一种包带式解锁分离装置的制作方法

1.本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种包带式解锁分离装置。

背景技术：

2.例如航天器的舱段之间或者导弹的多级弹体之间等的需要具备解锁分离功能的圆筒结构上，通常采用包带式解锁分离装置来实现连接。传统的包带式解锁分离装置多采用火工制品，其具有安全性能较差、冲击载荷较大、难以重复利用、环境污染较大等诸多缺点，并且包带式解锁分离装置的位置保持结构(位置保持结构可以使包带的形状保持不变，进而锁定相连的舱段或弹体等)通常设置于圆筒结构的外表面，导致圆筒结构的外表面不够光滑，影响了飞行性能。随着相关产品对安全性能、冲击载荷、环境保护、飞行性能等要求逐渐提高，传统的包带式解锁分离装置越来越难以适用。

技术实现要素：

3.本发明解决的问题是如何提高包带式解锁分离装置的适用性。
4.为解决上述问题，本发明提供一种包带式解锁分离装置，包括条带结构和位置保持结构，所述条带结构包括具有弹性的条带本体和夹块，所述夹块设有限位槽，所述限位槽用于插接第一圆筒结构内壁上的第一限位凸起和第二圆筒结构内壁上的第二限位凸起，所述条带本体用于发生弹性形变以通过夹块抵持所述第一限位凸起和所述第二限位凸起，所述位置保持结构用于与所述条带本体的两端连接以保持所述条带本体处于弹性形变状态。
5.可选地，所述位置保持结构包括锁紧绳和一对相互铰接的连杆，所述连杆的一端设有分瓣夹块，两个所述分瓣夹块用于夹持所述条带本体的两端，两个所述连杆的另一端通过处于绷直状态的所述锁紧绳连接。
6.可选地，所述位置保持结构还包括解锁器，所述解锁器设置于所述连杆上，所述解锁器用于断开所述锁紧绳或使所述锁紧绳处于松弛状态。
7.可选地，所述解锁器为热刀解锁装置，所述热刀解锁装置包括相互连接的支架和刀片部，所述支架装设于所述连杆上，所述刀片部抵接所述锁紧绳，所述刀片部用于熔断所述锁紧绳。
8.可选地，所述锁紧绳为大力马绳。
9.可选地，还包括至少一对辅助绳，所述辅助绳的一端连接于所述位置保持结构，另一端连接于所述条带结构，其中每一对辅助绳皆对称布置。
10.可选地，所述条带本体的两端分别设有连接柱，所述连接柱用于夹持于两个所述分瓣夹块中。
11.可选地，所述条带结构还包括夹紧螺母，每个所述连接柱与至少两个所述夹紧螺母螺纹连接，两个所述连接柱分别通过所述夹紧螺母夹紧连接于所述条带本体的两端。
12.可选地，两个所述分瓣夹块为分瓣螺母，两个所述分瓣螺母用于形成螺纹孔以与所述连接柱螺纹连接。
13.可选地，所述条带本体呈开口环结构，多个所述夹块均匀设置于所述条带本体的周向侧壁。
14.本发明的包带式解锁分离装置通过夹块的限位槽插接限位第一圆筒结构和第二圆筒结构，位置保持结构将条带结构的两端锁紧固定，实现了第一圆筒结构和第二圆筒结构之间的锁紧固定，进而实现了例如航天器的舱段之间的锁紧固定；在解锁分离时，位置保持结构解除对条带结构的两端的锁紧固定，由于条带本体具有弹性，此时条带本体一定程度上收缩变形，导致夹块与第一圆筒结构和第二圆筒结构之间的连接解除，第一圆筒结构和第二圆筒结构之间实现了解锁分离；并且，本实施例的包带式解锁分离装置可以设置在内壁，相比于将条带结构设置在第一圆筒结构和第二圆筒结构的外壁，本方案有利于提高第一圆筒结构和第二圆筒结构的飞行性能，提高了包带式解锁分离装置的适用性，使得包带式解锁分离装置能适用于例如导弹的多级弹体解锁分离等对圆筒结构的外表面光滑程度要求较高的应用场景。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的包带式解锁分离装置的三维示意图；
16.图2为图1中ⅰ处的放大示意图；
17.图3为本发明实施例提供的连杆的三维示意图；
18.图4为本发明实施例提供的包带式解锁分离装置的位于夹块处的截面示意图。
19.附图标记说明：
20.1、条带结构；11、条带本体；12、夹块；121、限位槽；13、连接柱；14、夹紧螺母；2、位置保持结构；21、连杆；211、分瓣夹块；2111、夹紧凹槽；212、锁紧绳连接部；213、铰接座；214、辅助绳连接部；22、锁紧绳；23、解锁器；3、辅助绳；400、第一圆筒结构；401、第一限位凸起；500、第二圆筒结构；501、第二限位凸起。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
22.需要说明的是，本文提供的坐标系xyz中，x轴正向代表的右方，x轴的反向代表左方，y轴的正向代表后方，y轴的反向代表前方，z轴的正向代表上方，z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
