CN113697134B - 一种基于屈曲结构的连接分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于屈曲结构的连接分离装置，包括支撑结构以及设置在支撑结构内的弹性件、扭簧、旋转解锁环、旋转分离配合轴、屈曲结构以及分离轴，弹性件一端固定在支撑结构的内侧壁上，另一端与分离轴抵接；旋转解锁环套设在旋转分离配合轴上且分别与旋转分离配合轴以及支撑结构限位卡接，扭簧位于旋转分离配合轴内且两端分别与旋转分离配合轴以及支撑结构相连接；屈曲结构通过释放结构被压缩变形限位在支撑结构内且与旋转解锁环抵接；支撑结构内设有用于限位分离轴的弹性卡接部；旋转分离配合轴套设在弹性卡接部外侧且能够支撑或释放弹性卡接部。

Description

一种基于屈曲结构的连接分离装置

技术领域

本发明涉及航天领域，尤其是一种基于屈曲结构的连接分离装置。

背景技术

卫星的发射需要多种连接分离装置，其中分离技术是航天领域内重要的研究课题。其主要功能是实现航天器本体和部件之间、舱段之间；航天器与运载火箭之间及航天器之间的牢固连接，并按预定的要求在运行轨道上实现解锁与分离。分离装置主要包含火工装置和非火工装置。前者的安全性差、工作时会产生较大的冲击载荷等缺点，在使用过程中逐渐被淘汰。后者因释放冲击小、可重复使用、同步性好的优点日益受到青睐。基于此，本文设计了一种基于屈曲结构的非火工品的连接分离装置，具有释放冲击小、可重复使用、体积小、同步性好的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于屈曲结构的连接分离装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于屈曲结构的连接分离装置，包括支撑结构以及设置在所述支撑结构内的弹性件、扭簧、旋转解锁环、旋转分离配合轴、屈曲结构以及分离轴，所述弹性件一端固定在所述支撑结构的内侧壁上，另一端与所述分离轴抵接；所述旋转解锁环套设在旋转分离配合轴上且分别与所述旋转分离配合轴以及所述支撑结构限位卡接，所述扭簧位于所述旋转分离配合轴内且两端分别与所述旋转分离配合轴以及所述支撑结构相连接；

所述屈曲结构通过释放结构被压缩变形限位在所述支撑结构内且与所述旋转解锁环抵接；所述支撑结构内设有用于限位分离轴的弹性卡接部；所述旋转分离配合轴套设在弹性卡接部外侧且能够支撑或释放弹性卡接部；

分离时，所述释放结构释放所述屈曲结构，所述屈曲结构推动旋转解锁环轴向移动并解除与旋转分离配合轴的锁定，所述旋转分离配合轴在扭簧作用下旋转，并使旋转分离配合轴解除对弹性卡接部的支撑，弹性件将弹性卡接部内的分离轴推出。

本发明的有益效果是：本发明的基于屈曲结构的连接分离装置具有释放冲击小、可重复使用、体积小、结构紧凑、同步性好等优点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述旋转分离配合轴中部形成有上下贯通的中空结构，所述旋转分离配合轴的一端端面上形成有环形的扭簧安装槽，所述扭簧安装槽的内环侧壁上开设有分离释放口，所述扭簧安装槽的外环侧壁的内侧开设有第一扭簧端部固定槽；所述扭簧置于所述扭簧安装槽内，且一端被限位在所述第一扭簧端部固定槽内，另一端与所述支撑结构相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置扭簧安装槽，可以将扭簧放置在扭簧安装槽内，并将扭簧端部限位在第一扭簧端部固定槽内，为扭簧提供稳定装配。

进一步，所述扭簧安装槽的内环侧壁上开设有两个相对布置的分离释放口，所述支撑结构内设有两个相对布置的弹性卡接部，所述分离释放口能够容纳所述弹性卡接部。

采用上述进一步方案的有益效果是：分离轴未从分离装置中分离时，弹性卡接部被限位在旋转分离配合轴的中空结构内，当旋转分离配合轴受力时，弹性卡接部旋转进入到分离释放口内，解除对分离轴的锁定，使分离轴在弹性件的作用下弹出。

