CN110329552A - 一种多点压紧同步解锁的星箭适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于压紧杆盖板（1）、压紧螺母（2）、压紧法兰（3）、压紧杆（4）、压紧连杆（5）、支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）、解锁滑块（9）、解锁弹簧（10）、压紧基座（11）、安装底板（12）、联动杆（13）、L形连杆（14）、锁销连杆（15）、解锁销（16）、拔销弹簧（17）、解锁销外壳（18）、拔销器（19）、分离导向筒（20）、分离导向杆（21）、分离顶盖（22）、分离弹簧（23）；该星箭适配器外形紧凑，兼容性强，锁定刚度高，解锁冲击低，无污染，可重复使用。

Description

一种多点压紧同步解锁的星箭适配器

技术领域

本发明涉及一种星箭适配器，特别是一种多点压紧同步解锁的星箭适配器。

背景技术

在航天领域，有效载荷与运载工具的连接与释放广泛存在，例如多级火箭的级与级、卫星与运载火箭、卫星与飞船、太阳翼与空间飞行器、展开天线与空间飞行器等等。目前采用的方式有，基于火工品的装置进行连接和释放，常用的火工连接与释放装置有基于爆炸螺栓的压紧座、基于爆炸螺栓或者火工切割器的包带、基于火工分离螺母的压紧座、基于火工切割器的压紧座等，这些压紧释放装置的共同特征是承载连接力，为保证连接刚度，连接力往往达到数千甚至数万N，需要利用火药的巨大爆炸冲击力破坏火工品本身实现解锁，解锁时的爆炸冲击易对航天器造成损伤，一次性使用，导致成本较高。还有采用无火工品方式的压紧释放装置，如CN200910122846.1，空间联动压紧释放机构，包括压紧帽、压紧杆、壳体、弹簧盖、弹簧、弹簧支座、锁紧连杆、U型连杆、直连杆、连接轴销、固定销轴、绳连接器和联动绳，当该压紧释放机构处于锁紧状态时，U型连杆和直连杆在水平位置，锁紧连杆对U型连杆和直连杆的力为水平力，连杆机构处于死点位置。当该压紧释放机构处于解锁状态时，U型连杆和直连杆在弹簧的弹力作用下离开水平位置即死点位置，使弹簧处于伸展状态。由于空间联动压紧释放机构具有一个死点，在解锁过程中需要大的解锁力，另外锁紧杆对压紧杆压紧时，由于锁紧杆与压紧杆之间的压紧面积小，所以难以承受大负载工况的解锁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星箭适配器，克服现有技术的不足，通过对解锁销施以很小的解锁力实现大负载的低冲击解锁。

本发明的技术解决方案是：一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于压紧杆盖板、压紧螺母、压紧法兰、压紧杆、压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆、解锁滑块、解锁弹簧、压紧基座、安装底板、联动杆、L形连杆、锁销连杆、解锁销、拔销弹簧、解锁销外壳、拔销器、分离导向筒、分离导向杆、分离顶盖、分离弹簧；

所述压紧杆盖板为低长径比螺柱，在顶部开有多个用于施加旋紧力的孔；

所述压紧螺母为标准件；

所述压紧法兰为长方体块状体，四角设有通孔，中间设有通孔，上下表面均在中间通孔处设有沉孔，其中上沉孔用于放置压紧螺母，上沉孔设有螺纹，与压紧杆盖板配合，下沉孔为方形，与压紧杆的方形凸台配合，用于防止压紧过程中压紧杆旋转，下表面设有斜坡压紧面，用于防止压紧法兰横向滑动；

所述压紧杆为“⊥”形块状体，下端左右伸出部分的上表面为压紧面，与压紧连杆的压紧面相配合，压紧面的上方为方形凸台，凸台与压紧法兰的下沉孔配合，凸台上端设有螺柱；

所述压紧连杆为具有两个铰接孔的三角形块状体，在连杆的一侧设有“┏”状的凸起，具有与压紧杆相配合的压紧面；

所述支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁滑块为柱形块状体，中间为实心圆柱体，两侧设有带铰接孔的凸耳，前后布置有一对解锁销孔，在中心圆柱与外轮廓之间设有与解锁弹簧配合的环形凹槽；