23.本发明实施例提供一种包带式解锁分离装置，包括条带结构1和位置保持结构2，所述条带结构1包括具有弹性的条带本体11和夹块12，所述夹块12设有限位槽121，所述限位槽121用于插接第一圆筒结构400内壁上的第一限位凸起401和第二圆筒结构500内壁上的第二限位凸起501，所述条带本体11用于发生弹性形变以通过夹块12抵持所述第一限位凸起401和所述第二限位凸起501，所述位置保持结构2用于与所述条带本体11的两端连接以保持所述条带本体11处于弹性形变状态。
24.需要说明的是，本文中所述的第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间的解锁分离，描述的是航天器的舱段之间、卫星与箭体之间等的解锁分离，亦或是导弹的多级弹体之间、飞行器机体与有效载荷之间等的解锁分离，包带式解锁分离可以应用于上述的圆筒结构或者类似于圆筒结构的结构之间的解锁分离，后文中涉及到的相关描述皆为举例说明，在此不作具体限制。
25.具体地，结合图1和图2所示，条带本体11为扁长的条带状或类似于条带状的结构，并且条带结构1绕设于第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁，形成了c字形或类似于c字形的结构。在位置保持结构2未锁紧或实现解锁分离时，条带本体11具有弹性且未受到位置保持结构2的锁紧力限制，因此条带本体11一定程度上向自身中心收拢产生弹性形变，导致夹块12与第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁上分别设置的第一限位凸起401和第二限位凸起501解除连接，此时第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间未受到条带结构1的限位约束，因此可以解锁分离；在锁紧装配时，第一圆筒结构400和第二圆筒结构500对接后，可以将条带结构1拉伸至其形状与第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁形状相吻合，使夹块12的限位槽121与第一限位凸起401和第二限位凸起501抵持，并通过位置保持结构2将条带结构1的两端锁紧限位。另外，夹块12也可以设置有两个限位槽121，分别插接第一限位凸起401和第二限位凸起501，其同样可以实现限位功能，或者多个限位槽121同时插接以提高连接限位的稳固性，在此不作具体限制。
26.示例性地，位置保持结构2可以采用航天领域较为常用的记忆合金胀断器，通过切槽螺栓将条带结构1的两端相对固定地连接，在解锁分离时利用记忆合金通电膨胀的原理，将切槽螺栓胀断，使得位置保持结构2对条带结构1的两端的限位解除，条带结构1由于自身的弹性而自动收缩，导致条带结构1与第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间分离，实现了第一圆筒结构400与第二圆筒结构500的解锁分离(本方案未在图中示出)。
27.示例性地，结合图4所示，夹块12与条带本体11一体式连接，条带本体11为c字形或类似于c字形的结构，夹块12设置于条带本体11的外壁上，且夹块12的长度与条带本体11相等或近似相等(图中未示出夹块12的长度)，夹块12的外壁上开设有限位槽121，第一圆筒结构400和第二圆筒结构500上分别设置有沿其内壁周向分布的第一限位凸起401和第二限位凸起501，当第一圆筒结构400与第二圆筒结构500相互连接时，第一限位凸起401与第二限位凸起501抵接形成的凸起结构可以插接于限位槽121中，而当条带本体11由于弹性作用而收缩时，夹块12随着条带本体11收缩，进而导致上述的凸起结构自限位槽121中拔出。这样，通过位置保持结构2限位条带本体11的两端，进而使得位于条带本体11外壁的夹块12实现了对第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的限位，提高了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间的连接稳定性；解锁分离时，位置保持结构2解除对条带本体11的限位，条带本体11由于具有弹性而收缩，使得限位槽121与第一限位凸起401和第二限位凸起501分离，进而实现了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的解锁分离。
