本發(fā)明屬機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種重載脫扣器，實(shí)現(xiàn)了瞬間釋放彈射小車和飛機(jī)的效果。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)是目前各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高技術(shù)兵器之一，無(wú)人機(jī)的發(fā)射方式主要有液壓/氣動(dòng)/彈力彈射、火箭助推、箱式發(fā)射等多種類型。無(wú)人機(jī)的彈力發(fā)射是利用伸縮性很強(qiáng)的彈性元件如橡皮筋、彈簧的彈力作為動(dòng)力，使無(wú)人機(jī)加速到起飛速度，適用于中小型無(wú)人機(jī)的發(fā)射起飛。利用橡皮筋作為能源彈射簡(jiǎn)單實(shí)用，并且起飛節(jié)約無(wú)人機(jī)本身能源，大大增加滯空時(shí)間。世界各國(guó)爭(zhēng)相把這種彈射技術(shù)作為無(wú)人機(jī)優(yōu)先發(fā)射方式。小型無(wú)人機(jī)彈射起飛，避免了需要龐大的機(jī)場(chǎng)跑道基礎(chǔ)設(shè)施，其飛機(jī)彈射距離只需要幾米的滑軌，彈射裝置小巧靈活，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、野戰(zhàn)生存能力強(qiáng)。

在無(wú)人機(jī)彈射裝置中，瞬間釋放彈射小車的脫扣裝置的是其關(guān)鍵技術(shù)，該脫扣器要求能承受較重的載荷，并且要可靠的用較小的力使其能解鎖。這就要求實(shí)現(xiàn)一種重載脫扣器，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、難點(diǎn)，從能保證其承受重載荷并能輕松脫扣解鎖出發(fā)，設(shè)計(jì)出導(dǎo)軌形式、彈射小車組件結(jié)構(gòu)、承力端板組件結(jié)構(gòu)、鎖套結(jié)構(gòu)、電磁解鎖組件等結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種重載脫扣器，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、難點(diǎn)，從能保證其承受重載荷并能輕松脫扣解鎖出發(fā)，設(shè)計(jì)出導(dǎo)軌形式、彈射小車組件結(jié)構(gòu)、承力端板組件結(jié)構(gòu)、鎖套結(jié)構(gòu)、電磁解鎖組件等結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的重載脫扣器，用于無(wú)人機(jī)的彈力發(fā)射，包括導(dǎo)軌、發(fā)射小車組件、端板、鎖套組件和電磁閥組件，其中所述導(dǎo)軌的一端與所述端板連接，所述發(fā)射小車組件安裝在所述導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，在發(fā)射小車組件的小車尾部具有鎖頭，其在端部具有沿周向間隔分布的外齒，小車在發(fā)射方向與拉繩連接；所述鎖套組件包括鎖套、鎖套端面軸承和連桿，其中鎖套通過(guò)鎖套端面軸承安裝在所述端板的通孔中，且在端部具有沿周向間隔分布的內(nèi)齒，與所述外齒在一定的旋轉(zhuǎn)角度下可嚙合或脫開，連桿在所述鎖套的端面與其固定連接，并在一個(gè)端部與所述電磁閥組件連接。

所述導(dǎo)軌在兩側(cè)具有延伸的軌道，軌道為圓柱型空心軌道，所述發(fā)射小車組件還包括安裝在小車下部的若干與所述軌道結(jié)合的導(dǎo)軌滑輪。

所述端板具有安全銷座，所述連桿的另一端部具有銷孔，通過(guò)插入安全銷將所述連桿限定在安全銷座上。

所述電磁閥組件包括固定電磁閥的電磁閥座，頂環(huán)下端與閥芯連接，彈簧套接在閥芯上，并抵接頂環(huán)下端面，在電磁閥未通電時(shí)頂起閥芯，使閥芯處于最大行程處；頂環(huán)上端的頂環(huán)軸具有安裝所述連桿的槽，并通過(guò)銷軸與連桿鉸接，通過(guò)電磁閥控制所述連桿的旋轉(zhuǎn)。所述組件還具有鎖套檔圈。