所述解锁弹簧为压簧；

所述压紧基座为长方体开放腔体件，前后、左右均为对称布局，上表面为压紧面，由水平面与斜坡面组成，腔体前后设有第一铰接孔、第二铰接孔，腔体正面中心设有解锁销定位孔和安装孔，腔体中心设有与解锁滑块配合的滑道，底部四周设有安装法兰，外壁设有行程开关安装孔；

压紧法兰的下表面及斜坡面与压紧基座的上表面及斜坡面配合，压紧杆上的螺柱穿过压紧法兰中心的孔，压紧螺母套在压紧杆的螺柱上，用于施加压紧力，压紧杆盖板旋入压紧法兰上的螺纹孔，用于遮盖压紧杆，并使压紧杆和压紧螺母在解锁后可以保持固定；

压紧连杆靠近压紧面一侧的铰接孔与压紧基座的第一铰接孔通过铰接轴铰接，压紧连杆的“┏”凸起侧向上，一对压紧连杆的压紧面相对，压紧杆置于一对压紧连杆的压紧面之间，压紧杆的压紧面与压紧连杆的压紧面相配合，支撑连杆A的一端与压紧连杆的另一铰接孔通过铰接轴铰接，支撑连杆A的另一端同时与支撑连杆B、解锁连杆通过铰接轴铰接，支撑连杆B的另一端与压紧基座的第二铰接孔通过铰接轴铰接，解锁连杆的另一端与解锁滑块通过铰接轴铰接，解锁弹簧置于解锁滑块内，套在压紧基座的滑道外侧，其中压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆均为镜像对称布置，可实现同步联动；

所述安装底板为长方体开放腔体件，腔体内侧的4个角点设有铰接轴，四角设有长方形沉槽，四角外侧设有法兰，一侧设有拔销器安装孔，底部中心设有沉孔，沉孔中心设有通孔；

联动杆为两侧设有铰接孔的条形块状体，在中点位置设有销孔；

所述L形连杆为两侧、拐角、及中心附近处设有铰接孔的L形块状体；

所述锁销连杆为两侧设有铰接孔的条形块状体；

所述解锁销为一端圆柱销，一端设有铰接孔的条形块状体，圆柱销的根部设有限位台阶；

所述拔销弹簧为压簧；

所述解锁销外壳为桶状零件，底部设有通孔，两侧设有安装法兰；

所述拔销器为任意拔销机构；

压紧基座置于安装底板四角的沉槽中，压紧基座与安装底板通过螺钉固接；

拔销器与安装底板通过螺钉固接，未解锁状态下，拔销器的销插入联动杆的销孔，4个联动杆与4个L形连杆首尾依次铰接形成闭环，L形连杆拐点处的铰接孔与安装底板的铰接轴铰接，L形连杆中心附近的铰接孔与锁销连杆铰接，锁销连杆与解锁销铰接，解锁销插入解锁滑块的销孔中，解锁销外壳与压紧基座通过螺钉固接，拔销弹簧位于解锁销外壳与解锁销之间；

所述分离导向筒为“⊥”状金属件，底部中间设有沉孔，沉孔中心设有通孔，分离导向筒底座上表面设有与分离弹簧内径配合的圆柱形台阶；

所述分离导向杆为“⊥”状金属件，顶部中心设有螺纹孔；

所述分离顶盖为圆形板状金属件，底部设有外径与分离弹簧内径配合的圆柱形台阶，底部中心设有螺柱；

所述分离弹簧为压簧；

分离导向筒与安装底板通过螺钉固连，分离导向杆底部外径与分离导向筒沉孔配合，分离顶盖的螺柱旋入分离导向杆顶部的螺纹孔，分离弹簧置于分离导向筒与分离顶盖之间。

本发明的优点在于：

1.本发明的多点压紧同步解锁的星箭适配器，由于压紧连杆与压紧杆是通过压紧面相互压紧，提高了承受的压紧力。本发明采用压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B和解锁连杆的连接形式安装于基座上，因此，在锁紧状态下，本发明的压紧释放装置形成两级死点，使得压紧连杆无法驱动支撑连杆A，支撑连杆A无法驱动解锁连杆。而在解锁时，只需对解锁销施以几N（牛）的解锁力，就能够实现数倍的解锁力裕度，提高了大负载工况解锁的可靠性；

