能室19为圆形由两部分组成，靠近气路接嘴1部分的腔室直径小于活塞6占有部分腔室的直径。

本实施方案中，通过将蓄能室19设置成两组不同大小的腔室，用来对活塞6进行限位。

具体地，气缸组件还包括密封圈7、聚氨酯垫片8，密封圈7套接在活塞6的外侧，密封圈7与蓄能室19的内壁紧密贴合，活塞6的一端设置有延长圆杆，聚氨酯垫片8套接在活塞6一端延长圆杆的外侧，延长圆杆贯穿连接孔22设置。

本实施方案中，通过设置密封圈7用来保证活塞6与蓄能室19的密封性，其中密封圈7的数量为两组套接在活塞6的外侧，通过设置聚氨酯垫片8用来对活塞6受到的冲击进行缓冲，当活塞6受到压力从向靠近基座9的方向运动的时候，活塞6一端的延长圆杆会对锁紧机构进行挤压。

具体地，基座9的一端开设有与安装螺钉3适配的螺纹孔，螺纹孔的数量为四组，活塞缸2与基座9通过安装螺钉3进行连接。

本实施方案中，通过在基座9一端开设螺纹孔用来与安装螺钉3进行配合使用，实现对活塞缸2和基座9的连接，其中安装螺钉3外侧的设置的弹性垫片4和平垫片5用来增加安装螺钉3与螺纹孔的连接稳固性。

具体地，锁紧机构包括梯形槽24、堵盖16，梯形槽24开设在基座9的底端，梯形槽24与贯穿孔21连通，堵盖16通过螺栓与基座9的底端固定连接，堵盖16的底部表面开设有圆孔。

本实施方案中，通过设置梯形槽24用来对锁紧机构中的滑块17进行安装，其中堵盖16设置在基座9的底端使梯形槽24形成密封空腔，堵盖16底端的圆孔用来使锁紧机构中的部件贯穿。

具体地，锁紧机构还包括滑块17、锁分双孔25、复位弹簧11，滑块17活动安装在梯形槽24的内壁，复位弹簧11套接在滑块17一端的延伸部外侧，延伸部贯穿基座9一端的圆孔，锁分双孔25开设在滑块17的斜面表面。

本实施方案中，滑块17作为整个装置的执行模块，为减小与基座9之间的摩擦，滑块17设计为斜楔结构，斜面上的锁分双孔25起到限制和解锁螺栓运动的作用，其中滑块17的一端与梯形槽24的内壁处于贴合状态并且与活塞6一端的延长圆杆贴合，活塞6在运动的时候会对滑块17进行挤压，复位弹簧11负责在供气消失时，将滑块17复位，供下次分离使用。

具体地，滑块17的尺寸与梯形槽24适配，滑块17呈梯形状，滑块17斜面开设的锁分双孔25由两个圆形交叉设置开设，其中两组圆孔的直径不同。

本实施方案中，锁分双孔25起到限制和解锁螺栓运动的作用，当滑块17向左移动的时候会使螺栓穿过较大的圆孔，从而实现解锁的功能。

具体地，锁紧机构还包括锁紧螺栓10、锁紧螺母13、锁紧弹垫14、锁紧平垫15，锁紧螺栓10贯穿分离件23、锁分双孔25和堵盖16设置，锁紧平垫15套接在锁紧螺栓10的底端，锁紧弹垫14套接在锁紧螺栓10的外侧且与锁紧平垫15底端位置，锁紧螺母13紧固连接在锁紧螺栓10的外侧且靠近底端的位置。

本实施方案中，通过设置锁紧螺栓10起到对分离件23进行限位连接的作用，锁紧螺母13、锁紧弹垫14以及锁紧平垫15用来与锁紧螺栓10进行连接锁紧，锁紧螺栓10的初始状态与锁分双孔25中半径较小的圆孔进行插接，此时锁紧螺栓10和分离件23处于锁紧状态。

具体地，锁紧螺栓10初始插接在锁分双孔25中小圆孔内壁，其圆孔直径小于锁紧螺栓10的直径，另一大圆孔的直径大于锁紧螺栓10的直径，锁紧螺栓10的顶端设置有方形块用来对分离件23进行限位。

本实施方案中，由于锁紧螺栓10初始插接在锁分双孔25中小圆孔内壁，其圆孔直径小于锁紧螺栓10的直径，此时处于锁紧状态，当滑块17在活塞6的挤压下向左侧运动的时候，此时锁紧螺栓10穿出至较大直径的锁分双孔25中，从而完成竖直方向的解锁。