进一步，所述旋转分离配合轴的外侧壁上靠近一端的位置设有一圈台阶，所述台阶上开设有轴向布置的贯通槽，所述旋转分离配合轴外侧壁靠近另一端的位置为与所述贯通槽连通的活动区域，所述旋转解锁环内环侧壁与所述贯通槽限位卡接或受力后从所述贯通槽移动到所述活动区域。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在旋转分离配合轴的外侧壁上设置台阶和活动区域，并在台阶上开设贯通槽，可以通过贯通槽与旋转解锁环卡接，由于贯通槽与活动区域连通，可以使旋转解锁环从贯通槽进入到活动区域，使旋转分离配合轴与支撑结构解除锁定。

进一步，所述旋转解锁环的内侧壁上设有滑动卡位凸台，所述支撑结构内设有限位凸台，所述旋转解锁环的外侧壁上设有轴向贯通的配合槽，所述旋转解锁环通过滑动卡位凸台与旋转分离配合轴限位卡接，所述限位凸台适配卡入所述配合槽内且能够相对所述配合槽轴向移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：旋转解锁环可以通过内侧壁上的滑动卡位凸台与旋转分离配合轴进行锁定配合，可以通过外侧壁上的配合槽与支撑结构卡接。

进一步，所述弹性卡接部包括几何锁定块和根部弯曲梁，所述几何锁定块通过根部弯曲梁连接在所述支撑结构上且在受力时能够通过所述根部弯曲梁发生偏转；所述几何锁定块与分离轴接触的一侧面为第一斜面，所述分离轴一端的外周侧壁为第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面适配。

采用上述进一步方案的有益效果是：几何锁定块可以与分离轴进行配合锁定，几何锁定块通过根部弯曲梁连接在支撑结构上，几何锁定块受力后，根部弯曲梁可以发生弯曲。

进一步，所述支撑结构包括相互连接且间隔布置的顶盖和固定盘，所述弹性件一端固定在所述顶盖内侧壁上；所述固定盘上开设有释放孔，所述固定盘靠近所述顶盖的一侧设有限位筒，所述限位筒位于所述释放孔的四周，所述限位筒上开设有弹性卡接孔，所述弹性卡接孔的内侧壁上连接有所述弹性卡接部；所述分离轴穿过所述释放孔并通过所述弹性卡接部限位在所述限位筒内。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置限位筒，可以将分离轴设置在限位筒内。

进一步，所述固定盘的内侧面上开设有扭簧安装配合槽，所述扭簧安装配合槽呈环形且位于所述限位筒的外侧，所述扭簧安装配合槽的侧壁上设有第二扭簧端部固定槽，所述扭簧另一端被限位在所述第二扭簧端部固定槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置扭簧安装配合槽，可以将扭簧一端设置在扭簧安装配合槽内，并使扭簧端部被限位在第二扭簧端部固定槽内。

进一步，所述屈曲结构包括余弦形屈曲梁，所述余弦形屈曲梁两端分别固定在所述支撑结构上，所述余弦形屈曲梁沿支撑结构的轴向方向的形状为余弦形，沿垂直于轴向方向的形状为圆弧形；所述余弦形屈曲梁的余弦形的顶部与旋转解锁环抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是：余弦形屈曲梁可以提供轴向的驱动力，并驱动旋转解锁环进行解锁。

进一步，所述余弦形屈曲梁包括多个轴向叠加且平行布置的梁体；所述余弦形屈曲梁中部设有防偏转块，所述防偏转块上开设有保险丝贯通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以将保险丝通过保险丝贯通孔与余弦形屈曲梁连接，保险丝连接并预拉紧屈曲梁，通过电路通电使得保险丝融化，实现屈曲梁的变形释放。

附图说明

图1是本发明的一种基于屈曲结构的连接分离装置的立体图；

图2是本发明的一种基于屈曲结构的连接分离装置的爆炸图；

图3是本发明的端盖的立体图；

图4是本发明的旋转分离配合轴的立体图；

图5a是本发明的旋转分离配合轴的俯视图；

图5b是图5a的A-A的剖面图；

图6是本发明的固定盘的立体图；

图7a是本发明的固定盘的俯视图；

图7b是图7a中B-B的剖面图；

图8是本发明的旋转解锁环的立体图；

图9是本发明的屈曲结构的立体图；

图10为本发明基于屈曲结构的连接分离装置的保险丝连接状态示意图；

图11为本发明基于屈曲结构的连接分离装置的保险丝熔断状态示意图；

图12a为本发明基于屈曲结构的连接分离装置的保险丝连接状态另一方位的结构示意图；

图12b为图12a中C-C的剖面图；

图13a为本发明基于屈曲结构的连接分离装置的旋转分离配合轴在扭簧作用下旋转后的状态示意图；

图13b为图13a中D-D的剖面图；

图14为本发明基于屈曲结构的连接分离装置几何锁定块打开状态示意图；

图15为本发明基于屈曲结构的连接分离装置分离轴推出状态示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、端盖；3、弹簧；1-1、凸台；1-3、贯通凹槽；1-4、沉底凹槽；

