本實(shí)用新型涉及一種解鎖裝置，尤其涉及一種低沖擊線型爆炸解鎖裝置。

背景技術(shù)：

目前線型解鎖裝置是新一代運(yùn)載火箭新研解鎖裝置，裝置通過導(dǎo)爆索點(diǎn)火后膨脹形成的側(cè)向剪切力實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)解鎖。但是，連接裝置對(duì)于沖擊環(huán)境的適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)卻有待進(jìn)一步驗(yàn)證和降低。

當(dāng)解鎖裝置在解鎖時(shí)，由于炸藥產(chǎn)生的劇烈沖擊，會(huì)使整個(gè)解鎖裝置以及連接裝置產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，解鎖裝置從中間分離解鎖，過大的沖擊環(huán)境會(huì)使連接裝置產(chǎn)生破壞，包括精密儀器的毀壞，以及人員安全造成威脅。

現(xiàn)有的發(fā)明專利中已經(jīng)有了實(shí)現(xiàn)分離解鎖的裝置，可以實(shí)現(xiàn)爆炸解鎖的目的，但是現(xiàn)有的發(fā)明專利只側(cè)重于實(shí)現(xiàn)裝置的分離，對(duì)于沖擊環(huán)境卻沒有考慮，從而導(dǎo)致解鎖時(shí)沖擊過大，對(duì)人員、設(shè)備都造成了不同程度的破壞，本實(shí)用新型考慮了以上研究的不足，重點(diǎn)側(cè)重如何降低沖擊環(huán)境進(jìn)行研究，得到了低沖擊解鎖的裝置，不但比之前解鎖快，而且環(huán)境沖擊得到了降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了可以實(shí)現(xiàn)快速解鎖的同時(shí)，最大程度的降低沖擊環(huán)境而提供一種低沖擊線型爆炸解鎖裝置。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：在連接框A和連接框B之間設(shè)置有扁平管，扁平管的中心設(shè)置有炸藥且在炸藥與扁平管所形成的空間內(nèi)設(shè)置有與扁平管形狀匹配的填充物，在扁平管外表面的兩側(cè)的中心處分別設(shè)置有凸刀結(jié)構(gòu)，扁平管的兩側(cè)分別對(duì)稱布置有分離板，且每個(gè)分離板以凸刀結(jié)構(gòu)所在的直線為水平方向中心線對(duì)稱布置，分離板的內(nèi)壁與凸刀結(jié)構(gòu)呈線性接觸，每個(gè)分離板的外側(cè)設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)由正向L型支撐和反向L型支撐以及設(shè)置在正向L型支撐和反向L型支撐之間的吸振墊組成，且正向L型支撐在反向L型支撐的上方，所述分離板、支撐結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的兩個(gè)連接框通過螺栓連接在一起。

本實(shí)用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.分離板截面為扁長的長方形，且在分離板外表面的應(yīng)力集中處進(jìn)行階梯過渡處理，分離板內(nèi)表面的應(yīng)力集中處設(shè)置對(duì)稱的凹槽，且凹槽形狀為半圓形，凹槽的位置與階梯過渡處理的位置齊平。

2.所述扁平管的截面形狀是橢圓環(huán)形狀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的所述解鎖件根據(jù)降低沖擊環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，將有利于降低沖擊環(huán)境的因素集合到一起，最大程度降低沖擊環(huán)境。根據(jù)本實(shí)用新型所列述的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法，低沖擊爆炸線型解鎖裝置包括幾個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，分別為填充物結(jié)構(gòu)形狀的發(fā)明設(shè)計(jì)；扁平管凸刀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念；分離板薄厚過渡處理以及內(nèi)上槽的布置；支撐結(jié)構(gòu)的對(duì)稱設(shè)計(jì)，及對(duì)解鎖裝置的支撐和保護(hù)作用；吸振墊對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的保護(hù)設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的填充物結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)示意圖；

圖2a是本實(shí)用新型的扁平管凸刀設(shè)計(jì)示意圖，圖2b是圖2a是中圓圈部分的放大圖；

圖3a是本實(shí)用新型的分離板內(nèi)上槽(凹槽)和薄厚過渡的示意圖，圖3b是圖3a中圓圈部分的放大圖；

圖4是本實(shí)用新型的對(duì)稱支撐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a是本實(shí)用新型的吸振墊拆分時(shí)的示意圖，圖5b是圖5a的圓圈部分的放大圖；

