本發(fā)明屬于連接釋放裝置，尤其涉及航空航天、兵器科學(xué)與機(jī)械工程等連接釋放裝置，具體地說(shuō)是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多通道釋放裝置。

背景技術(shù)：

1、連接解鎖分離裝置廣泛應(yīng)用于航空航天、兵器科學(xué)等領(lǐng)域，具有火工驅(qū)動(dòng)與非火工驅(qū)動(dòng)兩種方式，其中火工驅(qū)動(dòng)方式以爆炸螺栓為代表，能夠快速響應(yīng)實(shí)現(xiàn)解鎖分離功能，但其存在沖擊載荷較大、易產(chǎn)生污染物等問(wèn)題；非火工驅(qū)動(dòng)方式包含電、磁、熱、氣等多種驅(qū)動(dòng)源，其具備安全性高、沖擊載荷小以及無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，也已應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域，但需附帶驅(qū)動(dòng)設(shè)備，給裝備本身造成質(zhì)量加重、可靠性降低等負(fù)面影響。以上所列為現(xiàn)今常用解鎖分離裝置的驅(qū)動(dòng)方式，其中以高壓氣體作為動(dòng)能釋放裝置的驅(qū)動(dòng)源具有可控可靠的優(yōu)勢(shì)，配合機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)大多場(chǎng)景的工程應(yīng)用，然而現(xiàn)有的分離解鎖裝置尚不具備增加裝備動(dòng)能的能力，在航空航天、兵器科學(xué)所涉及的級(jí)間分離、頭罩分離等應(yīng)用場(chǎng)景，尚缺少能夠?yàn)檠b備提供分離動(dòng)能的裝置，且輕量化程度不高，缺少進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)的動(dòng)能釋放裝置以提升輕量化程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有解鎖分離裝置驅(qū)動(dòng)源不穩(wěn)定、輕量化程度低、環(huán)境適應(yīng)性差、分離動(dòng)能較小等問(wèn)題，提供一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多通道釋放裝置，該多通道釋放裝置采用主副通道匹配嵌套結(jié)構(gòu)，主通道內(nèi)安裝內(nèi)部作動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)連接解鎖、副通道通入高壓氣體實(shí)現(xiàn)分離充能，以高壓氣體作為多通道釋放裝置的驅(qū)動(dòng)源，并對(duì)前后級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。

2、本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的：

3、一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多通道釋放裝置，包括前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的外部殼體結(jié)構(gòu)、以及內(nèi)部作動(dòng)組件，其特征在于：所述前級(jí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)前級(jí)主通道和圍繞前級(jí)主通道設(shè)置的若干個(gè)前級(jí)副通道、所述后級(jí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)后級(jí)主通道和圍繞后級(jí)主通道設(shè)置的若干個(gè)后級(jí)副通道，連通的后級(jí)主通道和前級(jí)主通道構(gòu)成的作動(dòng)腔體用于安裝內(nèi)部作動(dòng)組件，內(nèi)部作動(dòng)組件能夠固定連接后級(jí)結(jié)構(gòu)和前級(jí)結(jié)構(gòu)且在通入高壓氣體后能夠?qū)崿F(xiàn)解鎖動(dòng)作，一一對(duì)應(yīng)連通的后級(jí)副通道和前級(jí)副通道構(gòu)成的分離充能腔體用于通入高壓氣體驅(qū)動(dòng)前級(jí)結(jié)構(gòu)分離。

4、所述后級(jí)副通道的上端設(shè)有能夠?qū)崿F(xiàn)氣體加速的拉瓦爾噴管，拉瓦爾噴管能夠插入對(duì)應(yīng)的前級(jí)副通道內(nèi)。

5、所述的拉瓦爾噴管嵌置在通氣凸臺(tái)內(nèi)，通氣凸臺(tái)由后級(jí)副通道凸出后級(jí)結(jié)構(gòu)頂端的部分構(gòu)成，通氣凸臺(tái)能夠完全插入對(duì)應(yīng)的前級(jí)副通道內(nèi)。

6、所述的后級(jí)副通道為貫通通道，該后級(jí)副通道的進(jìn)氣口設(shè)置在后級(jí)主通道的下部，且該進(jìn)氣口位于內(nèi)部作動(dòng)組件和后級(jí)主通道的底端設(shè)置的通氣接頭之間的后級(jí)主通道的腔壁上；與后級(jí)副通道的排氣口相通的前級(jí)副通道為帶有深度的通氣盲孔。

7、所述后級(jí)主通道的底端螺紋連接有通氣接頭，所述通氣接頭的外周面上段設(shè)置通氣接頭密封槽，通氣接頭密封槽安裝密封圈實(shí)現(xiàn)密封；所述通氣接頭的外周面下段設(shè)置通氣接頭外螺紋，通氣接頭外螺紋與后級(jí)主通道底端內(nèi)壁上的后級(jí)內(nèi)螺紋配合連接；所述通氣接頭的內(nèi)腔中設(shè)置通氣接頭內(nèi)螺紋，通氣接頭內(nèi)螺紋用于和外部管路連接。