4、压片；5、压紧螺母；6、旋转解锁环；6-2、配合槽；6-3、推力凸块；6-4、滑动卡位凸台；

7、旋转分离配合轴；7-1、活动区域；7-2、台阶；7-3、贯通槽；7-4、第一扭簧端部固定槽；7-5、分离轴间接固定壁；7-6、扭簧安装槽；7-7、分离释放口；

8、扭簧；9、固定盘；9-1、配合凸台；9-2、限位凸台；9-3、第一螺纹通孔；9-4、沉底槽；9-5、通孔；9-6、第二扭簧端部固定槽；9-7、扭簧安装配合槽；9-8、限位筒；9-9-1、根部弯曲梁；9-9-2、几何锁定块；

11、屈曲结构；11-1、余弦形屈曲梁；11-2、防偏转块；11-3、保险丝贯通孔；11-4、固定连接块；11-5、第二螺纹通孔；12、保险丝；13、分离轴；13-1、圆柱；13-2、倒梯形圆凸台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～图15所示，本实施例的一种基于屈曲结构的连接分离装置，包括支撑结构以及设置在所述支撑结构内的弹性件、扭簧8、旋转解锁环6、旋转分离配合轴7、屈曲结构11以及分离轴13，所述弹性件一端固定在所述支撑结构的内侧壁上，另一端与所述分离轴13抵接；所述旋转解锁环6套设在旋转分离配合轴7上且分别与所述旋转分离配合轴7以及所述支撑结构限位卡接，所述扭簧8位于所述旋转分离配合轴7内且两端分别与所述旋转分离配合轴7以及所述支撑结构相连接；所述屈曲结构11通过释放结构被压缩变形限位在所述支撑结构内且与所述旋转解锁环6抵接；所述支撑结构内设有用于限位分离轴13的弹性卡接部；所述旋转分离配合轴7套设在弹性卡接部外侧且能够支撑或释放弹性卡接部；

分离时，所述释放结构释放所述屈曲结构11，所述屈曲结构11推动旋转解锁环6轴向移动并解除与旋转分离配合轴7的锁定，所述旋转分离配合轴7在扭簧8作用下旋转，并使旋转分离配合轴7解除对弹性卡接部的支撑，弹性件将弹性卡接部内的分离轴13推出。其中，所述释放结构可以为保险丝。

如图4、图5a和图5b所示，本实施例的所述旋转分离配合轴7中部形成有上下贯通的中空结构，所述旋转分离配合轴7的一端端面上形成有环形的扭簧安装槽7-6，所述扭簧安装槽7-6的内环侧壁上开设有分离释放口7-7，所述扭簧安装槽7-6的外环侧壁的内侧开设有第一扭簧端部固定槽7-4；所述扭簧8置于所述扭簧安装槽7-6内，且一端被限位在所述第一扭簧端部固定槽7-4内，另一端与所述支撑结构相连接。通过设置扭簧安装槽，可以将扭簧放置在扭簧安装槽内，并将扭簧端部限位在第一扭簧端部固定槽内，为扭簧提供稳定装配。

如图4所示，本实施例的所述扭簧安装槽7-6的内环侧壁上开设有两个相对布置的分离释放口7-7，所述支撑结构内设有两个相对布置的弹性卡接部，所述分离释放口7-7能够容纳所述弹性卡接部。分离轴未从分离装置中分离时，弹性卡接部被限位在旋转分离配合轴的中空结构内，当旋转分离配合轴受力时，弹性卡接部旋转进入到分离释放口内，解除对分离轴的锁定，使分离轴在弹性件的作用下弹出。