圖6是是本實(shí)用新型的吸振墊時(shí)的示意圖；

圖7是本實(shí)用新型的爆炸圖；

圖8是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖

為了清楚地分析各種發(fā)明形式對(duì)沖擊環(huán)境的影響，先以圖1為例進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹解鎖裝置的內(nèi)部分離動(dòng)力來源，包括炸藥1、填充物和扁平管。起爆器將導(dǎo)爆索組件引爆后，導(dǎo)爆索產(chǎn)生巨大的爆轟能量促使扁平管膨脹、擴(kuò)管但不破裂，通過設(shè)計(jì)近似橢圓形填充物，使填充物與扁平管之間形成空腔，當(dāng)沖擊波傳到空腔處，極大衰減沖擊波向外傳播的強(qiáng)度。

以下結(jié)合圖2a到圖8對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并詳細(xì)說明對(duì)沖擊環(huán)境的降低程度。

如圖2a和圖2b為局部放大圖所示，在扁平管3中心處外表面設(shè)置兩個(gè)凸刀4裝置，該凸刀根據(jù)半徑尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同類型的凸刀對(duì)于分離板5的切割速度、切割程度以及產(chǎn)生的能量會(huì)有差異。帶有凸刀的扁平管在膨脹過程中，由于凸刀結(jié)構(gòu)與分離板為線性接觸，在切割過程中，凸刀4與分離板5幾乎是純剪切破壞，扁平管3的迅速膨脹使得凸刀快速將分離板5切割斷裂，且沒有引起分離板5過多的動(dòng)能，由于斷裂后分離板擺臂產(chǎn)生的能量很小，使連接框8受到的沖擊環(huán)境變小。

如圖1和圖2所示，扁平管3的設(shè)計(jì)始終使自身與分離板5內(nèi)壁接觸，為達(dá)到此目的，對(duì)于設(shè)有凸刀的扁平管3來說，就要保證扁平管凸刀表面與分離板5相接處。當(dāng)發(fā)生沖擊時(shí)，凸刀4在扁平管3的膨脹作用下沖擊分離板5向外擴(kuò)張，由于內(nèi)上槽的存在，使得分離板在凹槽處先發(fā)生斷裂，并且由于凸刀形狀的原因，分離板5幾乎為純剪切破壞，如同一把鋒利的“刀子”在內(nèi)上槽處將分離板5割開。

如圖3a和圖3b所示，扁平管3的膨脹作用使分離板5剪切破壞，為了減小分離板5斷裂后產(chǎn)生的能量，對(duì)分離板結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對(duì)分離板外表面進(jìn)行薄厚過渡處理，形成階梯狀結(jié)構(gòu)。另外，為了使分離板5破壞加速，且又可以降低沖擊強(qiáng)度，在應(yīng)力集中處，設(shè)計(jì)內(nèi)上槽，此槽型結(jié)構(gòu)極大降低了扁平管3對(duì)分離板5的破壞難度。當(dāng)進(jìn)行沖擊時(shí)，所有薄弱部位都集中在應(yīng)力集中處，故應(yīng)力集中處先發(fā)生斷裂，由于斷裂程度變小，所以產(chǎn)生的動(dòng)能較低，對(duì)連接框8的沖擊環(huán)境也減小。

如圖4所示，分離板5被剪切時(shí)，由于分離板5與上下連接框8之間是螺栓連接，故在沖擊分離板5時(shí)，由于分離板5的膨脹，使分離板5劇烈拖拽上下連接框8向中間靠攏，使得連接框8的沖擊環(huán)境變大?；诖藳_擊環(huán)境，考慮模型關(guān)于中心軸L對(duì)稱，因此加固對(duì)稱支撐結(jié)構(gòu)6。當(dāng)分離板5拉拽連接框8向中間靠攏時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)6可以抵抗分離板5對(duì)連接框8的拖拽作用，使沖擊變形不會(huì)過大，降低連接框8的沖擊環(huán)境。

