1.本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种分瓣螺母式解锁释放装置及可重复使用的解锁释放装置。


背景技术：

2.解锁释放装置用于固定结构与分离结构之间的连接与分离。航天器上的解锁释放装置通常用于星箭分离、太阳帆板与天线的压紧与释放等。分离释放装置在到达预定轨道前一直处于锁紧状态，在到达轨道后即解锁释放，完成航天任务。
3.分离释放的可靠性、分离冲击对任务的完成起到关键作用。随着航天空间技术的发展，航天任务对分离释放装置的要求越来越苛刻，提高可靠性、降低释放冲击是分离装置今后发展的趋势。
4.解锁释放装置分为火工释放和非火工释放两种。火工释放是利用火药发生爆炸或者燃烧产生巨大的能量从而拉断或者剪断连接销，从而实现解锁。然而，火工释放一般都存在冲击力巨大的缺陷。为了降低分离冲击，研究人员设计了非火工释放装置，非火工释放装置的承载采取两种方式：直接承载和间接承载。直接承载主要指螺纹承载，包括分瓣式螺母和非自锁螺纹；间接承载指增力机构和死点机构。非火工释放装置一般采用电驱卷轴解锁、熔断解锁、石蜡驱动解锁和记忆合金驱动解锁这四种驱动方式。非火工释放装置降低了分离冲击却又难以解决分离响应慢的缺点。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种分瓣螺母式解锁释放装置，有助于解决上述技术问题。
6.本发明是这样实现的：
7.一种分瓣螺母式解锁释放装置，包括基座、固定套筒、旋转箍筒、转动弹簧、限位滚动件、分瓣螺母和触发器；所述固定套筒设置在所述基座上，所述旋转箍筒、所述固定套筒和所述分瓣螺母同轴设置，所述固定套筒位于所述旋转箍筒和所述分瓣螺母之间；所述转动弹簧设置在所述基座和所述旋转箍筒之间，所述转动弹簧用于带动所述旋转箍筒相对于所述固定套筒绕共同的轴线转动；所述触发器与所述旋转箍筒的外壁连接，用于限制所述转动弹簧带动所述旋转箍筒转动；所述固定套筒的侧壁开设有通孔，所述旋转箍筒的内壁设置有容置槽，所述限位滚动件活动设置在所述通孔中。
8.所述触发器处于锁紧状态时，所述转动弹簧无法带动所述旋转箍筒转动，且所述通孔与所述容置槽错位相对，使所述限位滚动件位于所述通孔中，各个所述分瓣螺母无法相互分离；所述触发器处于释放状态时，所述转动弹簧能够带动所述旋转箍筒转动至所述通孔与所述容置槽相对应的位置，使所述限位滚动件从所述通孔向所述容置槽移动，各个所述分瓣螺母得以相互分离。
9.上述分瓣螺母式解锁释放装置在航天器到达预定轨道前一直处于锁紧状态，当航
天器到达预定轨道需要将释放分离结构时，利用触发器解除旋转箍筒的转动限制，在转动弹簧的作用下将旋转箍筒旋转一定角度，使得旋转箍筒内壁上的容置槽与通孔从错位状态转变为对位状态，此时，限位滚动件从通孔中沿固定套筒的径向移动至容置槽中，从而为各个分瓣螺母相互分离提供了拆分空间。
10.进一步地，所述限位滚动件为圆柱形销柱或者滚珠。其技术效果在于：圆柱形销柱或者滚珠以及其他类似的结构能够保证旋转箍筒可相对于固定套筒转动，且在转动到合适的位置时限位滚动件能够沿固定套筒的径向活动。
11.进一步地，所述基座上设置有拉簧固定柱，所述旋转箍筒的外壁设置有拉簧支座，所述转动弹簧为拉伸弹簧；所述拉伸弹簧的两端分别连接所述拉簧固定柱和所述拉簧支座。其技术效果在于：拉伸弹簧与拉簧固定柱、拉簧支座的组合结构，对于平稳地驱动旋转箍筒转动具有高效、冲击力小且可循环重复作用的效果。
12.进一步地，所述基座上设置有弧形槽，所述拉簧支座的一端位于所述弧形槽中，所述弧形槽与所述拉簧支座的活动轨迹重合。其技术效果在于：弧形槽对拉簧支座的弧形移动具有导向作用。
13.进一步地，所述触发器包括作动销；所述旋转箍筒的外壁上设置有与所述作动销对应的限位凸台。其技术效果在于：作动销与限位凸台的组合结构具有锁止限位、解除锁止和重复使用的功能。
14.进一步地，所述触发器还包括拔销机构；所述拔销机构与所述作动销连接，所述拔销机构为记忆合金启动式、电磁启动式或者石蜡启动式结构。其技术效果在于：根据不同的使用环境可选择常规设计中不同的拔销机构，以满足安装空间、操作空间、配合控制等使用便利性需求。
15.进一步地，还包括助分机构；所述助分机构包括压缩弹簧；所述压缩弹簧设置在相邻的所述分瓣螺母之间，所述压缩弹簧用于促使各个所述分瓣螺母相互分离。其技术效果在于：第一个助分机构，从分瓣螺母内部提供分离动力，安装可靠使用稳定性强。
16.进一步地，还包括助分机构；所述助分机构包括锥形顶筒和顶推弹簧；所述锥形顶筒设置在所述基座与所述分瓣螺母之间，且所述锥形顶筒与所述分瓣螺母同轴设置；所述锥形顶筒的上表面为向上隆起的圆锥状，所述分瓣螺母的下表面与所述锥形顶筒的上表面贴合；所述顶推弹簧位于所述锥形顶筒和所述基座之间。其技术效果在于：第二个助分机构，从分瓣螺母的底部提供分离导向便利，优选地，可以在锥形顶筒和分瓣螺母的接触面上设置利于相互滑移的导槽和导轨。
17.进一步地，还包括助分机构；所述助分机构包括锥形顶盖；所述锥形顶盖设置在所述分瓣螺母远离所述基座的一侧；所述锥形顶盖的下表面为向下隆起的圆锥状，所述分瓣螺母的上表面与所述锥形顶盖的下表面贴合。其技术效果在于：第三个助分机构，从分瓣螺母的顶部提供分离导向便利，优选地，可以在锥形顶盖和分瓣螺母的接触面上设置利于相互滑移的导槽和导轨。
