一种用于包带连接解锁装置的飞轮机构的制作方法

1.本发明涉及星箭、器箭等连接分离领域，特别涉及用于包带连接解锁装置的飞轮机构。


背景技术：

2.目前，包带连接解锁装置因其具有连接刚度强、可靠性高，广泛应用于卫星/飞行器与运载的连接和解锁。但传统的包带连接解锁装置主要通过爆炸螺栓施加预紧力实现条带径向收紧，解锁时，爆炸螺栓起爆，条带周向释放实现解锁功能。由于爆炸螺栓是靠火药的爆炸或燃烧来驱动功能机构完成任务，使得火工装置有它本身不能克服的缺点：一次使用，火工品工作的时候对结构的冲击力载荷大等。在星箭分离前，由于包带预紧力的作用，包带与对接框均发生变形而储存了应变能。
3.当星箭分离时，火工元件起爆断裂，通过端头零件对包带施加沿切向的瞬时冲量，火药燃烧释放能转化为包带往外扩展运动的动能；同时在自身阻尼影响下包带应变能迅速耗散；而对接框应变能释放则引起对接框的衰减振动。从而在星箭对接面产生较大的冲击，对卫星或飞行器上单机载荷产生不利影响。


技术实现要素：

4.本发明提供一种飞轮机构替代传统的爆炸螺栓等火工方式，通过将包带较大预紧力降至较小的锁紧力，为非火工方式实现提供基础，同时飞轮旋转解锁实现包带预紧力的缓释释放，可进一步降低包带解锁引起的冲击响应。
5.本发明技术方案如下：
6.一种用于包带连接解锁装置的飞轮机构，其特征在于，包括：左壳体、右壳体、轴承、飞轮、左旋螺杆、右旋螺杆、加载螺母、平台支座、分离螺母、双头螺杆、柱塞、卡销、第一转轴、安装座，
7.所述飞轮、所述左旋螺杆、所述右旋螺杆、所述加载螺母为包带连接件，所述飞轮在所述左壳体和右壳体内通过轴承支承，所述左旋螺杆、所述右旋螺杆的一端与所述飞轮之间螺纹配合，另一端与所述加载螺母螺纹连接，实现对包带的连接；
8.所述柱塞、所述卡销为包带连接解锁件，所述柱塞通过所述分离螺母与所述双头螺杆固定在所述平台支座的圆柱孔内，所述卡销与所述平台支座通过第一转轴连接，所述卡销的一端被所述柱塞限位，另一端约束所述飞轮；
9.所述飞轮周向位置设计卡槽，当所述卡销插入所述飞轮卡槽时，实现包带连接，当所述卡销转动脱离卡槽时，解除所述飞轮周向约束，所述飞轮与所述左右旋螺杆相对转动，所述左右旋螺杆分别从所述飞轮中拔出，实现包带解锁。
10.进一步的是，所述左旋螺杆、所述右旋螺杆的一端与所述飞轮之间非自锁梯形螺纹配合，另一端与所述加载螺母普通螺纹连接。
11.进一步的是，所述的飞轮分别与所述左旋螺杆采用非自锁多线左旋梯形螺纹配
合，与所述右旋螺杆非自锁多线右旋梯形螺纹配合。
12.进一步的是，所述左旋螺杆、所述右旋螺杆通过所述加载螺母普通螺纹连接实现对包带的连接，并通过所述加载螺母施加力矩。
13.进一步的是，所述左旋螺杆和所述右旋螺杆与所述左壳体和右壳体上安装的端盖通过键槽配合，提供对所述加载螺母的反力矩要求，通过对所述加载螺母加载力矩，实现包带的预紧力，满足平衡载荷的需要。
14.进一步的是，所述左旋螺杆、右旋螺杆的尾部安装有压缩弹簧和弹簧端盖，当解锁后，所述压缩弹簧对所述左旋螺杆、所述右旋螺杆产生抽拔力，所述压缩弹簧的残余力可以锁定所述左旋螺杆、所述右旋螺杆。
15.进一步的是，所述平台支座通过第二转轴与连接在安装座上，所述安装座在运载适配器上固定，设置扭簧使得当解锁动作后飞轮机构绕所述第二转轴旋转到位，避免对卫星分离过程产生干涉。
16.进一步的是，所述分离螺母为记忆合金分离螺母。
17.进一步的是，在平台支座下侧设置有收集盒，所述收集盒收集解锁后的所述柱塞和双头螺杆。
18.进一步的是，在所述柱塞和所述双头螺杆之间设置有解锁弹簧和锁紧螺母，所述解锁弹簧为解锁时柱塞运动提供一部分动力，所述锁紧螺母施加力矩保证在外载情况下不松动。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.采用飞轮旋转解锁替代爆炸螺栓爆炸解锁可以延长包带解锁时间，实现包带预紧力的缓释释放，同时通过飞轮、卡销杠杆机构组成二级机构可以减少锁紧力，便于应用非火工的解锁技术，如本发明所示的记忆合金分离螺母，综合上述可以极大的减少包带解锁所产生的冲击。
附图说明
21.图1是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的结构示意图；
22.图2是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的主视剖面的结构示意图；
23.图3是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的侧视剖面的结构示意图。
24.图4是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的安装示意图。
25.图中标记说明：1
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右壳体；2
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左壳体；3
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分离螺母；4
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平台支座；5
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收集盒；6
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左旋螺杆；7
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右旋螺杆；8
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飞轮；9
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轴承；10
