專利名稱：一種用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自治水下航行器，具體地說是一種用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自治水下航行器是一種依靠自身攜帶能源進(jìn)行自主航行的水下平臺(tái)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。自治水下航行器在執(zhí)行相關(guān)任務(wù)使命時(shí)將相關(guān)搭載設(shè)備、有效載荷或者緊急拋載物等附體和航行器平臺(tái)在控制作用下進(jìn)行快速分離是自治水下航行器的一項(xiàng)重要功能，具有重要的用途。目前，直接采用爆破螺栓進(jìn)行附體的連接和分離，由于結(jié)構(gòu)簡單、體積小、控制容易等原因得到了廣泛的采用。但直接采用爆破螺栓分離時(shí)，螺栓需要爆破斷裂，具有噪音大、有彈射物飛濺等缺點(diǎn)，在需要低噪音或者隱蔽操作的場(chǎng)合應(yīng)用受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服采用爆破螺栓進(jìn)行附體分離而存在的過程中噪音大、有爆破飛濺等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)。該低噪音分離機(jī)構(gòu)為非爆破附體分離機(jī)構(gòu)，在減小裝藥的情況下將裝藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活塞的動(dòng)能，依靠活塞桿的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)分離機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)附體和航行器的分離。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明包括機(jī)體、火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)、連接卡扣、扭簧銷軸、連接卡舌、上部楔塊及下部楔塊，其中扭簧銷軸安裝在機(jī)體上，所述連接卡扣鉸接于扭簧銷軸上，連接卡扣的一端掛在連接卡舌的一端，所述連接卡舌的另一端通過連接固定帶與附體相連，所述連接卡扣的另一端連接有上部楔塊，所述下部楔塊位于上部楔塊的下方；所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)體上，火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)的輸出端與所述下部楔塊相連、帶動(dòng)下部楔塊相對(duì)上部楔塊在所述機(jī)體上往復(fù)移動(dòng)；所述機(jī)體通過連接固定帶與自治水下航行器主體連接。其中:所述扭簧銷軸上套設(shè)有扭簧，該扭簧的一端與所述扭簧銷軸固接，另一端壓在所述連接卡扣上；所述扭簧銷軸的兩個(gè)翼端為方形，其余部分為圓柱，扭簧銷軸兩個(gè)方形的翼端分別插設(shè)在所述機(jī)體兩側(cè)開設(shè)的方形孔內(nèi)；所述下部楔塊可相對(duì)往復(fù)移動(dòng)地套在楔塊銷軸上，該楔塊銷軸的兩端分別與所述機(jī)體的兩側(cè)相連，在下部楔塊與其中一側(cè)機(jī)體之間設(shè)有套在所述楔塊銷軸上的壓縮彈簧，該壓縮彈簧的兩端分別與所述下部楔塊及一側(cè)機(jī)體相抵接；所述連接卡扣的一端為鉤狀，鉤掛在所述連接卡舌上開設(shè)的通孔內(nèi)，連接卡扣的另一端通過螺釘與上部楔塊固接；所述上部楔塊與下部楔塊之間的接觸面為斜面，上部楔塊通過下部楔塊的往復(fù)移動(dòng)沿所述斜面升降；所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括電點(diǎn)火具、連接壓環(huán)、殼體、藥柱、推桿、減震橡膠墊及連接件，其中殼體的一端設(shè)有連接件，另一端與帶有電點(diǎn)火具的連接壓環(huán)密封連接，所述藥柱位于殼體內(nèi)、與電點(diǎn)火具相連；所述推桿往復(fù)移動(dòng)地位于殼體內(nèi)，推桿的一端與殼體的內(nèi)壁密封接觸，另一端穿過所述連接件與所述下部楔塊相連，在推桿上套設(shè)有與所述連接件抵接的減震橡膠墊；所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