所述鎖套與鎖頭還可以采用多組花鍵的形式嚙合。

所述導(dǎo)軌根據(jù)無(wú)人機(jī)的類型及起飛速度要求，確定相應(yīng)的導(dǎo)軌剖面形式和導(dǎo)軌長(zhǎng)度。

所述鎖頭的材料為T8鋼，鎖套的材料為30CrMnSiA鋼。

在進(jìn)行解鎖脫扣前，拔掉保險(xiǎn)銷，之后對(duì)電磁閥進(jìn)行通電拉動(dòng)閥芯收縮，頂環(huán)隨著閥芯運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖套相對(duì)于鎖頭旋轉(zhuǎn)脫扣，發(fā)射小車組件在拉繩的作用力下沿著導(dǎo)軌高速運(yùn)動(dòng)；電磁閥斷電后，閥芯在彈簧的作用下恢復(fù)到行程最遠(yuǎn)端，完成一個(gè)工作循環(huán)。

有益效果：根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的重載脫扣器，能夠保證承受重載荷并能輕松脫扣解鎖出發(fā)，實(shí)現(xiàn)了一種瞬間釋放彈射小車的功能。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，解鎖時(shí)人員遠(yuǎn)離飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，人員安全性得到大大提高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明重載脫扣器的斜視圖；

圖2是本發(fā)明重載脫扣器的的爆炸視圖；

圖3是本發(fā)明重載脫扣器的發(fā)射小車組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明重載脫扣器的鎖緊狀態(tài)圖；

圖5是鎖套與鎖頭結(jié)合前的示意圖；

圖6是鎖套與鎖頭結(jié)合狀態(tài)下的示意圖；

圖7是圖6的A-A視圖；

圖8是圖6的C-C視圖；

圖9是鎖套與鎖頭解鎖狀態(tài)下的示意圖；

圖10是鎖套與鎖頭的結(jié)合角度示意圖；

圖11是本發(fā)明重載脫扣器的解鎖狀態(tài)圖。

其中，1-導(dǎo)軌，2-發(fā)射小車組件，21-拉繩，22-導(dǎo)軌滑輪，23-鎖頭，3-端板，31-安全銷座，32-安全銷，4-鎖套組件，41-鎖套，42-鎖套端面軸承，43-連桿，44-鎖套檔圈，5-電磁閥組件，51-頂環(huán)，52-電磁閥，53-彈簧，54-頂環(huán)軸，55-電磁閥座

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖2所示，重載脫扣器爆炸圖，包括導(dǎo)軌1、發(fā)射小車組件2、端板3、鎖套組件4和電磁閥組件5，其中所述導(dǎo)軌1的一端與所述端板3連接，所述發(fā)射小車組件2安裝在所述導(dǎo)軌1上并可沿導(dǎo)軌1滑動(dòng)，在發(fā)射小車組件2的小車尾部具有鎖頭23，其在端部具有沿周向間隔分布的外齒，小車在發(fā)射方向與拉繩21連接；所述鎖套組件4包括鎖套41、鎖套端面軸承42和連桿43，其中鎖套41通過(guò)鎖套端面軸承42安裝在所述端板3的通孔中，且在端部具有沿周向間隔分布的內(nèi)齒，與所述外齒在一定的旋轉(zhuǎn)角度下可嚙合或脫開，連桿43在所述鎖套41的端面與其固定連接，并在一個(gè)端部與所述電磁閥組件5連接。

所述導(dǎo)軌1在兩側(cè)具有延伸的軌道，軌道為圓柱型空心軌道，所述發(fā)射小車組件2還包括安裝在小車下部的若干與所述軌道結(jié)合的導(dǎo)軌滑輪22。

所述端板3具有安全銷座31，所述連桿43的另一端部具有銷孔，通過(guò)插入安全銷32將所述連桿43固定在安全銷座31上。

所述電磁閥組件5包括固定電磁閥52的電磁閥座55，頂環(huán)51下端與閥芯連接，彈簧53套接在閥芯上，并抵接頂環(huán)51下端面，在電磁閥52未通電時(shí)頂起閥芯，使閥芯處于最大行程處；頂環(huán)51上端的頂環(huán)軸54具有安裝所述連桿43的槽，并通過(guò)銷軸與連桿43鉸接，通過(guò)電磁閥52控制所述連桿43的旋轉(zhuǎn)。

所述組件4還具有鎖套檔圈44。所述鎖套41與鎖頭23還可以采用多組花鍵的形式嚙合。所述導(dǎo)軌1根據(jù)無(wú)人機(jī)的類型及起飛速度要求，確定相應(yīng)的導(dǎo)軌剖面形式和導(dǎo)軌長(zhǎng)度。所述鎖頭23的材料為T8鋼，鎖套41的材料為30CrMnS iA鋼。