2.本发明的多点压紧同步解锁的星箭适配器，通过连杆机构实现4点同步拔销，可以确保4组解锁机构同步解锁，使得负载能够被平稳释放；

3.本发明的多点压紧同步解锁的星箭适配器，通过非火工方式解锁，环境污染小，冲击低。

附图说明

图1 一种多点压紧同步解锁的星箭适配器外观图；

图2 解锁机构锁定状态剖视图；

图3 解锁机构解锁状态剖视图；

图4 同步拔销机构锁定状态外观图；

图5 同步拔销机构解锁状态外观图；

图6 解锁销、拔销弹簧、解锁销外壳剖视图；

图7 分离导向机构剖视图。

具体实施方式

如图所示，一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于压紧杆盖板1、压紧螺母2、压紧法兰3、压紧杆4、压紧连杆5、支撑连杆A6、支撑连杆B7、解锁连杆8、解锁滑块9、解锁弹簧10、压紧基座11、安装底板12、联动杆13、L形连杆14、锁销连杆15、解锁销16、拔销弹簧17、解锁销外壳18、拔销器19、分离导向筒20、分离导向杆21、分离顶盖22、分离弹簧23；

所述压紧杆盖板1为低长径比螺柱，在顶部开有多个用于施加旋紧力的孔；

所述压紧螺母2为标准件；

所述压紧法兰3为长方体块状体，四角设有通孔，中间设有通孔，上下表面均在中间通孔处设有沉孔，其中上沉孔用于放置压紧螺母2，上沉孔设有螺纹，与压紧杆盖板1配合，下沉孔为方形，与压紧杆4的方形凸台配合，用于防止压紧过程中压紧杆4旋转，下表面设有斜坡压紧面，用于防止压紧法兰3横向滑动；

所述压紧杆4为“⊥”形块状体，下端左右伸出部分的上表面为压紧面，与压紧连杆5的压紧面相配合，压紧面的上方为方形凸台，凸台与压紧法兰3的下沉孔配合，凸台上端设有螺柱；

所述压紧连杆5为具有两个铰接孔的三角形块状体，在连杆的一侧设有“┏”状的凸起，具有与压紧杆相配合的压紧面；

所述支撑连杆A6、支撑连杆B7、解锁连杆8均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁滑块9为柱形块状体，中间为实心圆柱体，两侧设有带铰接孔的凸耳，前后布置有一对解锁销孔，在中心圆柱与外轮廓之间设有与解锁弹簧10配合的环形凹槽；

所述解锁弹簧10为压簧；

所述压紧基座11为长方体开放腔体件，前后、左右均为对称布局，上表面为压紧面，由水平面与斜坡面组成，腔体前后设有第一铰接孔11-1、第二铰接孔11-2，腔体正面中心设有解锁销定位孔和安装孔，腔体中心设有与解锁滑块9配合的滑道11-3，底部四周设有安装法兰，外壁设有行程开关安装孔；

压紧法兰3的下表面及斜坡面与压紧基座11的上表面及斜坡面配合，压紧杆4上的螺柱穿过压紧法兰3中心的孔，压紧螺母2套在压紧杆4的螺柱上，用于施加压紧力，压紧杆盖板1旋入压紧法兰3上的螺纹孔，用于遮盖压紧杆4，并使压紧杆4和压紧螺母2在解锁后可以保持固定；

