一種非火工點(diǎn)式分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非火工點(diǎn)式分離裝置，本發(fā)明能夠替代傳統(tǒng)火工分離裝置應(yīng)用于火箭級間分離、星箭連接的分離、衛(wèi)星上大型天線展開、太陽帆板展開等領(lǐng)域，以使得分布于分離的兩體接觸面上的裝置或者設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)連接及分離。
【背景技術(shù)】
[0002]點(diǎn)式分離裝置能夠應(yīng)用于火箭級間分離、星箭連接的分離、衛(wèi)星上大型天線展開、太陽帆板展開等分布于分離的兩體接觸面上的裝置或者設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)連接及分離。
[0003]目前公知的點(diǎn)式分離裝置主要使用火工品，如爆炸螺栓、火工螺母、火工鎖等產(chǎn)品。其中，如火工螺母工作原理是:鎖緊時(shí)螺栓與分離螺母連接，分離時(shí)通電引爆分離螺母內(nèi)部燃料，使其迅速由鎖緊狀態(tài)分開，釋放螺栓;又如火工鎖主要包括電連接器、活塞、加載螺母連接桿等，其工作原理是:以內(nèi)部爆炸作用力推動(dòng)可滑動(dòng)活塞，使相關(guān)連接部位完全脫離。但是上述火工分離裝置均存在對結(jié)構(gòu)的沖擊載荷大，火藥燃燒或爆炸會(huì)產(chǎn)生有害氣體、碎片等污染空間環(huán)境，不可重復(fù)使用、不便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不易儲(chǔ)存等的缺陷。
[0004]同時(shí)也可采用非火工分離裝置，非火工分離裝置多使用形狀記憶合金絲作為觸發(fā)源將分離螺母與螺栓驅(qū)動(dòng)分離，如QWKNUT分離螺母，鎖緊時(shí)卡銷限制轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，滾柱在機(jī)架與分離螺母之間并與轉(zhuǎn)輪內(nèi)側(cè)凹槽角度交錯(cuò)，滾柱約束分離螺母徑向分離使其實(shí)現(xiàn)鎖緊。分離時(shí)驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)卡銷動(dòng)作，解除轉(zhuǎn)輪周向限制，使其在其他外力作用下旋轉(zhuǎn)一定角度，滾柱落入轉(zhuǎn)輪凹槽中，分離螺母失去徑向約束，分離螺母分離并釋放螺栓，完成解鎖。但是基于形狀記憶合金的分離裝置多存在形狀記憶合金絲自身電阻較小，較熱效率低，響應(yīng)時(shí)間長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種非火工點(diǎn)式分離裝置，該分離裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)速度快及分立時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]—種非火工點(diǎn)式分離裝置，其特征在于:
[0008]所述分離裝置包括分別設(shè)置于待分離體接觸端兩端，用于將待分離體相互連接為一體式結(jié)構(gòu)的分離端及捕獲端；
[0009]所述分離端設(shè)置于待分離體接觸端任意一端，所述分離端包括:
[0010]設(shè)置于待分離體接觸端任意一端的分離端連接框，
[0011]設(shè)置于所述分離端連接框上的失電電磁鐵，
[0012]設(shè)置于所述分離端連接框端面中心位置處、用于容納外轉(zhuǎn)盤的外殼，該外殼具有供外轉(zhuǎn)盤臂穿出并橫向移動(dòng)一定距離的外殼通孔，
[0013]設(shè)置于所述外殼內(nèi)且通過自所述外殼通孔穿出的外轉(zhuǎn)盤臂連接失電電磁鐵的外轉(zhuǎn)盤，該外轉(zhuǎn)盤具有容納內(nèi)轉(zhuǎn)盤的外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑并沿所述外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑圓周方向均布若干弧形凹槽，
[0014]纏繞于所述外轉(zhuǎn)盤外側(cè)并預(yù)留一定扭力的扭簧，該扭簧一端與外轉(zhuǎn)盤臂固連，另一端固定于分離端連接框上的扭簧固定孔內(nèi)，