如图4和图5a所示，本实施例的所述旋转分离配合轴7的外侧壁上靠近一端的位置设有一圈台阶7-2，所述台阶7-2上开设有轴向布置的贯通槽7-3，所述旋转分离配合轴7外侧壁靠近另一端的位置为与所述贯通槽7-3连通的活动区域7-1，所述旋转解锁环6内环侧壁与所述贯通槽7-3限位卡接或受力后从所述贯通槽7-3移动到所述活动区域7-1。通过在旋转分离配合轴的外侧壁上设置台阶和活动区域，并在台阶上开设贯通槽，可以通过贯通槽与旋转解锁环卡接，由于贯通槽与活动区域连通，可以使旋转解锁环从贯通槽进入到活动区域，使旋转分离配合轴与支撑结构解除锁定。

如图2、图4、图5a和图5b所示，所述旋转分离配合轴7整体外形为二级阶梯空心轴，具体通过台阶7-2分隔形成。所述贯通槽7-3为多个，且沿圆周方向均匀分布。贯通槽7-3作用为旋转解锁环6中的滑动卡位凸台6-4配合进行扭转的锁定。所述第一扭簧端部固定槽为多个，沿周向均匀分布，且截面形状可以与扭簧端部外包络结构相适配，其对扭簧的一个端部进行限位固定。所述旋转分离配合轴7上的扭簧安装槽7-6的侧壁上未形成分离释放口7-7的部分为分离轴间接固定臂7-5。分离轴间接固定臂7-5为固定盘9中的几何锁定块提供锁定支持。分离释放口7-7位于分离轴间接固定臂7-5的两侧。

如图4、图5a以及图6所示，本实施例的扭簧安装槽位于分离轴间接固定壁7-5的外侧、扭簧端部固定槽7-4的内侧。其形状可容纳扭转弹簧8的包络。其作用为为扭转弹簧8提供工作空间。其深度略小于扭转弹簧8的高度。所述扭转弹簧8的一端固定在第一扭簧端部固定槽7-4中的一个中，另一端固定在固定盘9中的第二扭簧端部固定槽9-6中，其作用为提供扭力，使旋转分离配合轴7相对于固定盘9扭转，其扭簧8主体位于扭簧安装槽7-6中。

如图8所示，本实施例的所述旋转解锁环6其外形为一圆筒形，所述旋转解锁环6的内侧壁上设有滑动卡位凸台6-4，所述支撑结构内设有限位凸台9-2，所述旋转解锁环6的外侧壁上设有轴向贯通的配合槽6-2，所述旋转解锁环6通过滑动卡位凸台6-4与旋转分离配合轴7限位卡接，所述限位凸台9-2适配卡入所述配合槽6-2内且能够相对所述配合槽6-2轴向移动。旋转解锁环可以通过内侧壁上的滑动卡位凸台与旋转分离配合轴进行锁定配合，可以通过外侧壁上的配合槽与支撑结构卡接。所述旋转解锁环的内壁的直径略大于旋转分离配合轴外侧壁上台阶7-2的外壁的外径，二者形成间隙配合，可相对滑动，其外壁的直径小于屈曲结构11的内径。所述旋转解锁环6的外侧壁上设有配合槽6-2，所述配合槽内凹的形状与限位凸台9-2的形状相配合，形成间隙配合，使得配合圆槽可以沿着限位凸台9-2上下滑动。所述旋转解锁环6的外侧壁上设有推力凸块6-3，推力凸块6-3与配合槽交叉分布在旋转解锁环靠近底面的两侧，其作用为承受来自屈曲结构的推力。所述滑动卡位凸台分布在旋转解锁环的内环侧壁上，所述滑动卡位凸台可以与推力凸块分布在同一条直径上。所述滑动卡位凸台的直径小于阶梯贯通槽7-3的宽度，初始位置位于阶梯贯通槽7-3内，其作用为限制旋转解锁环6的转动。

如图6、图7a和图7b所示，本实施例的所述弹性卡接部包括几何锁定块9-9-2和根部弯曲梁9-9-1，所述几何锁定块9-9-2通过根部弯曲梁9-9-1连接在所述支撑结构上且在受力时能够通过所述根部弯曲梁9-9-1发生偏转；所述几何锁定块9-9-2与分离轴13接触的一侧面为第一斜面，所述分离轴13一端的外周侧壁为第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面适配。几何锁定块可以与分离轴进行配合锁定，几何锁定块通过根部弯曲梁连接在支撑结构上，几何锁定块受力后，根部弯曲梁可以发生弯曲。