)通過固定件安裝在機(jī)體上，在殼體內(nèi)部分別設(shè)有兩個(gè)相連通的空腔，一個(gè)空腔由與殼體一端螺紋連接的連接壓環(huán)封閉，另一個(gè)空腔由與殼體另一端螺紋連接的連接件封閉；所述藥柱位于一個(gè)空腔內(nèi)，電點(diǎn)火具的一端與自治水下航行器的控制系統(tǒng)電連接，另一端壓在所述藥柱上，在電點(diǎn)火具與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)有密封墊；所述推桿位于另一個(gè)空腔內(nèi)，該推桿的軸向截面為“T”形，其大端面一端的圓周面設(shè)有與所述殼體內(nèi)壁密封接觸的第一密封環(huán)，推桿的另一端依次穿過所述減震橡膠墊及連接件，在推桿靠近另一端端部的位置上設(shè)有與所述連接件內(nèi)壁密封接觸的第二密封環(huán)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:1.本發(fā)明采用非爆破附體分離機(jī)構(gòu)，在減小裝藥的情況下將裝藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活塞的動(dòng)能，依靠活塞桿的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)分離機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)附體和航行器的分離；由于分離機(jī)構(gòu)的火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)裝藥量小、機(jī)構(gòu)不破裂，故可實(shí)現(xiàn)附體和自治水下航行器的快速分離，同時(shí)極大降低分離噪音，且具有結(jié)構(gòu)簡單、分離機(jī)構(gòu)小、附體安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。2.本發(fā)明的火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)在提供分離的動(dòng)作過程中不發(fā)生爆破現(xiàn)象，且具有火工品的基本構(gòu)造簡單，具有釋放過程迅速、噪音低的優(yōu)點(diǎn)，提高了分離的安全性。3.本發(fā)明連接卡扣和連接卡舌具有在重力作用下自鎖的作用，故適合不同重量附體連接和分離，具有連接和分離可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。4.本發(fā)明在扭簧銷軸上設(shè)置了扭簧，用于保證分離機(jī)構(gòu)在未分離前，連接卡扣和連接卡舌的可靠連接。5.本發(fā)明扭簧銷軸的兩個(gè)翼端根部做成方形，與機(jī)體兩側(cè)開設(shè)的方形孔配合，防止扭簧銷軸裝在機(jī)體上后的旋轉(zhuǎn)。6.本發(fā)明在楔塊銷軸上設(shè)置了壓縮彈簧，用來提供下部楔塊向另一側(cè)機(jī)體的預(yù)緊力，將下部楔塊與火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)的輸出端相貼合，以防止分離機(jī)構(gòu)在晃動(dòng)過程使得下部楔塊自行運(yùn)動(dòng)、從而產(chǎn)生誤動(dòng)作。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(拿掉了連接卡扣)；圖3為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖(拿掉了機(jī)體)；圖4為本發(fā)明火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1為機(jī)體，2為火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)，3為連接固定帶，4為連接卡扣，5為扭簧，6為扭簧銷軸，7為連接卡舌，8為上部楔塊,9為下部楔塊,10為楔塊銷軸，11為螺釘，12為壓縮彈簧，13為固定件，14為火具，15為連接壓環(huán)，16為密封墊，17為殼體，18為藥柱，19為第一密封環(huán)，20為推桿，21為減震橡膠墊，22為連接件，23為第二密封環(huán)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明的分離機(jī)構(gòu)總體上包括機(jī)體1、固定在機(jī)體I上的火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)2以及相關(guān)連接分離件，具體如圖1 