18.一种可重复使用的解锁释放装置，包括复位杆以及上述分瓣螺母式解锁释放装置，所述复位杆与所述旋转箍筒的外壁连接。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明的分瓣螺母式解锁释放装置和可重复使用的解锁释放装置，利用转动弹簧
带动旋转箍筒转动实现限位滚动件向外移动，错开空间促使分瓣螺母之间相互分离，完成固定结构与分离结构的解锁释放，具有释放冲击小、响应速度快的优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置的外形立体结构示意图；
23.图2为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置的俯视图(卸下外罩)；
24.图3为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置的内部结构剖视图(释放前)；
25.图4为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置的内部结构剖视图(释放后)；
26.图5为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置的内部结构轴向剖视图；
27.图6为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置中旋转箍筒、固定套筒和分瓣螺母的相对位置结构图；
28.图7为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置中锥形顶盖、分瓣螺母和锥形顶筒的外形结构立体图；
29.图8为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置中锥形顶盖、分瓣螺母和锥形顶筒的外形结构侧视图；
30.图9为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置中锥形顶盖、分瓣螺母和锥形顶筒的内部结构示意图；
31.图10为本发明提供的分瓣螺母式解锁释放装置中分瓣螺母和锥形顶筒的安装配合图；
32.图11为本发明提供的可重复使用的解锁释放装置的外形立体结构示意图。
33.图标：100-基座；110-拉簧固定柱；200-固定套筒；300-旋转箍筒；310-拉簧支座；320-限位凸台；400-转动弹簧；500-限位滚动件；600-分瓣螺母；700-触发器；710-作动销；810-压缩弹簧；820-锥形顶筒；830-顶推弹簧；840-锥形顶盖；900-复位杆。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和标注的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
39.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.第一实施例：
42.图1为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置的外形立体结构示意图；图2为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置的俯视图(卸下外罩)；图3为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置的内部结构剖视图(释放前)；图4为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置的内部结构剖视图(释放后)；图5为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置的内部结构轴向剖视图；图6为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置中旋转箍筒300、固定套筒200和分瓣螺母600的相对位置结构图。请参照图1～图6，本实施例提供一种分瓣螺母600式解锁释放装置，包括基座100、固定套筒200、旋转箍筒300、转动弹簧400、限位滚动件500、分瓣螺母600和触发器700。
43.具体地，固定套筒200设置在基座100上，旋转箍筒300、固定套筒200和分瓣螺母600同轴设置，固定套筒200位于旋转箍筒300和分瓣螺母600之间；转动弹簧400设置在基座100和旋转箍筒300之间，转动弹簧400用于带动旋转箍筒300相对于固定套筒200绕共同的轴线转动；触发器700与旋转箍筒300的外壁连接，用于限制转动弹簧400带动旋转箍筒300转动；固定套筒200的侧壁开设有通孔，旋转箍筒300的内壁设置有容置槽，限位滚动件500活动设置在通孔中。
44.触发器700处于锁紧状态时，转动弹簧400无法带动旋转箍筒300转动，且通孔与容置槽错位相对，使限位滚动件500位于通孔中，各个分瓣螺母600无法相互分离；触发器700处于释放状态时，转动弹簧400能够带动旋转箍筒300转动至通孔与容置槽相对应的位置，使限位滚动件500从通孔向容置槽移动，各个分瓣螺母600得以相互分离。