如圖5a和圖5b所示，支撐結(jié)構(gòu)6支撐分離板和連接框結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生過大的變形，以及分離板產(chǎn)生過大的擺臂現(xiàn)象，目的在于充分降低解鎖裝置的沖擊環(huán)境。但是，支撐結(jié)構(gòu)6自身因外力作用，會(huì)向外膨脹，支撐結(jié)構(gòu)上下部分會(huì)產(chǎn)生碰撞，使沖擊環(huán)境變大。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在支撐結(jié)構(gòu)6上下部分之間安裝吸振墊7，一方面將上下部分之間隔開，避免直接接觸，另一方面可以吸收因振動(dòng)產(chǎn)生的部分能量，這樣支撐結(jié)構(gòu)6可以在保證支撐分離板5和連接框8的同時(shí)，又降低了沖擊環(huán)境。

如圖6所示，分離板5和支撐結(jié)構(gòu)6通過螺栓11、12以及對(duì)應(yīng)的螺母13進(jìn)行連接，螺栓與支撐結(jié)構(gòu)接觸面之間安裝防護(hù)墊片9、10，支撐結(jié)構(gòu)上下部分通過吸振墊7連接，當(dāng)爆炸沖擊時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)會(huì)向中間靠攏，吸振片可以防止支撐結(jié)構(gòu)上下結(jié)構(gòu)直接接觸，造成應(yīng)力過大，另外，吸振片可以吸收爆炸時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)能量。

如圖7和圖8所示，為了使得沖擊環(huán)境最大程度的降低，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最主要的，也是最方便的措施，于是將各種發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式結(jié)合在一起，可以最大程度降低連接裝置的沖擊環(huán)境。將填充物2形狀設(shè)計(jì)成近似橢圓形截面；在扁平管3外表面安裝凸刀4結(jié)構(gòu)；分離板5設(shè)計(jì)薄厚過渡部位，并在應(yīng)力集中部位設(shè)計(jì)內(nèi)上槽；在分離板外表面加裝支撐結(jié)構(gòu)6；在支撐結(jié)構(gòu)上下部分之間安裝吸振墊7，將以上優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，進(jìn)行組裝設(shè)計(jì)，可以最大程度降 低沖擊環(huán)境。

從以上描述可以看到，各種發(fā)明設(shè)計(jì)均能使沖擊環(huán)境降低，實(shí)現(xiàn)解鎖的同時(shí)，又不對(duì)空間站產(chǎn)生劇烈的影響。但是，對(duì)于不同設(shè)計(jì)方法，所達(dá)到的改進(jìn)沖擊環(huán)境的效果卻是不同的。因此，為了最大程度降低連接結(jié)構(gòu)的沖擊環(huán)境，需要將各種發(fā)明措施進(jìn)行組合，得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

本實(shí)用新型公開了一種低沖擊爆炸線型解鎖裝置，主要用于實(shí)現(xiàn)沿中心軸線縱向?qū)ΨQ解鎖的目的。該解鎖裝置包括炸藥、填充物、扁平管、分離板、支撐結(jié)構(gòu)、吸振墊和連接框，炸藥、填充物和扁平管為解鎖動(dòng)力來源，分離板是實(shí)現(xiàn)兩端連接框分離的重要解鎖部件，支撐結(jié)構(gòu)和吸振墊為輔助解鎖裝置,連接框?yàn)楸唤怄i件。所述填充物設(shè)計(jì)成近似橢圓形截面，與外圍扁平管形成空腔，衰減沖擊波向外傳播的強(qiáng)度；扁平管兩側(cè)設(shè)計(jì)凸刀結(jié)構(gòu)，使得分離板直接剪切破壞，減小分離板斷裂后擺臂的能量；分離板采用薄厚過渡設(shè)計(jì)，在應(yīng)力集中處，布置內(nèi)上槽，使分離板迅速斷裂，降低沖擊強(qiáng)度；在分離板外側(cè)設(shè)計(jì)對(duì)稱支撐結(jié)構(gòu)，防止分離板斷裂過程中劇烈拖拽連接框使沖擊環(huán)境變大，同時(shí)避免產(chǎn)生不利接觸；吸振墊安裝在支撐結(jié)構(gòu)上下接觸的部位，防止支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利碰撞，使沖擊環(huán)境增大。該解鎖裝置提供的是一種低沖擊、解鎖快、可靠性強(qiáng)、魯棒性好、質(zhì)量輕的解鎖裝置，目的是為了最大程度的降低沖擊環(huán)境。