3所示，包括機(jī)體1、火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)2、連接卡扣4、扭簧5、扭簧銷軸6、連接卡舌7、上部楔塊8、下部楔塊9、楔塊銷軸10及壓縮彈簧12，其中扭簧銷軸6安裝在機(jī)體I上，扭簧銷軸6的兩個(gè)翼端根部做成方形，其余部分為圓柱形，扭簧銷軸6兩個(gè)方形的翼端根部分別和機(jī)體I兩側(cè)開設(shè)的方形孔配合、并插設(shè)在方形孔內(nèi)，以防止扭簧銷軸6裝在機(jī)體I上后的旋轉(zhuǎn)。連接卡扣4鉸接于扭簧銷軸6上，連接卡扣4的一端為鉤狀、掛在連接卡舌7 —端開設(shè)的方形孔內(nèi)，所述連接卡舌7的另一端通過連接固定帶3與附體相連，所述連接卡扣4的另一端通過螺釘11與上部楔塊8固接，在上部楔塊8的下方設(shè)有下部楔塊9。扭簧銷軸6上套設(shè)有扭簧5，該扭簧5的一端與所述扭簧銷軸6通過扭簧銷軸6中間的孔固定連接，另一端則壓在連接卡扣4上，用于保證分離機(jī)構(gòu)在未分離前，連接卡扣4和連接卡舌7的可靠連接。連接卡舌7由機(jī)體I的一端與連接卡扣4連接，機(jī)體I的另一端通過連接固定帶3與自治水下航行器主體連接；在機(jī)體I的兩側(cè)之間安裝有楔塊銷軸10，該楔塊銷軸10與扭簧銷軸6相平行，下部楔塊9可相對(duì)往復(fù)移動(dòng)地套在楔塊銷軸10上，在下部楔塊9與其中一側(cè)機(jī)體I之間設(shè)有套在所述楔塊銷軸10上的壓縮彈簧12，該壓縮彈簧12的兩端分別與所述下部楔塊9及一側(cè)機(jī)體I相抵接，以用來提供下部楔塊9向另一側(cè)機(jī)體(即圖2中向左側(cè))的預(yù)緊力，將下部楔塊9與火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)2的輸出端相貼合，以防止分離機(jī)構(gòu)在晃動(dòng)過程使得下部楔塊9向右側(cè)自行運(yùn)動(dòng)、從而產(chǎn)生誤動(dòng)作；上部楔塊8與下部楔塊9之間的接觸面為斜面，上部楔塊8通過下部楔塊9的往復(fù)移動(dòng)沿所述斜面升降。如圖4所示,火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)2通過固定件13固定在機(jī)體I上，包括電點(diǎn)火具14、連接壓環(huán)15、密封墊16、殼體17、藥柱18、第一密封環(huán)19、推桿20、減震橡膠墊21、連接件22及第二密封環(huán)23，其中殼體17的一端螺紋密封連接有連接件22，另一端與帶有電點(diǎn)火具14的連接壓環(huán)15螺紋密封連接，連接壓環(huán)15及連接件22將電點(diǎn)火具14、藥柱18及推桿20固定在殼體17內(nèi)。在殼體17內(nèi)部分別設(shè)有兩個(gè)相連通的空腔，一個(gè)空腔由與殼體17 —端螺紋連接的連接壓環(huán)5封閉，另一個(gè)空腔由與殼體17另一端螺紋連接的連接件22封閉。藥柱18位于殼體17內(nèi)的一個(gè)空腔中，電點(diǎn)火具14的一端與自治水下航行器的控制系統(tǒng)(本發(fā)明自治水下航行器的控制系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù))電連接，另一端壓在所述藥柱18上，在電點(diǎn)火具14與殼體17的內(nèi)壁之間設(shè)有套在電點(diǎn)火具14上的密封墊16。所述推桿20可往復(fù)移動(dòng)地位于殼體17內(nèi)的另一個(gè)空腔中，在推桿20上套設(shè)有與所述連接件22抵接的減震橡膠墊21 ；該推桿20的軸向截面為“T”形，其大端面一端的圓周面設(shè)有與所述殼體17內(nèi)壁密封接觸的第一密封環(huán)19，推桿20的另一端依次穿過所述減震橡膠墊21及連接件22，與所述下部楔塊9貼合；在推桿20靠近另一端端部的位置上設(shè)有與所述連接件22內(nèi)壁密封接觸的第二密封環(huán)23。推桿20兩端設(shè)置的第一、二密封環(huán)19、23，能夠保證平常和工作過程中藥柱18和推桿20的左大端面之間的可靠密封。