在進(jìn)行解鎖脫扣前，拔掉保險(xiǎn)銷32，之后對(duì)電磁閥52進(jìn)行通電拉動(dòng)閥芯收縮，頂環(huán)51隨著閥芯運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿43轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖套41相對(duì)于鎖頭23旋轉(zhuǎn)脫扣，發(fā)射小車組件2在拉繩21的作用力下沿著導(dǎo)軌1高速運(yùn)動(dòng)；電磁閥52斷電后，閥芯在彈簧53的作用下恢復(fù)到行程最遠(yuǎn)端，完成一個(gè)工作循環(huán)。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

導(dǎo)軌1的設(shè)計(jì)，根據(jù)小型無(wú)人飛機(jī)起飛速度的要求，設(shè)計(jì)出導(dǎo)軌1的剖面形式和導(dǎo)軌長(zhǎng)度，導(dǎo)軌為兩圓柱型空心軌道為主滑道，其它結(jié)構(gòu)形式起到輔助增強(qiáng)導(dǎo)軌的剛強(qiáng)度的作用和方便成品及組件的安裝。

根據(jù)導(dǎo)軌1的形狀及整體結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)出發(fā)射小車組件2的結(jié)構(gòu)形式，特別是導(dǎo)軌滑輪22的結(jié)構(gòu)及鎖頭23的結(jié)構(gòu)，將發(fā)射小車組件2從導(dǎo)軌1后端滑入導(dǎo)軌1上，小車安裝時(shí)，需注意小車下部4個(gè)導(dǎo)軌滑輪22的內(nèi)凹面與導(dǎo)軌1的外凸面進(jìn)行裝配間隙的調(diào)整；鎖頭23安裝在小車的尾部，并伸出發(fā)射小車的主連接板。

根據(jù)鎖頭23的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鎖套41的結(jié)構(gòu)，鎖套41的轉(zhuǎn)動(dòng)需設(shè)計(jì)連桿43與之連接后進(jìn)行力的傳遞，連桿43的結(jié)構(gòu)形式需要根據(jù)電磁鐵52的外形物理尺寸及磁鐵芯的運(yùn)動(dòng)行程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

減少摩擦阻力設(shè)計(jì)，小車在拉繩21的作用力下，鎖套41與鎖頭23之間承受較大的靜壓力，為能輕松的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖套41，需要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)組件的摩擦進(jìn)行減阻，具體措施是：把鎖頭23的材料選擇為T8鋼，鎖套41的材料選擇為30CrMnSiA鋼，減小鎖套41與鎖頭23之間的摩擦系數(shù)，在鎖套41的外端面貼壓一端面軸承42，把軸套41的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)檩S承的滾動(dòng)摩擦。

在導(dǎo)軌1的端面設(shè)計(jì)一端板3，鎖套41承受的靜壓力通過(guò)端板3傳遞到導(dǎo)軌1，使靜壓力成為導(dǎo)軌內(nèi)力，端板3還能承受電磁閥座55，安全銷座31的安裝。

將電磁閥組件5安裝在端板3的右下方區(qū)域，電磁閥芯頂端設(shè)計(jì)安裝一頂環(huán)51，頂環(huán)51上端安裝一頂環(huán)軸54與連桿連接，設(shè)計(jì)一彈簧53套在電磁閥芯外，彈簧53在電磁閥未通電時(shí)頂起閥芯，使閥芯處于最大行程處。

在未工作狀態(tài)下，為保證意外脫扣發(fā)生，連桿43另一端需把安全銷32通過(guò)連桿插入安全銷座31內(nèi)。

在進(jìn)行解鎖脫扣前，拔掉保險(xiǎn)銷32，對(duì)電磁閥52進(jìn)行通電，電磁閥52通電后產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，拉動(dòng)閥芯收縮，頂環(huán)51隨著閥芯運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿43轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖套41在連桿43的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)與鎖頭23脫扣，小車在拉繩21的作用力下沿著導(dǎo)軌1高速運(yùn)動(dòng)。