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端盖；11
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加载螺母；12
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压缩弹簧；13
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弹簧端盖；14
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双头螺杆；15
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解锁弹簧；16
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柱塞；17
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锁紧螺母；18
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卡销；19
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第一转轴；20
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扭簧；21
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安装座；22
‑
第二转轴。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。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。
27.为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
28.实施方式一
29.图1是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的结构示意图，图2是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的主视剖面的结构示意图，图3是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的侧视剖面的结构示意图。参看图1～图3，本发明的用于包带连接解锁装置的飞轮机构包括左壳体1、右壳体2、分离螺母3、平台支座4、收集盒5，左旋螺杆6、右旋螺杆7、飞轮8、轴承9、端盖10、加载螺母11、压缩弹簧12、弹簧端盖13，双头螺杆14、解锁弹簧15、柱塞16、锁紧螺母17、卡销18、第一转轴19、扭簧20、安装座21、第二转轴22。
30.飞轮8、左旋螺杆6、右旋螺杆7、加载螺母11为包带主要连接件。
31.飞轮8在左壳体1和右壳体2内通过轴承9支承。飞轮8采用轴承9支承，解锁状态下实现飞轮8低摩擦转动。左旋螺杆6、右旋螺杆7的一端与飞轮8之间非自锁梯形螺纹配合。飞轮8与左旋螺杆6可以采用非自锁多线左旋梯形螺纹配合，与右旋螺杆7可以采用非自锁多线右旋梯形螺纹配合。采用多线螺纹可以获得较大的螺纹升角提高非自锁性能，以及承载能力。
32.左旋螺杆6、右旋螺杆7的另一端与加载螺母11普通螺纹连接，实现对包带的连接。左旋螺杆6和右旋螺杆7与左壳体1、右壳体2上安装的端盖10通过键槽配合，提供对加载螺母11的反力矩要求。通过对加载螺母11加载力矩，实现包带的预紧力，满足平衡载荷的需要。左旋螺杆6、右旋螺杆7的尾部安装有压缩弹簧12和弹簧端盖13，当解锁后，压缩弹簧12对左旋螺杆6、右旋螺杆7产生抽拔力，压缩弹簧12的残余力可以锁定左旋螺杆6、右旋螺杆7。
33.柱塞16、卡销18为包带锁定件。柱塞16通过分离螺母3与双头螺杆14固定在平台支座4的圆柱孔内。分离螺母3优选为记忆合金分离螺母。在柱塞16和双头螺杆14之间设置有解锁弹簧15和锁紧螺母17。解锁弹簧15为解锁时柱塞16运动提供一部分动力。锁紧螺母17施加力矩保证在外载情况下不松动。平台支座4下侧设置有收集盒5。收集盒5收集解锁后的柱塞16和双头螺杆14等，收集盒5能防止解锁后的双头螺杆14、柱塞16等产生太空多余物。
34.卡销18与平台支座4通过第一转轴19连接，其一端被柱塞16限位，另一端约束飞轮8。飞轮8周向位置设计卡槽，当卡销18插入飞轮8卡槽时，约束非自锁飞轮8在承受轴拉载荷的情况下旋转，实现包带连接。卡销18转动脱离卡槽时，解除飞轮8周向约束，飞轮8与左旋螺杆6、右旋螺杆7相对转动，左旋螺杆6、右旋螺杆7分别从飞轮8中拔出，实现包带解锁。卡销18插入飞轮8卡槽时实现周向转动约束，脱离卡槽时实现飞轮解除约束。
35.安装座21在运载适配器上固定。平台支座4通过第二转轴22连接在安装座21上，并设置扭簧20使得当解锁动作后飞轮机构会绕第二转轴22旋转到位，避免对卫星分离过程产生干涉。
36.实施方式二
37.本实施方式与实施方式一的不同之处在于：
38.采用销子直接实现对飞轮8的约束，解锁时，实现拔销的动作即可实现飞轮8在无约束的情况下旋转解锁，除此之外，本实施例的其他方面与实施方式一相同，在此不再赘
述。
39.图4是本发明实施例的用于包带连接解锁装置的飞轮机构的安装示意图。如图4所示，本发明的用于包带连接解锁装置的飞轮机构将包带较大预紧力降至较小的锁紧力，另外飞轮旋转解锁实现包带预紧力的缓释释放。
40.本专利以记忆合金分离螺母为例介绍，但记忆合金分离螺母本身不属于本专利改进点。
41.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
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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。