如图1和图2所示，本实施例的所述支撑结构包括相互连接且间隔布置的顶盖1和固定盘9，所述弹性件一端固定在所述顶盖1内侧壁上；所述固定盘9上开设有释放孔，所述固定盘9靠近所述顶盖1的一侧设有限位筒9-8，所述限位筒9-8位于所述释放孔的四周，所述限位筒9-8上开设有弹性卡接孔，所述弹性卡接孔的内侧壁上连接有所述弹性卡接部；所述分离轴13穿过所述释放孔并通过所述弹性卡接部限位在所述限位筒9-8内。通过设置限位筒，可以将分离轴设置在限位筒内。

如图1～图3所示，本实施例的顶盖1总体形状为圆盘，圆盘上有各种形状的凹槽以及凸块，包括分布于圆盘边缘的凸台1-1、贯通凹槽1-3、沉底凹槽1-4。所述凸台1-1的数量可以任意个数，例如可以为两个等。凸台1-1形状可以采用类似于正方形与半圆的组合体，该凸台1-1与固定盘9上的限位凸台9-2相配合，通过螺钉螺母固定。所述贯通凹槽1-3设置在端盖1的边缘位置并贯通所述端盖1的边缘位置。所述贯通凹槽1-3与固定盘9上的配合凸台9-1相配合，起到限位作用。所述端盖1上设沉底凹槽1-4，其作用为屈曲结构的移动提供额外的空间。所述弹簧3靠近端盖1的一端可以通过螺母以及压片4固定在端盖1上，弹簧3的另一端则抵住分离轴13的一端，为分离轴13提供推力。

如图6所示，本实施例的所述固定盘9的内侧面上开设有扭簧安装配合槽9-7，所述扭簧安装配合槽9-7呈环形且位于所述限位筒9-8的外侧，所述扭簧安装配合槽9-7的侧壁上设有第二扭簧端部固定槽9-6，所述扭簧8另一端被限位在所述第二扭簧端部固定槽9-6内。通过设置扭簧安装配合槽，可以将扭簧一端设置在扭簧安装配合槽内，并使扭簧端部被限位在第二扭簧端部固定槽内。所述第二扭簧端部固定槽9-6为多个且均布在扭簧安装配合槽9-7的四周，起作用是为了固定扭簧的另一端端部。扭簧安装配合槽9-7的宽度可容纳扭簧8的内、外包络。其深度与扭簧安装槽7-6的深度之和略大于扭簧8的高度，其作用为未扭转弹簧8提供工作空间。

如图6所示，本实施例的固定盘9总体形状为一圆盘，所述固定盘9边缘分布有一系列凸台，固定盘中间分布有限位筒9-8，固定盘9中心设有释放孔。所述固定盘9上设有的配合凸台9-1的外形与顶盖1中的贯通凹槽1-3的外形相同，优选可以设置对称的多个配合凸台9-1，多个配合凸台9-1与多个贯通凹槽1-3一一对应布置，并实现几何锁紧，防止固定盘与端盖的相对扭转。所述固定盘9上的限位凸台9-2的外形与端盖1中的凸台1-1的外形相同，均布在固定盘9的外侧，其作用是为了将端盖1与固定盘9进行连接固定，所述限位凸台9-2上开设有可用于与端盖1进行连接的第一螺纹通孔9-3。所述固定盘9上也设有用于保险丝通过的通孔9-5。所述固定盘9的内侧靠近边缘的位置设有沉底槽9-4，利用沉底槽9-4可以为屈曲结构11的变形提供额外的空间，所述通孔9-5分布在沉底槽9-4上，用于保险丝穿过固定盘9。

如图1～图3所示，所述限位筒9-8与固定盘9同心，限位筒9-8以内的部分完全贯通，限位筒9-8的内壁与分离轴13的外壁形成间隙配合，可以相对滑动；限位筒9-8的外壁与分离轴间接固定臂的内壁形成间隙配合，可以相对滑动。