45.在上述结构中，基座100为固定结构的组件，分离结构通过锁紧螺钉、分瓣螺母600与固定结构实现连接。
46.其中，固定套筒200固定设置在基座100上，旋转箍筒300活动设置在固定套筒200的周向之外。
47.其中，转动弹簧400可以是设置在旋转箍筒300侧壁的拉伸弹簧，也可以是设置在旋转箍筒300端面上的涡卷弹簧或者弹簧片，能够实现弹性推动旋转箍筒300绕固定套筒200转动即可。
48.本实施例的分瓣螺母600式解锁释放装置的工作原理和操作方法如下：
49.分瓣螺母600式解锁释放装置在航天器到达预定轨道前一直处于锁紧状态，当航天器到达预定轨道需要将释放分离结构时，利用触发器700解除旋转箍筒300的转动限制，在转动弹簧400的作用下将旋转箍筒300旋转一定角度，使得旋转箍筒300内壁上的容置槽与通孔从错位状态转变为对位状态，此时，限位滚动件500从通孔中沿固定套筒200的径向移动至容置槽中，从而为各个分瓣螺母600相互分离提供了拆分空间。
50.在至少一个优选实施例中，进一步地，如图3～图6所示，限位滚动件500为圆柱形销柱或者滚珠。在本实施例中，由于分瓣螺母600具有一定轴向长度，故优选采用圆柱形销柱。
51.在至少一个优选实施例中，进一步地，如图2、图3、图4所示，基座100上设置有拉簧固定柱110，旋转箍筒300的外壁设置有拉簧支座310，转动弹簧400为拉伸弹簧；拉伸弹簧的两端分别连接拉簧固定柱110和拉簧支座310。可选地，拉伸弹簧也可以直接通过勾环与旋转箍筒300外壁的结构相互连接。
52.在至少一个优选实施例中，进一步地，基座100上设置有弧形槽(未标注)，拉簧支座310的一端位于弧形槽中，弧形槽与拉簧支座310的活动轨迹重合。可选地，旋转箍筒300接触基座100的端面也可以整体内置于基座100上表面的圆形凹槽中，以提高旋转箍筒300的转动稳定性。
53.在至少一个优选实施例中，进一步地，如图3、图4所示，触发器700包括作动销710；旋转箍筒300的外壁上设置有与作动销710对应的限位凸台320。优选地，作动销710应沿旋转箍筒300的径向弹性设置，未解锁时，作动销710抵接旋转箍筒300的外壁，限制限位凸台320的周向转动，解锁时，作动销710离开旋转箍筒300的外壁，限位凸台320不受作动销710的限制可自由转动。
54.在至少一个优选实施例中，进一步地，触发器700还包括拔销机构(未标注)；拔销机构与作动销710连接，拔销机构为记忆合金启动式、电磁启动式或者石蜡启动式结构。根据航天器的实际使用场合条件，可选择满足要求的拔销启动方案。
55.在至少一个优选实施例中，进一步地，如图3～图6所示，还包括助分机构；助分机构包括压缩弹簧810；压缩弹簧810设置在相邻的分瓣螺母600之间，压缩弹簧810用于促使各个分瓣螺母600相互分离。此时，压缩弹簧810位于相邻的分瓣螺母600之间，且压缩弹簧810的长度方向与分瓣螺母600的轴线方向垂直，同时压缩弹簧810的长度方向不与分瓣螺母600的直径方向重合。
56.图7为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置中锥形顶盖840、分瓣螺母600和锥形顶筒820的外形结构立体图；图8为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置中锥形顶盖840、分瓣螺母600和锥形顶筒820的外形结构侧视图；图9为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置中锥形顶盖840、分瓣螺母600和锥形顶筒820的内部结构示意图；图10为本发明提供的分瓣螺母600式解锁释放装置中分瓣螺母600和锥形顶筒820的安装配合图。在至少一个优选实施例中，进一步地，如图7～图10所示，还包括助分机构；助分机构包括锥形
顶筒820和顶推弹簧830；锥形顶筒820设置在基座100与分瓣螺母600之间，且锥形顶筒820与分瓣螺母600同轴设置；锥形顶筒820的上表面为向上隆起的圆锥状，分瓣螺母600的下表面与锥形顶筒820的上表面贴合；顶推弹簧830位于锥形顶筒820和基座100之间。优选地，应当在锥形顶筒820和分瓣螺母600的接触面上设置利于相互滑移的导槽和导轨。
57.在至少一个优选实施例中，进一步地，如图7～图10所示，还包括助分机构；助分机构包括锥形顶盖840；锥形顶盖840设置在分瓣螺母600远离基座100的一侧；锥形顶盖840的下表面为向下隆起的圆锥状，分瓣螺母600的上表面与锥形顶盖840的下表面贴合。优选地，应当在锥形顶盖840和分瓣螺母600的接触面上设置利于相互滑移的导槽和导轨。
58.第二实施例：
59.图11为本发明提供的可重复使用的解锁释放装置的外形立体结构示意图。请参照图11，本实施例还提供一种可重复使用的解锁释放装置，包括复位杆900以及上述实施例中的任一种分瓣螺母600式解锁释放装置，复位杆900与旋转箍筒300的外壁连接。
60.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。