28.本实施例的包带式解锁分离装置通过夹块12的限位槽121插接限位第一圆筒结构400和第二圆筒结构500，位置保持结构2将条带结构1的两端锁紧固定，实现了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间的锁紧固定，进而实现了例如航天器的舱段之间的锁紧固定；在解锁分离时，位置保持结构2解除对条带结构1的两端的锁紧固定，由于条带本体11具有弹性，此时条带本体11一定程度上收缩变形，导致夹块12与第一圆筒结构400和第二圆筒
结构500之间的连接解除，第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间实现了解锁分离；并且，本实施例的包带式解锁分离装置可以设置在内壁，相比于将条带结构1设置在第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的外壁，本方案有利于提高第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的飞行性能，提高了包带式解锁分离装置的适用性，使得包带式解锁分离装置能适用于例如导弹的多级弹体解锁分离等对圆筒结构的外表面光滑程度要求较高的应用场景。
29.另外，该包带式解锁分离装置的位置保持结构2可以选用例如记忆合金胀断器、热刀解锁装置(将于后文介绍)等的非火工制品，降低了对周围环境的污染，降低了对其他结构的冲击力，还具有可重复利用、易于储存等优点，相比于采用火工制品的包带式解锁分离装置具有更好的适用性。
30.可选地，所述位置保持结构2包括锁紧绳22和一对相互铰接的连杆21，所述连杆21的一端设有分瓣夹块211，两个所述分瓣夹块211用于夹持所述条带本体11的两端，两个所述连杆21的另一端通过处于绷直状态的所述锁紧绳22连接。
31.具体地，结合图1、图2和图3所示，连杆21的中心处设有铰接座213，两个连杆21通过各自的铰接座213铰接形成类似于剪刀的杠杆结构，即铰接中心作为支点，两个连杆21形成了两个力臂，连杆21于图中x轴反方向的一端设有分瓣夹块211。两个连杆21以不同的方向相对转动，可以使两个分瓣夹块211相互靠近直至夹紧条带结构1的两端，限制条带结构1的收缩，进而限位锁紧第一圆筒结构400和第二圆筒结构500；或者，使得两个分瓣夹块211相互远离直至松开条带结构1的两端，使条带结构1收缩，不再限位第一圆筒结构400和第二圆筒结构500。锁紧绳22可以采用强度较高的绳体材料进行编织，两个连杆21在图中x轴正方向的一端设有圆环或类似于圆环状的锁紧绳连接部212，锁紧绳22穿设于两个锁紧绳连接部212，锁紧绳22绷直时对两个锁紧绳连接部212产生拉力，进而使连杆21上的分瓣夹块211相互靠近而夹持条带本体11的两端。
32.需要说明的是，本实施例中的锁紧绳22可以根据压紧力、强度等需求采用不同的材料或编制方式，解锁器23也可以根据实际情况采用现有技术中的相关的解锁方式和结构，例如机械切断等。
33.如此，当包带式解锁分离装置锁紧时，两个分瓣夹块211夹紧条带结构1的两端，绷直状态的锁紧绳22施加拉紧力，两个连杆21形成了类似于剪刀的杠杆结构，因而在分瓣夹块211处得到了更大的压紧力，使得条带结构1的两端更稳固地锁紧；另外，通过锁紧绳22施加一定的预紧力，使得解锁器23断开锁紧绳22时，两个连杆21由于预紧力的释放而更快速地相对转动，进而迅速地使分瓣夹块211松开条带结构1的两端，实现了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间更快速地解锁释放。。
34.可选地，所述位置保持结构2还包括解锁器23，所述解锁器23设置于所述连杆21上，所述解锁器23用于断开所述锁紧绳22或使所述锁紧绳22处于松弛状态。
35.具体地，解锁器23可以采用机械剪切或者机械解锁等航空航天领域较为常用的结构使锁紧绳22断开，或者释放锁紧绳22使其处于松弛的状态。
36.如此，解锁器23通过断开锁紧绳22或使锁紧绳22处于松弛状态，使得连杆21可以相对转动以释放条带本体11的两端，进而使夹块12解除限位，实现第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的解锁分离。
37.可选地，所述解锁器23为热刀解锁装置，所述热刀解锁装置包括相互连接的支架
和刀片部，所述支架装设于所述连杆21上，所述刀片部抵接所述锁紧绳22，所述刀片部用于熔断所述锁紧绳22。
38.具体地，结合图1和图2所示，解锁器23为热刀解锁装置，热刀解锁装置的支架装设于连杆21的靠近锁紧绳连接部212的一端，热刀解锁装置的刀片部抵接于锁紧绳22，通电时热刀解锁装置的刀片部发热，其产生的高温可以导致锁紧绳22的熔断。