如图2、图12b、图13b以及图14和图15所示，所述分离轴13包含圆柱13-1和倒梯形圆凸台13-2。圆柱13-1的外壁与圆筒9-8的内壁为间隙配合，可相对滑动，其作用为连接外部有效载荷。倒梯形圆凸台13-2截面梯形锐角角度与几何锁定块9-9-2的截面梯形锐角角度相同，二者可产生几何作用，用于有效载荷的锁定与释放；其中心具有圆形沉孔，直径大于压缩弹簧3的直径，用以压缩弹簧3伸入圆形沉孔中，此外其有效载荷释放所需的推力由压缩弹簧3提供。所述弹性卡接部包括几何锁定块9-9-2和根部固定梁9-9-1，所述根部固定梁9-9-1用于连接几何锁定块9-9-2和根部固定梁9-9-1，根部固定梁9-9-1厚度较薄，可在几何锁定块9-9-2受到外力时产生弯曲变形，使得几何锁定快9-9-2产生平动和转动。几何锁定块9-9-2截面为一直角梯形，沿固定盘9轴向旋转拉伸得来，其外侧面直径等于限位筒9-8的外直径，内侧面由于为直角梯形的斜边，故平均直径小于限位筒9-8的内直径，其作用为与分离轴13的倒梯形圆凸台13-2形成几何锁定。

如图9所示，本实施例的所述屈曲结构11包括余弦形屈曲梁11-1，所述余弦形屈曲梁11-1两端分别固定在所述支撑结构上，所述余弦形屈曲梁11-1沿支撑结构的轴向方向的形状为余弦形，沿垂直于轴向方向的形状为圆弧形；所述余弦形屈曲梁11-1的余弦形的顶部与旋转解锁环6抵接。所述圆弧形的半径略大于旋转解锁环的外壁半径。余弦形屈曲梁可以提供轴向的驱动力，并驱动旋转解锁环进行解锁。在一定参数下，余弦形屈曲梁11-1在竖直方向上产生的力会随着位移的增大呈现出先增大，再减小，再增大的趋势。

如图9所示，本实施例的所述余弦形屈曲梁11-1包括多个轴向叠加且平行布置的梁体；所述余弦形屈曲梁11-1中部设有防偏转块11-2，所述防偏转块11-2上开设有保险丝贯通孔11-3。防转偏块的作用是仅允许余弦形屈曲梁11-1沿竖直方向移动而不发生转动。所述固定连接块11-4位于余弦形屈曲梁11-1的两侧，固定连接块11-4一端高于屈曲结构11，高出的这部分上开设有用于连接固定盘9的第二螺纹通孔11-5。可以将保险丝通过保险丝贯通孔与余弦形屈曲梁连接，保险丝连接并预拉紧屈曲梁，通过电路通电使得保险丝融化，实现屈曲梁的变形释放。屈曲结构通过螺钉螺母被固定在固定盘9的限位凸台9-2上。所述屈曲结构11为分离装置的分离提供变形驱动力。

所述基于屈曲结构的连接分离装置的初始连接状态如下：如图10所示，屈曲梁11在预紧力的作用下位移变形到力接近于零的位置，并由保险丝12拉住固定，推力凸块6-3贴在屈曲梁上；如图12b所示，分离轴间接固定壁7-5、几何锁定块9-9-2、倒梯形圆凸台13-2三者构成了几何锁定，分离轴13因此无法向下运动，因此处于连接状态。

所述基于屈曲结构的连接分离装置的分离工作过程(图10～15所示)如下：

如图10所示，基于屈曲结构的连接分离装置处于初始连接状态。

如图11所示，外部电路给保险丝12通电，导致融化，屈曲结构11受到的约束消失，储存的弹性势能释放，其向上变形，并带动推力凸块6-3向上移动，整个旋转解锁环6向上滑动。

如图12a和图12b所示，当旋转解锁环6向上滑动到顶端时，滑动卡位圆凸台6-4便会从阶梯贯通槽7-3滑出，此时旋转分离配合轴7的旋转约束便会消失，在扭转弹簧8的带动下产生旋转，使原先分离轴间接固定壁7-5、几何锁定块9-9-2、倒梯形圆凸台13-2三者构成的几何锁定消失，只剩如图13a和图13b所示的由几何锁定块9-9-2、倒梯形圆凸台13-2二者组成的约束。由于分离轴13在压缩弹簧3的作用下有向下运动的趋势，几何锁定块9-9-2由于根部弯曲梁9-9-1的变形无法阻挡该趋势，便会向外侧旋转平移，形成如图14所示的形状。