[0015]套裝于所述外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑中的內(nèi)轉(zhuǎn)盤，該內(nèi)轉(zhuǎn)盤具有容納分離螺母的內(nèi)轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑并沿所述內(nèi)轉(zhuǎn)盤圓周方向均布若干與所述弧形凹槽數(shù)量一致的插槽結(jié)構(gòu)，
[0016]若干部分插裝于各插槽結(jié)構(gòu)中的滾柱，并使得每一滾柱在所述外轉(zhuǎn)盤未旋轉(zhuǎn)時(shí)，均布于所述外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑與分離螺母之間，同時(shí)在所述外轉(zhuǎn)盤在扭簧驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，能夠在分離螺母橫向作用力下被擠入各所述弧形凹槽中，進(jìn)而失去對分離螺母的限位作用，
[0017]由若干分離部件組成的且具有容納螺栓的螺母內(nèi)徑的分離螺母，各分離部件相互獨(dú)立且僅在各滾柱限位作用下能夠構(gòu)成完整的螺母結(jié)構(gòu)，以使得各分離部件所構(gòu)成的螺母結(jié)構(gòu)能夠在所述外轉(zhuǎn)盤在扭簧驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，在彈性部件及預(yù)緊力在作用下相互分離，進(jìn)而失去對螺栓的限位作用，
[0018]以及依次穿過捕獲端連接框、分離端連接框以及分離螺母，且與分離螺母之間具有一定預(yù)緊力的螺栓，所述螺栓一端通過彈性部件抵靠于所述分離端的外殼內(nèi)壁上，另一端固定于所述捕獲端連接框上；
[0019]所述捕獲端通過所述捕獲端連接框設(shè)置于待分離體接觸端另一端。
[0020]進(jìn)一步的，所述失電電磁鐵通過L形支架安裝于所述分離端連接框上。
[0021 ]進(jìn)一步的，所述彈性部件優(yōu)選采用橡膠壓片。
?0022] 進(jìn)一步的，所述捕獲端包括:
[0023]設(shè)置于待分離體接觸端另一端端面的捕獲端連接框；
[0024]設(shè)置于所述捕獲端連接框上且具有內(nèi)部容納腔的套筒；
[0025]設(shè)置于所述內(nèi)部容納腔內(nèi)，用于供在預(yù)緊力作用下，自所述分離端彈出的螺栓穿過并緩沖所述螺栓彈出速度的內(nèi)襯；
[0026]以及設(shè)置于所述內(nèi)襯下端，用于與所述內(nèi)襯相互配合捕獲穿過所述內(nèi)襯的螺栓的橡膠墊，即使得穿過所述內(nèi)襯的螺栓在橡膠墊與內(nèi)襯之間震蕩，完成螺栓捕獲過程。
[0027]優(yōu)選的，所述內(nèi)襯中心位置處開有供在預(yù)緊力作用下，自所述分離端彈出的螺栓穿過的十字形開孔，內(nèi)襯上開有一十字形開孔的設(shè)計(jì)，能夠使得使離后具有一定速度的螺栓穿過，并不能輕易自十字形開孔彈出內(nèi)部容納腔。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0029]1.本裝置不需要火工品，大大降低了對裝置整體結(jié)構(gòu)的沖擊，同時(shí)具有易儲(chǔ)存，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體、碎片等污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn);且可重復(fù)使用，并能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
[0030]2.本裝置使用失電電磁鐵作為控制裝置，反應(yīng)靈敏，通電極短時(shí)間內(nèi)便可完成對外轉(zhuǎn)盤臂的釋放，且所需電壓僅為24V;不通電時(shí)可緊緊吸住外轉(zhuǎn)盤臂，實(shí)現(xiàn)鎖緊，節(jié)省能源。
[0031]3.本裝置使用扭簧作為驅(qū)動(dòng)源，相比于形狀記憶合金，不需加熱，反應(yīng)速度快，產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力大且使得分離裝置更容易克服零件間存在的摩擦力。