39.如此，通过使热刀解锁装置通电发热，进而熔断锁紧绳22，实现了分瓣夹块211的松开动作，进而实现了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的解锁分离；并且，相比于机械切断或者采用火工制品的断开方式，热刀解锁装置更适用于断开强度较高的锁紧绳22(例如大力马绳)，且对其他结构具有较低的冲击力，提高了该包带式解锁分离装置对于压紧力要求较高和稳定性要求较高的场景的适用性。
40.可选地，所述锁紧绳22为大力马绳。
41.具体地，大力马绳或大力马线常用于航空航天或军工领域，大力马绳强度高，耐腐蚀，适合于多种场景应用。
42.这样，锁紧绳22可以提供更大的锁紧力，使得该包带式解锁分离装置适用于对锁紧力要求较高的场景。
43.可选地，还包括至少一对辅助绳3，所述辅助绳3的一端连接于所述位置保持结构2，另一端连接于所述条带结构1，其中每一对辅助绳3皆对称布置。
44.具体地，结合图1、图2和图3所示，连杆21的铰接座213上设有圆环或类似于圆环状的辅助绳连接部214，条带结构1的条带本体11上也设有辅助绳连接部214，辅助绳3穿设于连杆21和条带本体11各自的辅助绳连接部214，并且两个辅助绳3平行于y轴，且相对于图中x轴对称布置，辅助绳3也可以具有一定的预紧力。
45.需要说明的是，辅助绳3的对数和材料可以根据需求进行选择，例如图中的两个辅助绳3皆平行于y轴，可以在偏离于图中y轴一定角度的方位上增设多对辅助绳3，在此不作具体限制。
46.如此，通过辅助绳3对于连杆21施加一定的拉力来辅助稳定连杆21，提高了连杆21的稳固性，使得分瓣夹块211更稳固地夹紧条带结构1的两端；另外，辅助绳3还可以具有一定的预紧力，以便解锁分离时，辅助绳3能够辅助条带结构1的快速收缩。
47.可选地，所述条带本体11的两端分别设有连接柱13，所述连接柱13用于夹持于两个所述分瓣夹块211中。
48.具体地，结合图1、图2和图3所示，条带本体11的两端固设有连接柱13，分瓣夹块211上还可以设有夹紧凹槽2111。两个连杆21以不同方向相对转动，可以使两个分瓣夹块211夹紧两个连接柱13，两个连接柱13受到夹紧凹槽2111的限位；或者，使两个分瓣夹块211相互远离，松开两个连接柱13。
49.如此，通过分瓣夹块211夹紧连接柱13可以更稳固地锁紧条带本体11的两端，进而提高第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间锁紧的稳固性。
50.可选地，所述条带结构1还包括夹紧螺母14，每个所述连接柱13与至少两个所述夹紧螺母14螺纹连接，两个所述连接柱13分别通过所述夹紧螺母14夹紧连接于所述条带本体11的两端。
51.具体地，结合图1和图2所示，连接柱13穿设于条带本体11的端部，连接柱13为螺柱
结构，夹紧螺母14螺纹连接于连接柱13上且位于条带本体11的端部的两侧。
52.需要理解的是，当每个连接柱13与两个以上的夹紧螺母14螺纹连接时，其同样可以实现上述的夹紧螺母14向条带本体11的端部拧紧，进而将连接柱13夹紧连接于条带本体11的端部，实现通过增设夹紧螺母14的数量来提高对条带本体11夹紧连接的稳固性，在此不作具体限制。
53.如此，通过将两个夹紧螺母14向条带本体11的端部拧紧，实现了连接柱13与条带本体11的端部的连接，通过调整夹紧螺母14与连接柱13螺纹连接的位置，便于调整条带本体11的张力，使夹块12更贴合于第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁，提高了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间锁紧的稳固性。
54.可选地，两个所述分瓣夹块211为分瓣螺母，两个所述分瓣螺母用于形成螺纹孔以与所述连接柱13螺纹连接。
55.具体地，结合图1、图2和图3所示，其中分瓣夹块211上设置的夹紧凹槽2111上设有螺纹，即分瓣夹块211为分瓣螺母，两个分瓣螺母夹紧连接柱13时拼接形成了螺纹孔，使得连接柱13与夹紧状态下的分瓣螺母螺纹连接。
56.如此，通过采用分瓣螺母作为分瓣夹块211，使得连接柱13与分瓣夹块211的连接更稳固，并且通过拧紧和拧松连接柱13与分瓣螺母之间的螺纹连接，可以进一步地调整条带结构1的张力，使其更贴合于第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁，提高了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间锁紧的稳固性。
57.可选地，所述条带本体11呈开口环结构，多个所述夹块12均匀设置于所述条带本体11的周向侧壁。