如图15所示，分离轴13继续向下滑动，直至与整个机构完全脱离，根部弯曲梁9-9-1和几何锁定块9-9-2因不受几何约束而恢复原形，而此时分离轴已完成了分离任务。

本实施例的基于屈曲结构的连接分离装置具有释放冲击小、可重复使用、体积小、结构紧凑、同步性好等优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，包括支撑结构以及设置在所述支撑结构内的弹性件、扭簧、旋转解锁环、旋转分离配合轴、屈曲结构以及分离轴，所述弹性件一端固定在所述支撑结构的内侧壁上，另一端与所述分离轴抵接；所述旋转解锁环套设在旋转分离配合轴上且分别与所述旋转分离配合轴以及所述支撑结构限位卡接，所述扭簧位于所述旋转分离配合轴内且两端分别与所述旋转分离配合轴以及所述支撑结构相连接；

所述屈曲结构通过释放结构被压缩变形限位在所述支撑结构内且与所述旋转解锁环抵接；所述支撑结构内设有用于限位分离轴的弹性卡接部；所述旋转分离配合轴套设在弹性卡接部外侧且能够支撑或释放弹性卡接部；

分离时，所述释放结构释放所述屈曲结构，所述屈曲结构推动旋转解锁环轴向移动并解除与旋转分离配合轴的锁定，所述旋转分离配合轴在扭簧作用下旋转，并使旋转分离配合轴解除对弹性卡接部的支撑，弹性件将弹性卡接部内的分离轴推出。

2.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述旋转分离配合轴中部形成有上下贯通的中空结构，所述旋转分离配合轴的一端端面上形成有环形的扭簧安装槽，所述扭簧安装槽的内环侧壁上开设有分离释放口，所述扭簧安装槽的外环侧壁的内侧开设有第一扭簧端部固定槽；所述扭簧置于所述扭簧安装槽内，且一端被限位在所述第一扭簧端部固定槽内，另一端与所述支撑结构相连接。

3.根据权利要求2所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述扭簧安装槽的内环侧壁上开设有两个相对布置的分离释放口，所述支撑结构内设有两个相对布置的弹性卡接部，所述分离释放口能够容纳所述弹性卡接部。

4.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述旋转分离配合轴的外侧壁上靠近一端的位置设有一圈台阶，所述台阶上开设有轴向布置的贯通槽，所述旋转分离配合轴外侧壁靠近另一端的位置为与所述贯通槽连通的活动区域，所述旋转解锁环内环侧壁与所述贯通槽限位卡接或受力后从所述贯通槽移动到所述活动区域。

5.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述旋转解锁环的内侧壁上设有滑动卡位凸台，所述支撑结构内设有限位凸台，所述旋转解锁环的外侧壁上设有轴向贯通的配合槽，所述旋转解锁环通过滑动卡位凸台与旋转分离配合轴限位卡接，所述限位凸台适配卡入所述配合槽内且能够相对所述配合槽轴向移动。

6.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述弹性卡接部包括几何锁定块和根部弯曲梁，所述几何锁定块通过根部弯曲梁连接在所述支撑结构上且在受力时能够通过所述根部弯曲梁发生偏转；所述几何锁定块与分离轴接触的一侧面为第一斜面，所述分离轴一端的外周侧壁为第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面适配。

7.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述支撑结构包括相互连接且间隔布置的顶盖和固定盘，所述弹性件一端固定在所述顶盖内侧壁上；所述固定盘上开设有释放孔，所述固定盘靠近所述顶盖的一侧设有限位筒，所述限位筒位于所述释放孔的四周，所述限位筒上开设有弹性卡接孔，所述弹性卡接孔的内侧壁上连接有所述弹性卡接部；所述分离轴穿过所述释放孔并通过所述弹性卡接部限位在所述限位筒内。

8.根据权利要求7所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述固定盘的内侧面上开设有扭簧安装配合槽，所述扭簧安装配合槽呈环形且位于所述限位筒的外侧，所述扭簧安装配合槽的侧壁上设有第二扭簧端部固定槽，所述扭簧另一端被限位在所述第二扭簧端部固定槽内。

9.根据权利要求1所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述屈曲结构包括余弦形屈曲梁，所述余弦形屈曲梁两端分别固定在所述支撑结构上，所述余弦形屈曲梁沿支撑结构的轴向方向的形状为余弦形，沿垂直于轴向方向的形状为圆弧形；所述余弦形屈曲梁的余弦形的顶部与旋转解锁环抵接。

10.根据权利要求9所述一种基于屈曲结构的连接分离装置，其特征在于，所述余弦形屈曲梁包括多个轴向叠加且平行布置的梁体；所述余弦形屈曲梁中部设有防偏转块，所述防偏转块上开设有保险丝贯通孔。

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