压紧连杆5靠近压紧面一侧的铰接孔与压紧基座11的第一铰接孔11-1通过铰接轴铰接，压紧连杆5的“┏”凸起侧向上，一对压紧连杆5的压紧面相对，压紧杆4置于一对压紧连杆5的压紧面之间，压紧杆4的压紧面与压紧连杆5的压紧面相配合，支撑连杆A6的一端与压紧连杆5的另一铰接孔通过铰接轴铰接，支撑连杆A6的另一端同时与支撑连杆B7、解锁连杆8通过铰接轴铰接，支撑连杆B7的另一端与压紧基座11的第二铰接孔11-2通过铰接轴铰接，解锁连杆8的另一端与解锁滑块9通过铰接轴铰接，解锁弹簧10置于解锁滑块9内，套在压紧基座11的滑道11-3外侧，其中压紧连杆5、支撑连杆A6、支撑连杆B7、解锁连杆8均为镜像对称布置，可实现同步联动；

所述安装底板12为长方体开放腔体件，腔体内侧的4个角点设有铰接轴，四角设有长方形沉槽，四角外侧设有法兰，一侧设有拔销器安装孔，底部中心设有沉孔，沉孔中心设有通孔；

联动杆13为两侧设有铰接孔的条形块状体，在中点位置设有销孔；

所述L形连杆14为两侧、拐角、及中心附近处设有铰接孔的L形块状体；

所述锁销连杆15为两侧设有铰接孔的条形块状体；

所述解锁销16为一端圆柱销，一端设有铰接孔的条形块状体，圆柱销的根部设有限位台阶；

所述拔销弹簧17为压簧；

所述解锁销外壳18为桶状零件，底部设有通孔，两侧设有安装法兰；

所述拔销器19为任意拔销机构；

压紧基座11置于安装底板12四角的沉槽中，压紧基座11与安装底板12通过螺钉固接；

拔销器19与安装底板12通过螺钉固接，未解锁状态下，拔销器19的销插入联动杆13的销孔，4个联动杆13与4个L形连杆14首尾依次铰接形成闭环，L形连杆14拐点处的铰接孔与安装底板12的铰接轴铰接，L形连杆14中心附近的铰接孔与锁销连杆15铰接，锁销连杆15与解锁销16铰接，解锁销16插入解锁滑块9的销孔中，解锁销外壳18与压紧基座11通过螺钉固接，拔销弹簧17位于解锁销外壳18与解锁销16之间；

所述分离导向筒20为“⊥”状金属件，底部中间设有沉孔，沉孔中心设有通孔，分离导向筒20底座上表面设有与分离弹簧23内径配合的圆柱形台阶；

所述分离导向杆21为“⊥”状金属件，顶部中心设有螺纹孔；

所述分离顶盖22为圆形板状金属件，底部设有外径与分离弹簧23内径配合的圆柱形台阶，底部中心设有螺柱；

所述分离弹簧23为压簧；

分离导向筒20与安装底板12通过螺钉固连，分离导向杆21底部外径与分离导向筒20沉孔配合，分离顶盖22的螺柱旋入分离导向杆21顶部的螺纹孔，分离弹簧23置于分离导向筒20与分离顶盖22之间。

工作过程：

安装底板12与运载支撑平台通过螺钉固接，压紧法兰3与负载通过螺钉固接；

如图2、图4所示，当拔销器19的销子置于联动杆13的销孔内时，拔销弹簧（17）处于压缩状态，解锁销16置于解锁滑块9的销孔内，压紧杆4下端的“⊥”形块状体的压紧面与压紧连杆5的压紧面相互压紧，机构处于压紧状态，分离弹簧23处于压缩状态，解锁弹簧10处于压缩状态，支撑连杆A6、支撑连杆B7处于竖直位置，解锁连杆8处于水平位置，此时形成两级死点，使得压紧连杆5难以驱动支撑连杆A6，支撑连杆A6难以驱动解锁连杆8，压紧释放装置处于锁定状态；

如图4、图5、图6所示，拔销器19拔销后，拔销弹簧17推动解锁销16与锁销连杆15沿着解锁销外壳18的内壁向整体结构的中心运动，锁销连杆15推动L形连杆14绕安装底板12上的铰接轴逆时针转动，L形连杆14带动联动杆13逆时针运动，联动杆13的姿态不变；