本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)需要釋放附體時(shí)，自治水下航行器的控制系統(tǒng)給電點(diǎn)火具14通電，電點(diǎn)火具14引燃藥柱18，在藥柱18引燃后產(chǎn)生的燃?xì)馔苿?dòng)下，推桿20向外運(yùn)動(dòng)、提供分離用動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推桿20向外運(yùn)動(dòng)一定距離后推桿20另一端端部的第二密封環(huán)23隨推桿20離開連接件22，此時(shí)推桿20與殼體17之間形成空腔中的氣體可以通過推桿20與連接件22之間的縫隙排出。推桿20運(yùn)動(dòng)到最后，其大端面和減震橡膠墊21撞擊，為推桿20停止運(yùn)動(dòng)提供緩沖，減小撞擊噪聲。在藥柱18燃燒的作用下，推桿20從最左端一直運(yùn)動(dòng)到最右端和減震橡膠墊21貼合為其運(yùn)動(dòng)的最大行程，該行程為分離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分離提供動(dòng)力。
推桿20向右運(yùn)動(dòng)會(huì)推動(dòng)與之相接觸的下部楔塊9 一起向右運(yùn)動(dòng)，下部楔塊9向右的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之相貼合的上部楔塊8，從而使上部楔塊8產(chǎn)生一向上的推力，上部楔塊8的向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之固定連接的連接卡扣4繞扭簧銷軸6旋轉(zhuǎn)(按圖3中逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn))，連接卡扣4鉤狀的一端逐漸趨于與連接卡舌7平行，從而使得連接卡扣4的下部卡頭從連接卡舌7中脫出，通過上、下部楔塊8、9使推桿20產(chǎn)生左右推動(dòng)動(dòng)作轉(zhuǎn)換為連接卡扣4的旋轉(zhuǎn)開合動(dòng)作，連接卡舌7此時(shí)在重力的作用下從機(jī)體I中脫出完成附體的分離過程。本發(fā)明適合于自治水下航行器和附體需要隱蔽分離或者螺栓飛濺容易安全隱患的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括機(jī)體(I)、火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)(2)、連接卡扣(4)、扭簧銷軸(6)、連接卡舌(7)、上部楔塊(8)及下部楔塊(9)，其中扭簧銷軸(6)安裝在機(jī)體(I)上，所述連接卡扣(4)鉸接于扭簧銷軸(6)上，連接卡扣(4)的一端掛在連接卡舌(7)的一端，所述連接卡舌(7)的另一端通過連接固定帶(3)與附體相連，所述連接卡扣(4)的另一端連接有上部楔塊(8)，所述下部楔塊(9)位于上部楔塊(8)的下方；所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)(2)安裝在機(jī)體(I)上，火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)(2)的輸出端與所述下部楔塊(9)相連、帶動(dòng)下部楔塊(9)相對(duì)上部楔塊(8)在所述機(jī)體(I)上往復(fù)移動(dòng)；所述機(jī)體(I)通過連接固定帶(3)與自治水下航行器主體連接。
2.按權(quán)利要求1所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述扭簧銷軸(6)上套設(shè)有扭簧(5)，該扭簧(5)的一端與所述扭簧銷軸(6)固接，另一端壓在所述連接卡扣(4)上。
3.按權(quán)利要求1或2所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述扭簧銷軸(6)的兩個(gè)翼端為方形，其余部分為圓柱，扭簧銷軸(6)兩個(gè)方形的翼端分別插設(shè)在所述機(jī)體(I)兩側(cè)開設(shè)的方形孔內(nèi)。
4.按權(quán)利要求1所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述下部楔塊(9)可相對(duì)往復(fù)移動(dòng)地套在楔塊銷軸(10)上，該楔塊銷軸(10)的兩端分別與所述機(jī)體(I)的兩側(cè)相連，在下部楔塊(9)與其中一側(cè)機(jī)體(I)之間設(shè)有套在所述楔塊銷軸(10)上的壓縮彈簧(12)，該壓縮彈簧(12)的兩端分別與所述下部楔塊(9)及一側(cè)機(jī)體⑴相抵接。