使用时，将待分离的分离件23加持在锁紧螺栓10和基座9之间，其中锁紧螺栓10穿过滑块17中部的锁分双孔25以及锁紧平垫15与锁紧螺母13进行连接，其中锁分双孔25的大孔直径大于锁紧平垫15的直径，小孔的直径大于锁紧螺栓10有螺纹部分的直径且小于锁紧平垫15的直径，当锁紧螺栓10与锁分双孔25中的小孔轴线重合时，气动锁紧解锁机构处于机械锁紧状态，当需要对分离件23进行分离的时候，通过对外接的供气装置中的两个电磁阀进行信号释放，当电磁阀接收到控制信号时打开，蓄能室19和供气件通过管路连通，即两个电磁阀中任一开启或是最先开启，压缩气体就会驱动气缸18内的活塞6，推动滑块17运动，其中滑块17一端的聚氨酯垫片8减小滑块17冲击对基座9本体的损伤，增加使用寿命，滑块17运动时使锁紧螺栓10的轴线偏离小孔的轴线，直至与大孔轴线重合，使气动解锁装置处于解锁状态，此时分离件23与基座9分离，其中滑块17在活塞6的推动下会对滑块17一端的复位弹簧11进行挤压并存储一定的弹性势能，当放气电磁阀开启时，蓄能室19内部的压强变小，滑块17在复位弹簧11的弹性势能作用下回到初始位置，气动解锁装置恢复到初始状态，然后再次通过利用锁紧螺栓10来对分离件23和基座9进行固定，等待下次使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种用于箭上分离***的气动解锁装置，包括两组气路接嘴（1）、活塞缸（2）、分离件（23），其特征在于：所述两组气路接嘴（1）分别设置在活塞缸（2）的外侧，所述活塞缸（2）的中部设置有气缸组件，所述活塞缸（2）的一端插接有安装螺钉（3），所述活塞缸（2）的外侧设置有弹性垫片（4），所述安装螺钉（3）的外侧且靠近弹性垫片（4）的位置设置有平垫片（5），所述气路接嘴（1）的一端开设有气嘴（20）；

所述活塞缸（2）的一端通过安装螺钉（3）紧固连接有基座（9），所述基座（9）的一端开设有连接孔（22），所述基座（9）的另一端开设有圆孔，所述分离件（23）设置在基座（9）的顶端，所述基座（9）的中部设置有锁紧机构，所述基座（9）的顶部表面开设有贯穿孔（21）；

所述气缸组件包括蓄能室（19）、气缸（18）、活塞（6），所述蓄能室（19）开设在活塞缸（2）的中部，所述活塞（6）活动安装在蓄能室（19）的内壁，所述气缸（18）开设在活塞（6）的一端；

所述气缸组件还包括密封圈（7）、聚氨酯垫片（8），所述密封圈（7）套接在活塞（6）的外侧，所述密封圈（7）与蓄能室（19）的内壁紧密贴合，所述活塞（6）的另一端设置有延长圆杆，所述聚氨酯垫片（8）套接在活塞（6）一端延长圆杆的外侧，延长圆杆贯穿连接孔（22）设置；

所述锁紧机构包括梯形槽（24）、堵盖（16），所述梯形槽（24）开设在基座（9）的底端，所述梯形槽（24）与贯穿孔（21）连通，所述堵盖（16）通过螺栓与基座（9）的底端固定连接，所述堵盖（16）的底部表面开设有圆孔；

所述锁紧机构还包括滑块（17）、锁分双孔（25）、复位弹簧（11），所述滑块（17）活动安装在梯形槽（24）的内壁，所述复位弹簧（11）套接在滑块（17）一端的延伸部外侧，延伸部贯穿基座（9）一端的圆孔，所述锁分双孔（25）开设在滑块（17）的斜面表面，滑块（17）的另一端与延长圆杆贴合，活塞（6）在运动的时候会对滑块（17）进行挤压，所述滑块（17）的尺寸与梯形槽（24）适配，所述滑块（17）呈梯形状，所述滑块（17）斜面开设的锁分双孔（25）由两个圆孔交叉设置开设，其中两个圆孔的直径不同；

所述锁紧机构还包括锁紧螺栓（10）、锁紧螺母（13）、锁紧弹垫（14）、锁紧平垫（15），所述锁紧螺栓（10）贯穿分离件（23）、锁分双孔（25）和堵盖（16）设置，所述锁紧平垫（15）套接在锁紧螺栓（10）的底端，所述锁紧弹垫（14）套接在锁紧螺栓（10）的外侧且位于锁紧平垫（15）的底端，所述锁紧螺母（13）紧固连接在锁紧螺栓（10）的外侧且靠近底端的位置；

所述锁紧螺栓（10）初始插接在锁分双孔（25）中小圆孔内壁，其圆孔直径小于锁紧螺栓（10）底端锁紧平垫（15）的直径，另一大圆孔的直径大于锁紧螺栓（10）底端锁紧平垫（15）的直径，所述锁紧螺栓（10）的顶端设置有方形块用来对分离件（23）进行限位。

2.根据权利要求1所述的一种用于箭上分离***的气动解锁装置，其特征在于：所述蓄能室（19）为圆形由两部分组成，靠近气路接嘴（1）部分的腔室直径小于活塞（6）占有部分腔室的直径。

3.根据权利要求1所述的一种用于箭上分离***的气动解锁装置，其特征在于：所述基座（9）的一端开设有与安装螺钉（3）适配的螺纹孔，所述螺纹孔的数量为四组，活塞缸（2）与基座（9）通过安装螺钉（3）进行连接。