如图2、图3所示，以右侧为例进行描述，当拔出解锁销16后，解锁弹簧10伸长，解锁滑块9沿滑道11-3向下滑动，带动解锁连杆8向下运动，同时解锁连杆8逆时针转动，解锁连杆8另一端带动支撑连杆A6向左下运动，同时支撑连杆A6顺时针转动，带动压紧连杆5“Γ”形凸出端向右侧展开，压紧杆4脱离压紧束缚，左侧机构的动作与右侧互为镜像，压紧释放装置处于释放状态；

如图7所示，解锁释放装置解锁后，分离弹簧23推动分离顶盖22及负载向上运动，负载带动压紧杆盖板1、压紧螺母2、压紧法兰3、压紧杆4一同分离，分离导向杆21的台阶与分离导向筒20的台阶碰撞后带动分离顶盖22制动；

综上所述，当拔销器19通电时，压紧杆盖板1、压紧螺母2、压紧法兰3、压紧杆4连同负载一起被推离运载支撑平台，星箭适配器的其余部分依然与运载支撑平台保持连接。

Claims (3)

1.一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于压紧杆盖板（1）、压紧螺母（2）、压紧法兰（3）、压紧杆（4）、压紧连杆（5）、支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）、解锁滑块（9）、解锁弹簧（10）、压紧基座（11）、安装底板（12）、联动杆（13）、L形连杆（14）、锁销连杆（15）、解锁销（16）、拔销弹簧（17）、解锁销外壳（18）、拔销器（19）、分离导向筒（20）、分离导向杆（21）、分离顶盖（22）、分离弹簧（23）；

所述压紧杆盖板（1）为低长径比螺柱，在顶部开有多个用于施加旋紧力的孔；

所述压紧螺母（2）为标准件；

所述压紧法兰（3）为长方体块状体，四角设有通孔，中间设有通孔，上下表面均在中间通孔处设有沉孔，其中上沉孔用于放置压紧螺母（2），上沉孔设有螺纹，与压紧杆盖板（1）配合，下沉孔为方形，与压紧杆（4）的方形凸台配合，用于防止压紧过程中压紧杆（4）旋转，下表面设有斜坡压紧面，用于防止压紧法兰（3）横向滑动；

所述压紧杆（4）为“⊥”形块状体，下端左右伸出部分的上表面为压紧面，与压紧连杆（5）的压紧面相配合，压紧面的上方为方形凸台，凸台与压紧法兰（3）的下沉孔配合，凸台上端设有螺柱；

所述压紧连杆（5）为具有两个铰接孔的三角形块状体，在连杆的一侧设有“┏”状的凸起，具有与压紧杆相配合的压紧面；

所述支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁滑块（9）为柱形块状体，中间为实心圆柱体，两侧设有带铰接孔的凸耳，前后布置有一对解锁销孔，在中心圆柱与外轮廓之间设有与解锁弹簧（10）配合的环形凹槽；

所述解锁弹簧（10）为压簧；

所述压紧基座（11）为长方体开放腔体件，前后、左右均为对称布局，上表面为压紧面，由水平面与斜坡面组成，腔体前后设有第一铰接孔（11-1）、第二铰接孔（11-2），腔体正面中心设有解锁销定位孔和安装孔，腔体中心设有与解锁滑块（9）配合的滑道（11-3），底部四周设有安装法兰，外壁设有行程开关安装孔；

压紧法兰（3）的下表面及斜坡面与压紧基座（11）的上表面及斜坡面配合，压紧杆（4）上的螺柱穿过压紧法兰（3）中心的孔，压紧螺母（2）套在压紧杆（4）的螺柱上，用于施加压紧力，压紧杆盖板（1）旋入压紧法兰（3）上的螺纹孔，用于遮盖压紧杆（4），并使压紧杆（4）和压紧螺母（2）在解锁后可以保持固定；

