本發(fā)明涉及一種自避讓式鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于特殊場合下的航天器有效載荷與結(jié)構(gòu)平臺之間的鎖緊釋放，即鎖緊時保證剛性連接，解鎖后在結(jié)構(gòu)無相對分離運動條件下借由產(chǎn)品自身實現(xiàn)分離避讓功能，屬于航天器。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著航天器有效載荷技術(shù)的高速發(fā)展，以觀測相機(jī)、天線等為代表的高精度載荷設(shè)備在航天器上廣泛應(yīng)用。為了保證高精度載荷設(shè)備在軌可靠穩(wěn)定工作，首要前提是通過技術(shù)手段使入軌后處于工作期間的載荷設(shè)備的位置和姿態(tài)保持較高的精度水平。

2、目前通行的做法為在航天器有效載荷與結(jié)構(gòu)平臺之間增加安裝減隔震裝置，以顯著降低入軌后結(jié)構(gòu)平臺由于機(jī)動或者設(shè)備運行所產(chǎn)生的擾動對有效載荷產(chǎn)生的影響。由于減隔震裝置的低剛度特性，不能滿足航天器在地面總裝、運輸及發(fā)射主動段對有效載荷的剛性連接要求。因此，需要在有效載荷與結(jié)構(gòu)平臺之間額外加裝剛性鎖緊釋放機(jī)構(gòu)。

3、傳統(tǒng)的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)在完成解鎖功能后，其在分離面兩側(cè)的結(jié)構(gòu)仍保持剛性接觸狀態(tài)，需要通過被鎖緊設(shè)備的相對分離運動實現(xiàn)被動分離。由于帶有減隔震裝置的相機(jī)、天線等有效載荷與結(jié)構(gòu)平臺在解鎖前后并無相對運動，而是通過減隔震裝置繼續(xù)實現(xiàn)弱剛性連接作用。若使用傳統(tǒng)的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，在完成對有效載荷解鎖后，結(jié)構(gòu)平臺的擾動仍有可能通過鎖緊釋放機(jī)構(gòu)的剛性接觸面，向有效載荷進(jìn)行傳遞，從而抵消減隔震裝置的減隔震效果。

4、此外，還有一種應(yīng)用場景為航天器載荷二維轉(zhuǎn)臺的鎖緊與釋放，二維轉(zhuǎn)臺解鎖后在軸向無相對運動，在周向上需具備原位旋轉(zhuǎn)條件。要求鎖緊釋放機(jī)構(gòu)解鎖后，在結(jié)構(gòu)無相對分離運動條件下借由產(chǎn)品自身實現(xiàn)分離避讓功能，以保證轉(zhuǎn)臺原位旋轉(zhuǎn)需求。

5、受限于傳統(tǒng)鎖緊釋放機(jī)構(gòu)在解鎖后，其分離面兩側(cè)結(jié)構(gòu)仍為剛性接觸狀態(tài)，并不適用上述兩種應(yīng)用場合。

6、綜上，設(shè)計一種自避讓式鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，在鎖緊時保證剛性連接，解鎖后在分離面兩側(cè)結(jié)構(gòu)無相對分離運動的情況下，借由鎖緊釋放機(jī)構(gòu)自身實現(xiàn)分離避讓功能十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自避讓式鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，在鎖緊時保證剛性連接，解鎖后在分離面兩側(cè)結(jié)構(gòu)無相對分離運動的情況下，借由鎖緊釋放機(jī)構(gòu)自身實現(xiàn)分離避讓功能，從而滿足對帶有減隔震裝置的有效載荷，以及具備原位起旋功能的二維轉(zhuǎn)臺進(jìn)行鎖緊釋放的特殊需求。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

3、一種自避讓式鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，包括：解鎖作動元件、下法蘭板、上法蘭板、鎖塊組件、限位組件和壓緊組件；

4、下法蘭板與結(jié)構(gòu)平臺連接，上法蘭板與被鎖緊設(shè)備連接；

5、解鎖作動元件用于鎖緊固定所述壓緊組件；

6、壓緊組件和限位組件安裝在上法蘭板上，壓緊組件和限位組件能夠分別相對上法蘭板沿軸向運動；m個限位組件在壓緊組件外側(cè)周向均布，m為正整數(shù)；

7、鎖緊狀態(tài)時，壓緊組件的下端依次穿過上法蘭板和下法蘭板后，與解鎖作動元件鎖緊固定；此時，上法蘭板和下法蘭板之間壓緊固定多個鎖塊組件；

8、解鎖狀態(tài)時，解鎖作動元件解鎖釋放所述壓緊組件的下端，壓緊組件和限位組件在各自內(nèi)部彈簧的預(yù)緊力作用下，沿軸向向上升起，解除上法蘭板和下法蘭板對多個鎖塊組件的壓緊固定，鎖塊組件在內(nèi)部彈簧預(yù)緊力的作用下向內(nèi)轉(zhuǎn)動，使上法蘭板和下法蘭板之間存在避讓空間。