一種低沖擊線型爆炸解鎖裝置，包括：炸藥、填充物、扁平管、分離板、支撐結(jié)構(gòu)、吸振墊和連接框，炸藥、填充物和扁平管為解鎖動(dòng)力來源，分離板是實(shí)現(xiàn)兩端連接框A、B分離的重要解鎖部件，支撐結(jié)構(gòu)和吸振墊為輔助解鎖裝置，連接框A、B為被解鎖件。解鎖裝置部件之間通過相互配合作用，實(shí)現(xiàn)連接框A、B結(jié)構(gòu)的分離。炸藥包裹在填充物內(nèi)部中心處，然后一起安裝在扁平管內(nèi)部，防止爆炸時(shí)，遺漏出填充物，污染環(huán)境，分離板、支撐結(jié)構(gòu)和連接框通過螺栓組裝在一起，然后炸藥、填充物和扁平管裝配在分離板和連接框形成的四邊形空腔內(nèi)，在爆炸解鎖時(shí)，分離板上的凸刀切割分離板斷裂，實(shí)現(xiàn)解鎖分離。由于扁平管截面形狀為橢圓形且為環(huán)狀結(jié)構(gòu)形式，為了使填充物與扁平管結(jié)構(gòu)形成空腔，衰減沖擊波向外傳播的強(qiáng)度，所述填充物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成近似橢圓形截面，從而達(dá)到扁平管內(nèi)壁與填充物表面既接觸又存在空腔的目的。在扁平管外表面兩側(cè)中心處設(shè)計(jì)兩個(gè)凸刀結(jié)構(gòu)，所述分離板沿中心線對(duì)稱的布置在凸刀結(jié)構(gòu)兩側(cè)，分離板內(nèi)壁與凸刀結(jié)構(gòu)表面呈線性接觸，當(dāng)炸藥爆炸后，炸藥由填充物傳遞到扁平管，由于扁平管的膨脹作用，凸刀結(jié)構(gòu)如一把鋒利的“刀子”將分離板快速切割分離，分離板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)純剪切破壞模式。所述分離板截面為扁長的長方形，且外表面在應(yīng)力集中處進(jìn)行薄厚過渡處理，即在分離板外表面進(jìn)行階梯過渡處理。所述分離板內(nèi)側(cè)應(yīng)力集中處設(shè)計(jì)對(duì)稱的凹槽，凹槽形狀為半圓形，減小解鎖壓力，即分離板內(nèi)上槽(凹 槽)位的置在高度上與薄厚過渡處理位置平齊，分別位于分離板內(nèi)外兩側(cè)。所述分離板外側(cè)設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)關(guān)于中心軸線對(duì)稱，當(dāng)爆炸解鎖時(shí)，由于支撐結(jié)構(gòu)連接著分離板，可以降低分離板結(jié)構(gòu)斷裂時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊，另外，支撐結(jié)構(gòu)包裹著分離板，防止分離板斷裂時(shí)擺臂過大，碰撞到連接結(jié)構(gòu)，避免解鎖裝置對(duì)連接結(jié)構(gòu)的破壞，從而降低沖擊強(qiáng)度。以中心軸線左側(cè)為例，支撐結(jié)構(gòu)分為上下兩部分，在上下支撐結(jié)構(gòu)之間安裝吸振墊，一方面可以吸收爆炸時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊能量，另一方面，降低在爆炸時(shí)上下支撐結(jié)構(gòu)之間的碰撞強(qiáng)度，避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力接觸。所述凸刀結(jié)構(gòu)采用半圓形截面設(shè)計(jì)，根據(jù)半徑尺寸，凸刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成不同的大小形式，凸刀直徑接觸面與扁平管外表面中心處接觸，凸刀最外側(cè)以線性形式與分離板內(nèi)表面接觸。所述分離板在應(yīng)力集中處被切開后，由于切割迅速(純剪切破壞)，所以分離板擺臂較小，故使外部連接結(jié)構(gòu)的沖擊環(huán)境大大降低。所述支撐結(jié)構(gòu)以右側(cè)為例，分為上下結(jié)構(gòu)，上結(jié)構(gòu)呈正向L型，下結(jié)構(gòu)呈反向L型，上結(jié)構(gòu)正向L型支撐連接框A、B，減小振動(dòng)強(qiáng)度，下結(jié)構(gòu)反向L型包裹分離板，防止分離板斷裂后對(duì)連接結(jié)構(gòu)的破壞。分離板、支撐結(jié)構(gòu)和連接框采用螺栓連接。