压紧连杆（5）靠近压紧面一侧的铰接孔与压紧基座（11）的第一铰接孔（11-1）通过铰接轴铰接，压紧连杆（5）的“┏”凸起侧向上，一对压紧连杆（5）的压紧面相对，压紧杆（4）置于一对压紧连杆（5）的压紧面之间，压紧杆（4）的压紧面与压紧连杆（5）的压紧面相配合，支撑连杆A（6）的一端与压紧连杆（5）的另一铰接孔通过铰接轴铰接，支撑连杆A（6）的另一端同时与支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）通过铰接轴铰接，支撑连杆B（7）的另一端与压紧基座（11）的第二铰接孔（11-2）通过铰接轴铰接，解锁连杆（8）的另一端与解锁滑块（9）通过铰接轴铰接，解锁弹簧（10）置于解锁滑块（9）内，套在压紧基座（11）的滑道（11-3）外侧，其中压紧连杆（5）、支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）均为镜像对称布置，可实现同步联动；

所述安装底板（12）为长方体开放腔体件，腔体内侧的4个角点设有铰接轴，四角设有长方形沉槽，四角外侧设有法兰，一侧设有拔销器安装孔，底部中心设有沉孔，沉孔中心设有通孔；

联动杆（13）为两侧设有铰接孔的条形块状体，在中点位置设有销孔；

所述L形连杆（14）为两侧、拐角、及中心附近处设有铰接孔的L形块状体；

所述锁销连杆（15）为两侧设有铰接孔的条形块状体；

所述解锁销（16）为一端圆柱销，一端设有铰接孔的条形块状体，圆柱销的根部设有限位台阶；

所述拔销弹簧（17）为压簧；

所述解锁销外壳（18）为桶状零件，底部设有通孔，两侧设有安装法兰；

所述拔销器（19）为任意拔销机构；

压紧基座（11）置于安装底板（12）四角的沉槽中，压紧基座（11）与安装底板（12）通过螺钉固接；

拔销器（19）与安装底板（12）通过螺钉固接，未解锁状态下，拔销器（19）的销插入联动杆（13）的销孔，4个联动杆（13）与4个L形连杆（14）首尾依次铰接形成闭环，L形连杆（14）拐点处的铰接孔与安装底板（12）的铰接轴铰接，L形连杆（14）中心附近的铰接孔与锁销连杆（15）铰接，锁销连杆（15）与解锁销（16）铰接，解锁销（16）插入解锁滑块（9）的销孔中，解锁销外壳（18）与压紧基座（11）通过螺钉固接，拔销弹簧（17）位于解锁销外壳（18）与解锁销（16）之间；

所述分离导向筒（20）为“⊥”状金属件，底部中间设有沉孔，沉孔中心设有通孔，分离导向筒（20）底座上表面设有与分离弹簧（23）内径配合的圆柱形台阶；

所述分离导向杆（21）为“⊥”状金属件，顶部中心设有螺纹孔；

所述分离顶盖（22）为圆形板状金属件，底部设有外径与分离弹簧（23）内径配合的圆柱形台阶，底部中心设有螺柱；

所述分离弹簧（23）为压簧；

分离导向筒（20）与安装底板（12）通过螺钉固连，分离导向杆（21）底部外径与分离导向筒（20）沉孔配合，分离顶盖（22）的螺柱旋入分离导向杆（21）顶部的螺纹孔，分离弹簧（23）置于分离导向筒（20）与分离顶盖（22）之间。

2.根据权利要求1所述的一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于所述压紧基座（11）和压紧法兰（3）的压紧面为平面和斜面组成的弯折形面，还可以为平面和圆弧面组成的压紧面。

3.根据权利要求1所述的一种多点压紧同步解锁的星箭适配器，其特征在于所述连杆机构由两级死点机构串联而成，连杆机构包括压紧连杆（5）、支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）、解锁连杆（8）、解锁滑块（9），其中解锁连杆（8）和解锁滑块（9）构成一级死点，压紧连杆（5）、支撑连杆A（6）、支撑连杆B（7）构成下一级死点。