[发明专利]一种回缩避让式锁紧释放装置

说明书

本发明提供一种回缩避让式锁紧释放装置，包括支撑单元、锁紧单元、分离单元和回缩单元四个模块。被锁紧结构通过转接板支撑在旋转支撑座的花瓣结构上，旋转支撑座花瓣结构下缘支撑在外壳的楔形结构上，锁紧单元依次压紧脱开弹簧、转接板和旋转支撑座；解锁时，分瓣螺母分离，锁紧螺栓失去限位而被脱开弹簧弹出，旋转拉簧拉动滑动栓运动，进而拨动旋转支撑座旋转，旋转一定角度后，旋转支撑座在回缩弹簧作用下缩回外壳内，释放完成。在轨运行过程中，旋转拉簧会持续拉紧旋转支撑座，避免其发生转动。该装置可在被锁紧的结构和旋转支撑座之间产生可控间隙，避让被锁紧结构的工作行程，该装置结构紧凑、空间利用率高、装配简便、包容性好。

技术领域

本发明涉及航天器结构与机构的技术领域，特别涉及一种空间锁紧释放装置。

背景技术

航天器需要多种解锁装置实现两个结构之间的连接、锁紧与可控解锁功能，现有技术中的锁紧释放装置大多针对的是两个结构处于不同的安装基体，需要完全分离才能正常工作的场合，这种情况下，被锁紧结构在解锁之后成为两个独立运动的物体，例如多级运载火箭的分离、卫星与运载火箭之间的分离等。而对于航天器上的旋转类结构，发射阶段需要对其进行锁紧，保证结构能够承受发射力学环境，入轨解锁之后，被锁紧结构仍然连接在同一基体上，且工作中彼此之间存在相对运动。这就需要锁紧释放装置不仅能够可靠锁紧、可控解锁，还能在不增加其他辅助结构的前提下，使释放后的被锁紧结构之间产生足够的间隙，避免可能的摩擦或碰撞，确保航天器正常工作。

发明内容

本发明针对旋转类结构的锁紧分离需求，解决现有锁紧释放技术中存在的分离后间隙不受控、碰撞风险高、结构复杂等问题，提供一种结构紧凑、连接可靠、释放后间隙可控的锁紧释放装置。

本发明采用的技术方案为：一种回缩避让式锁紧释放装置，其包括支撑单元、锁紧单元、分离单元和回缩单元四个模块。

其中，支撑单元包括旋转支撑座、外壳和转接板；旋转支撑座上端和外壳内侧沿周向分别设有多个花瓣结构和楔形结构，连接时，被锁紧结构通过转接板支撑在旋转支撑座的花瓣结构上，旋转支撑座花瓣结构下缘支撑在外壳的楔形结构上，外壳底端固定在航天器舱板上。

其中，锁紧单元包括锁紧螺栓、加载螺母和分瓣螺母；锁紧螺栓顶部固定有弹簧压盖，预压缩的脱开弹簧安装在弹簧压盖和转接板之间；连接时经加载螺母向锁紧螺栓施加预紧载荷，从而向下压紧脱开弹簧、转接板和旋转支撑座，锁紧螺栓下端与拼合的分瓣螺母配合。

其中，分离单元采用脱开弹簧为解锁时锁紧螺栓弹出提供驱动力。

其中，回缩单元包括回缩弹簧、滑动栓和旋转拉簧，预压缩的回缩弹簧安装在楔形结构和旋转支撑座的翻边之间，旋转拉簧和滑动栓设置在外壳顶端的环形槽中。

锁紧状态下，由于锁紧螺栓预紧力的作用，转接板、旋转支撑座的空间位置被固定，起承力锁紧的作用；解锁时，分瓣螺母分离从而解除对锁紧螺栓的限位，锁紧螺栓在脱开弹簧回复力作用下弹出。旋转拉簧拉动滑动栓运动，同时拨动旋转支撑座旋转；旋转支撑座旋转一定角度后，其花瓣结构与外壳的楔形结构在周向上完全错开，花瓣结构旋转到两个楔形结构之间的缺口区，旋转支撑座失去纵向的限位，进而在回缩弹簧作用下缩回外壳内，释放完成；此时被锁紧结构和旋转支撑座之间的间隙最大，可防止分离后的结构之间发生摩擦或碰撞；在轨运行过程中，旋转拉簧会持续拉紧旋转支撑座，避免其发生转动。

进一步地，所述旋转支撑座上端的花瓣结构，其内侧支撑转接板的面为圆锥面，外侧下缘与外壳楔形结构配合的面为球面。

进一步地，所述外壳顶端内侧的楔形结构，其上表面为圆锥面，用于和旋转支撑座花瓣结构外侧下缘的球面配合，从而为旋转支撑座提供支撑。

进一步地，所述外壳楔形结构圆锥面沿逆时针方向设置有凸起止动结构，用于限制旋转支撑座的转动位置。