[0032]4.本裝置以外轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)解鎖，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，降低了解鎖所需的驅(qū)動(dòng)力矩，使所需的扭簧剛度更低。
[0033]5.本裝置的捕獲端通過一個(gè)內(nèi)襯和一個(gè)橡膠墊相互配合可以有效對螺栓完成捕獲并緩沖，降低了分離過程螺栓對結(jié)構(gòu)的沖擊。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明所述分離裝置整體裝配示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明所述分離裝置局部剖視圖；
[0036]圖3為本發(fā)明所述分離裝置外轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明所述分離裝置內(nèi)轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖5a、圖5b為本發(fā)明所述分離裝置外轉(zhuǎn)盤、滾柱及內(nèi)轉(zhuǎn)盤排布結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明所述分離裝置分離端連接框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為本發(fā)明所述分離裝置捕獲端局部剖視圖。
[0041 ]圖中:1、失電電磁鐵，2、分離端連接框，3、L形支架，4、外轉(zhuǎn)盤，41、外轉(zhuǎn)盤連接臂，42、外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑，43、弧形凹槽，5、扭簧，6、內(nèi)轉(zhuǎn)盤，61、插槽結(jié)構(gòu)，7、分離螺母，8、滾柱，9、捕獲端連接框，1、螺栓，11、彈性部件，12、外殼，13、橡膠墊，14、套筒，15、內(nèi)襯，16、扭簧固定孔，17、分離端連接框通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0043]本發(fā)明所述非火工點(diǎn)式分離裝置包括分離端及捕獲端，兩者分別設(shè)置于待分離體接觸端兩端，用以將待分離體相互連接為一體并在失電電磁鐵通電時(shí)完成分離;其工作原理:鎖緊時(shí):在扭簧預(yù)緊力作用下，螺栓對分離螺母有徑向分力作用，使其有徑向位移的趨勢，而分離螺母外的滾柱限制其徑向位移，使得整個(gè)裝置在外轉(zhuǎn)盤中達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)鎖緊；分離時(shí):失電電磁鐵通電，失電電磁鐵失磁，因而對外轉(zhuǎn)盤臂的吸附力消失，使得外轉(zhuǎn)盤能夠在扭簧驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)過一定角度，安裝于外轉(zhuǎn)盤內(nèi)徑與分離螺母之間的各滾柱被擠入外轉(zhuǎn)盤的弧形凹槽中，隨著各滾柱失去對分離螺母的限位，使得螺栓在彈性部件作用下彈出完成分離;彈出的螺栓沖過捕獲端中內(nèi)襯的十字形開孔，并使其在橡膠墊與內(nèi)襯之間震蕩，直至能量被吸收完全，以實(shí)現(xiàn)捕獲及緩沖全部過程。
[0044]具體的，如圖1-圖2所示，所述分離端設(shè)置于待分離體接觸端任意一端(通常來說設(shè)置于如圖1所示的上端)，所述分離端包括:
[0045]設(shè)置于待分離體接觸端任意一端的分離端連接框2;
[0046]設(shè)置于所述分離端連接框2上的失電電磁鐵I，所述失電電磁鐵I通過L形支架3安裝于所述分離端連接框2上，該失電電磁鐵I連接可控通斷的的直流電源，在未通電時(shí)，能夠吸附連接于其上的外轉(zhuǎn)盤臂41，在通電時(shí)，失電電磁鐵I消磁，因而失去對外轉(zhuǎn)盤臂41吸附力，外轉(zhuǎn)盤臂41能夠在預(yù)留一定扭力的扭簧驅(qū)動(dòng)下，在外殼通孔內(nèi)橫向移動(dòng)一定距離；
[0047]設(shè)置于所述分離端連接框端面中心位置處、用于容納外轉(zhuǎn)盤的外殼12，該外殼12具