5.按權(quán)利要求1所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述連接卡扣(4)的一端為鉤狀，鉤掛在所述連接卡舌(7)上開設(shè)的通孔內(nèi)，連接卡扣(4)的另一端通過螺釘(11)與上部楔塊(8)固接。
6.按權(quán)利要求1所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述上部楔塊(8)與下部楔塊(9)之間的接觸面為斜面，上部楔塊(8)通過下部楔塊(9)的往復(fù)移動(dòng)沿所述斜面升降。
7.按權(quán)利要求1、2、4或5所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)⑵包括電點(diǎn)火具(14)、連接壓環(huán)(15)、殼體(17)、藥柱(18)、推桿(20)、減震橡膠墊(21)及連接件(22)，其中殼體(17)的一端設(shè)有連接件(22)，另一端與帶有電點(diǎn)火具(14)的連接壓環(huán)(15)密封連接，所述藥柱(18)位于殼體(17)內(nèi)、與電點(diǎn)火具(14)相連；所述推桿(20)往復(fù)移動(dòng)地位于殼體(17)內(nèi)，推桿(20)的一端與殼體(17)的內(nèi)壁密封接觸，另一端穿過所述連接件(22)與所述下部楔塊(9)相連，在推桿(20)上套設(shè)有與所述連接件(22)抵接的減震橡膠墊(21)。
8.按權(quán)利要求7所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)(2)通過固定件(13)安裝在機(jī)體(I)上，在殼體(17)內(nèi)部分別設(shè)有兩個(gè)相連通的空腔，一個(gè)空腔由與殼體(17) —端螺紋連接的連接壓環(huán)(5)封閉，另一個(gè)空腔由與殼體(17)另一端螺紋連接的連接件(22)封閉。
9.按權(quán)利要求8所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述藥柱(18)位于一個(gè)空腔內(nèi)，電點(diǎn)火具(14)的一端與自治水下航行器的控制系統(tǒng)電連接，另一端壓在所述藥柱(18)上，在電點(diǎn)火具(14)與殼體(17)的內(nèi)壁之間設(shè)有密封墊(16)。
10.按權(quán)利要求8所述用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述推桿(20)位于另一個(gè)空腔內(nèi)，該推桿(20)的軸向截面為“T”形，其大端面一端的圓周面設(shè)有與所述殼體(17)內(nèi)壁密封接觸的第一密封環(huán)(19)，推桿(20)的另一端依次穿過所述減震橡膠墊(21)及連接件(22)，在推桿(20)靠近另一端端部的位置上設(shè)有與所述連接件(22)內(nèi)壁密封 接觸的第二密封環(huán)(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及自治水下航行器，具體地說是一種用于自治水下航行器附體分離的低噪音分離機(jī)構(gòu)，包括機(jī)體、火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)、連接卡扣、扭簧銷軸、連接卡舌、上部楔塊及下部楔塊，扭簧銷軸安裝在機(jī)體上，連接卡扣鉸接于扭簧銷軸上，連接卡扣的一端掛在連接卡舌的一端，連接卡舌的另一端通過連接固定帶與附體相連，連接卡扣的另一端連接有上部楔塊，下部楔塊位于上部楔塊的下方；火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)體上，其輸出端與下部楔塊相連、帶動(dòng)下部楔塊相對(duì)上部楔塊在機(jī)體上往復(fù)移動(dòng)；機(jī)體通過連接固定帶與自治水下航行器主體連接。本發(fā)明的火工動(dòng)作機(jī)構(gòu)裝藥量小、機(jī)構(gòu)不破裂，故可實(shí)現(xiàn)附體和自治水下航行器的快速分離，同時(shí)極大降低分離噪音。
文檔編號(hào)A44B11/25GK103171748SQ20111044083
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者鄭榮, 武建國, 徐會(huì)希 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所