9、優(yōu)選地，鎖塊組件包括：鎖塊、軸銷和扭簧；

10、鎖塊通過軸銷和扭簧鉸接在下法蘭板上；下法蘭板上周向均布n個鎖塊，n為正整數(shù)。

11、優(yōu)選地，鎖塊為實心結(jié)構(gòu)，鎖塊外側(cè)上下位置分別設(shè)置有一處承力平面，分別用于與上法蘭板、下法蘭板剛性接觸；

12、其中，與上法蘭板接觸的承力平面作為a承力面，與下法蘭板接觸的承力平面作為b承力面。

13、優(yōu)選地，鎖塊內(nèi)側(cè)有一處承力平面，用于與限位套筒剛性接觸，鎖塊與限位套筒接觸的承力平面作為c承力面。

14、優(yōu)選地，限位組件包括：限位套筒和限位桿組件；

15、限位套筒下部外側(cè)設(shè)有n處傾斜的承力平面，用于分別與n件鎖塊的c承力面剛性接觸；

16、限位套筒周向設(shè)有m處通孔作為安裝接口，用于插裝限位桿組件；限位套筒上加工有中心通孔，中心通孔用于插裝壓緊組件中的壓緊桿。

17、優(yōu)選地，限位桿組件包括：限位桿、分離彈簧、限位桿螺母和防逃帽；

18、防逃帽與限位套筒通過螺釘緊固；

19、分離彈簧套裝在限位桿外側(cè)，分離彈簧位于防逃帽和限位桿之間；

20、防逃帽為筒狀結(jié)構(gòu)；限位桿的頂部由下向上依次穿過上法蘭板和限位套筒的通孔，限位桿的頂端通過限位桿螺母固定連接防逃帽；

21、限位桿的底部端面加工有環(huán)狀凸緣作為限位臺階，限位臺階用于防止限位桿從上法蘭板上脫出；

22、限位桿下端加工有沿徑向向外的環(huán)狀凸緣作為限位臺階，下法蘭板的安裝孔孔徑小于限位桿限位臺階的外徑；

23、鎖緊狀態(tài)時，分離彈簧壓縮，且分離彈簧的底部頂靠在限位套筒的上端面；

24、解鎖狀態(tài)時，解鎖作動元件釋放壓緊桿，分離彈簧的預(yù)緊力釋放，從而帶動限位桿向上運動，直至限位桿下端的限位臺階被下法蘭板結(jié)構(gòu)限位而運動中止。

25、優(yōu)選地，壓緊組件包括：壓緊桿、球形墊、鎖緊螺母、拔桿彈簧、彈簧蓋和彈簧蓋螺母；

26、鎖緊螺母螺紋連接壓緊桿，球形墊套裝在壓緊桿上，且位于鎖緊螺母的下方，球形墊的上端面為平面，球形墊的下端面為球面，且與限位套筒的中心孔結(jié)構(gòu)配合；

27、彈簧蓋螺母套裝在壓緊桿上，壓緊桿的頂部穿過彈簧蓋的中心通孔并固定連接彈簧蓋螺母；彈簧蓋螺母的頂端固定連接彈簧蓋；

28、防逃帽的頂部加工有朝向壓緊組件壓緊桿軸線凸出的限位板，限位板用于限制壓緊組件的軸向運動范圍。

29、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

30、1)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案使鎖緊釋放機(jī)構(gòu)除具備鎖緊和釋放基本功能以外，在被鎖緊設(shè)備結(jié)構(gòu)無相對分離運動的情況下，通過自身動作在產(chǎn)品機(jī)構(gòu)內(nèi)部形成全向避讓空間，滿足對帶有減隔震裝置的有效載荷和具備原位起旋功能的二維轉(zhuǎn)臺進(jìn)行鎖緊釋放的特殊需求，從而拓展了鎖緊釋放機(jī)構(gòu)的應(yīng)用場景；

31、2)本發(fā)明所提出的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，在解鎖后，通過將鎖塊完全收納在機(jī)構(gòu)自身內(nèi)部，從而實現(xiàn)全向自避讓功能，無需外界提供額外的鎖塊運動避讓空間，更易于鎖緊點處結(jié)構(gòu)設(shè)計；

32、3)本發(fā)明中所提出的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，其活動部件的所有接觸承力面均采取了平面-平面的低應(yīng)力接觸方案，具有釋放高可靠性，解決了傳統(tǒng)鎖緊釋放機(jī)構(gòu)中鎖塊等不規(guī)則活動部件所存在的點接觸或線接觸，導(dǎo)致接觸應(yīng)力過大，產(chǎn)生冷焊或粘著磨損風(fēng)險的問題；

33、4)降低鎖緊釋放機(jī)構(gòu)壓緊桿的預(yù)緊載荷可顯著降低其解鎖時的對外輸出沖擊。本發(fā)明中所提及的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)僅需對壓緊桿施加較小預(yù)緊載荷，便可通過其自身相關(guān)零部件的機(jī)械限位，實現(xiàn)對載荷的完全鎖緊功能，相比完全依靠較大預(yù)緊載荷實現(xiàn)鎖緊功能的傳統(tǒng)鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，本產(chǎn)品具有低沖擊的顯著優(yōu)勢；

34、5)本發(fā)明所提及的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，采取了輕量化設(shè)計方案，在同等承載性能條件下，本發(fā)明產(chǎn)品重量與傳統(tǒng)的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)產(chǎn)品重量相當(dāng)；

35、6)本發(fā)明所提及的鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，交付前已完成組裝及預(yù)緊載荷加載，對外安裝接口為上下法蘭板，通過緊固螺釘分別與被鎖緊設(shè)備和結(jié)構(gòu)平臺進(jìn)行連接，具有接口簡單，安裝便易的優(yōu)點。