電磁閥52斷電，磁場(chǎng)消失，閥芯在彈簧53的作用下恢復(fù)到行程最遠(yuǎn)端，完成一個(gè)工作循環(huán)。

發(fā)射小車組件2，拉繩21對(duì)發(fā)射小車組件2施加拉力，小車帶飛機(jī)在拉繩21拉力的作用下，速度從零加速到所需的起飛速度。導(dǎo)軌滑輪22共4個(gè)滑輪卡入導(dǎo)軌，使在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小車始終沿著導(dǎo)軌1運(yùn)動(dòng)，且產(chǎn)生較少的摩擦阻力。鎖頭23與發(fā)射小車組件2裝配固定牢固，在拉繩21的整個(gè)逐步加載的過(guò)程中，鎖頭六花鍵與鎖套卡死，直到加載結(jié)束，鎖頭23與鎖套41解鎖。

鎖套41穿過(guò)端板的孔，內(nèi)側(cè)用鎖套檔圈44固定，使鎖套41不回退，鎖套41外側(cè)安裝一端面軸承42，起到鎖套41轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)減少與端板3之間的摩擦，軸套41與連桿43在端面連接，連桿43的長(zhǎng)端與頂環(huán)軸54相連，在未作解鎖工作時(shí)，連桿43另一端插入安全銷32，連桿43通過(guò)安全銷32固定在安全銷座31上，進(jìn)一步增加安全保險(xiǎn)系數(shù)。電磁閥組件5安裝在端板3的右下角，閥芯外套彈簧53，在電磁閥52非工作狀態(tài)下，使閥芯始終處于最大行程處。

電磁閥的選型：

發(fā)射扣(帶潤(rùn)滑)摩擦力：F_u＝u×F_n＝》F_u＝0.03×670.7＝20.121Kg；(動(dòng)環(huán)材料用T8)；(注：運(yùn)動(dòng)副之間采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑),另一端加端面軸承。

連桿選比60.6：12.5＝4.848:1(電磁鐵行程按40mm設(shè)計(jì))

電磁鐵拉力F＝20.121/4.848＝4.15Kg

在電磁閥推桿上設(shè)計(jì)加入彈簧，使每次電磁閥工作后推桿自動(dòng)復(fù)原。所以電磁閥在工作中還要克服彈簧的彈力做功。

F_彈＝kX

F_彈＝KX＝60×0.035＝2.1Kg

F_彈＞2.4+4.15＝6.55Kg

考慮安全系數(shù)，選用行程40mm吸力8Kg電壓12V/DC的電磁鐵。

鎖套41與鎖頭23兩者間花鍵，鎖緊狀態(tài)為六組花鍵間互相對(duì)扣卡死。解鎖時(shí)，只需將鎖套轉(zhuǎn)動(dòng)30°，使鎖套41的花鍵轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖頭23花鍵的空隙位置，鎖頭23在拉繩作用力的情況下實(shí)現(xiàn)解鎖。

整個(gè)脫扣器各組件之間的裝配關(guān)系，其整個(gè)解鎖過(guò)程為：

a)將無(wú)人機(jī)安裝在發(fā)射小車組件2上；

b)利用發(fā)射小車組件2上卡鍵裝置對(duì)飛機(jī)進(jìn)行鎖死，并利用鎖套41、鎖頭23對(duì)發(fā)射小車組件在發(fā)射裝置上進(jìn)行鎖死，并插上安全銷32；

c)啟動(dòng)加載絞盤，對(duì)發(fā)射裝置進(jìn)行加載儲(chǔ)能，載荷通過(guò)拉繩21傳遞到發(fā)射小車組件2上；

d)在確定安全彈射條件下，拔出安全銷32準(zhǔn)備彈射；

e)啟動(dòng)電磁閥52實(shí)現(xiàn)鎖套41、鎖頭23解鎖，完成脫扣過(guò)程；

脫扣器工作狀態(tài)過(guò)程，在電磁閥52通電前，拔掉安全銷32，在電磁閥52通電后，閥體產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)拉動(dòng)閥芯收縮到最終狀態(tài)，彈簧53受力壓縮，閥芯上的頂環(huán)軸54帶動(dòng)連桿43及鎖套41發(fā)射旋轉(zhuǎn)，達(dá)到脫扣目的。斷電后，電磁閥磁場(chǎng)消失，閥芯在彈簧53的作用下恢復(fù)到最初狀態(tài)。

鎖套41與鎖頭23六組花鍵在解鎖狀態(tài)下的位置關(guān)系。解鎖時(shí)，只需將鎖套41轉(zhuǎn)動(dòng)30°，使鎖套41的花鍵轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖頭23花鍵的空隙位置如圖所示，鎖頭在拉繩21作用力的情況下實(shí)現(xiàn)解鎖。