58.具体地，结合图1所示，包括图中因被遮挡而未示出的夹块12，总共设有八个夹块12，条带本体11呈具有开口的环形结构绕设于第一圆筒结构400和第二圆筒结构500的内壁，八个夹块12相对于图中x轴对称地布置于条带本体11的外壁上，并且均匀、等间隔地沿条带本体11形成的环形曲线分布。
59.如此，通过夹块12沿条带本体11的周向侧壁均匀设置，使得第一圆筒结构400和第二圆筒结构500受到夹块12的锁紧力均匀分布，提高了第一圆筒结构400和第二圆筒结构500之间锁紧的稳固性。
60.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种包带式解锁分离装置，其特征在于，包括条带结构(1)和位置保持结构(2)，所述条带结构(1)包括具有弹性的条带本体(11)和夹块(12)，所述夹块(12)设有限位槽(121)，所述限位槽(121)用于插接第一圆筒结构(400)内壁上的第一限位凸起(401)和第二圆筒结构(500)内壁上的第二限位凸起(501)，所述条带本体(11)用于发生弹性形变以通过夹块(12)抵持所述第一限位凸起(401)和所述第二限位凸起(501)，所述位置保持结构(2)用于与所述条带本体(11)的两端连接以保持所述条带本体(11)处于弹性形变状态。2.根据权利要求1所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述位置保持结构(2)包括锁紧绳(22)和一对相互铰接的连杆(21)，所述连杆(21)的一端设有分瓣夹块(211)，两个所述分瓣夹块(211)用于夹持所述条带本体(11)的两端，两个所述连杆(21)的另一端通过处于绷直状态的所述锁紧绳(22)连接。3.根据权利要求2所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述位置保持结构(2)还包括解锁器(23)，所述解锁器(23)设置于所述连杆(21)上，所述解锁器(23)用于断开所述锁紧绳(22)或使所述锁紧绳(22)处于松弛状态。4.根据权利要求3所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述解锁器(23)为热刀解锁装置，所述热刀解锁装置包括相互连接的支架和刀片部，所述支架装设于所述连杆(21)上，所述刀片部抵接所述锁紧绳(22)，所述刀片部用于熔断所述锁紧绳(22)。5.根据权利要求2所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述锁紧绳(22)为大力马绳。6.根据权利要求1所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，还包括至少一对辅助绳(3)，所述辅助绳(3)的一端连接于所述位置保持结构(2)，另一端连接于所述条带结构(1)，其中每一对辅助绳(3)皆对称布置。7.根据权利要求2所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述条带本体(11)的两端分别设有连接柱(13)，所述连接柱(13)用于夹持于两个所述分瓣夹块(211)中。8.根据权利要求7所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述条带结构(1)还包括夹紧螺母(14)，每个所述连接柱(13)与至少两个所述夹紧螺母(14)螺纹连接，两个所述连接柱(13)分别通过所述夹紧螺母(14)夹紧连接于所述条带本体(11)的两端。9.根据权利要求7所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，两个所述分瓣夹块(211)为分瓣螺母，两个所述分瓣螺母用于形成螺纹孔以与所述连接柱(13)螺纹连接。10.根据权利要求1所述的包带式解锁分离装置，其特征在于，所述条带本体(11)呈开口环结构，多个所述夹块(12)均匀设置于所述条带本体(11)的周向侧壁。

技术总结

本发明提供了一种包带式解锁分离装置，涉及航空航天技术领域，包括条带结构，其包括具有弹性的条带本体和夹块，夹块通过限位槽限位第一圆筒结构和第二圆筒结构，条带本体用于发生弹性形变以通过夹块抵持第一限位凸起和第二限位凸起，还包括位置保持结构，与条带本体的两端连接以保持条带本体处于弹性形变状态。本发明通过位置保持结构将条带结构的两端限位，并通过夹块限位第一圆筒结构和第二圆筒结构；解锁分离时，位置保持结构解除限位，条带结构收缩变形，实现解锁分离；本发明可设置在内壁，更适于对圆筒结构外表面光滑程度要求较高的场景。的场景。的场景。