8、所述前級(jí)主通道的下部腔體內(nèi)設(shè)有前級(jí)推桿作動(dòng)腔體，在前級(jí)推桿作動(dòng)腔體內(nèi)設(shè)有多條沿軸向間隔分布的外凹式前級(jí)花鍵分離滑槽，在前級(jí)花鍵分離滑槽的中部開(kāi)有連通全部前級(jí)花鍵分離滑槽的環(huán)狀外凹槽，相鄰兩條前級(jí)花鍵分離滑槽之間的環(huán)狀外凹槽構(gòu)成前級(jí)雙向限位滑槽，內(nèi)部作動(dòng)組件的前級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)能夠嵌入前級(jí)雙向限位滑槽內(nèi)；所述后級(jí)主通道的上部腔體內(nèi)設(shè)有后級(jí)推桿作動(dòng)腔體，在后級(jí)推桿作動(dòng)腔體內(nèi)設(shè)有多條沿軸向間隔分布的后級(jí)花鍵分離滑槽，在后級(jí)花鍵分離滑槽之間的腔壁上布置有兩排沿周向分布的內(nèi)凸的后級(jí)限位凸塊，上下兩排后級(jí)限位凸塊之間的空間構(gòu)成后級(jí)雙向限位滑槽，內(nèi)部作動(dòng)組件的后級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)能夠嵌入后級(jí)雙向限位滑槽內(nèi)，內(nèi)部作動(dòng)組件的后級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)和前級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)能夠在一一對(duì)應(yīng)的前級(jí)花鍵分離滑槽和后級(jí)花鍵分離滑槽構(gòu)成的通道內(nèi)軸向移動(dòng)。

9、所述前級(jí)主通道的腔體底端設(shè)有定位槽，該定位槽能夠嵌入后級(jí)結(jié)構(gòu)頂部的定位凸臺(tái)；所述定位槽的內(nèi)壁上周向分布有外凹軸向槽，該外凹軸向槽能夠?qū)?yīng)嵌入定位凸臺(tái)上的外凸軸向塊。

10、所述的內(nèi)部作動(dòng)組件包括組合安裝在一起的作動(dòng)推桿、復(fù)位彈簧與作動(dòng)活塞，作動(dòng)推桿的上段用于連接鎖定前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)，作動(dòng)推桿的下段和復(fù)位彈簧皆安裝在作動(dòng)活塞，作動(dòng)腔體內(nèi)的作動(dòng)活塞在高壓氣體的推動(dòng)下沿軸向前進(jìn)壓縮復(fù)位彈簧并帶動(dòng)作動(dòng)推桿轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)的解鎖。

11、所述作動(dòng)推桿的頂端設(shè)有用于安裝定位內(nèi)部作動(dòng)組件的內(nèi)六角槽，在作動(dòng)推桿的上段設(shè)有前級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)和后級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)，前級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)嵌入前級(jí)結(jié)構(gòu)的前級(jí)雙向限位滑槽內(nèi)、后級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)嵌入后級(jí)結(jié)構(gòu)的后級(jí)雙向限位滑槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部作動(dòng)組件對(duì)前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)的軸向限位和預(yù)緊，前級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)和后級(jí)花鍵預(yù)緊凸臺(tái)分別與前級(jí)花鍵分離滑槽和后級(jí)花鍵分離滑槽相配合實(shí)現(xiàn)作動(dòng)推桿的扭轉(zhuǎn)約束；所述作動(dòng)推桿的下端設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)，扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)能夠嵌入作動(dòng)活塞內(nèi)腔中的螺旋滑槽內(nèi)且扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)和螺旋滑槽相互配合實(shí)現(xiàn)內(nèi)部作動(dòng)組件的聯(lián)動(dòng)。

12、所述的作動(dòng)活塞設(shè)有嵌入復(fù)位彈簧和作動(dòng)推桿下段的滑動(dòng)內(nèi)腔，在滑動(dòng)內(nèi)腔的內(nèi)壁面上開(kāi)有與作動(dòng)推桿的扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)做槽道配合的螺旋滑槽；作動(dòng)活塞的外部圓柱面上對(duì)稱(chēng)布置兩個(gè)軸向滑槽，軸向滑槽與后級(jí)主通道的活塞作動(dòng)腔體部分內(nèi)壁上內(nèi)凸的軸向滑動(dòng)凸臺(tái)配合實(shí)現(xiàn)作動(dòng)活塞的軸向運(yùn)動(dòng)，作動(dòng)活塞的下端外壁上設(shè)有安裝密封圈的作動(dòng)活塞密封槽，且作動(dòng)活塞的底端開(kāi)有用于配合安裝內(nèi)部作動(dòng)組件的十字槽；所述的螺旋滑槽包括依序連通的上端豎直段、螺旋銜接段、下端豎直段。

13、所述的前級(jí)結(jié)構(gòu)、后級(jí)結(jié)構(gòu)以及通氣接頭為多通道釋放裝置的外部結(jié)構(gòu)，可將其結(jié)構(gòu)特征分別與前后兩級(jí)設(shè)備（如航天器整流罩與艙段）結(jié)合進(jìn)行一體化成型制造，則僅需要內(nèi)部作動(dòng)組件即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的連接解鎖與分離充能功能，并達(dá)到輕量化程度高、分離一致性好等有益效果。

14、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：

15、本發(fā)明提供的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多通道釋放裝置包括前級(jí)結(jié)構(gòu)、后級(jí)結(jié)構(gòu)、作動(dòng)推桿、復(fù)位彈簧、作動(dòng)活塞、密封圈、通氣接頭，前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)采用主副通道匹配嵌套結(jié)構(gòu)，主通道內(nèi)安裝內(nèi)部作動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)前級(jí)結(jié)構(gòu)與后級(jí)結(jié)構(gòu)的連接解鎖，作動(dòng)推桿與作動(dòng)活塞通過(guò)扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)與螺旋滑槽配合、且作動(dòng)推桿和作動(dòng)活塞配套復(fù)位彈簧，作動(dòng)活塞下端安裝雙層密封圈，后級(jí)結(jié)構(gòu)底端安裝通氣接頭；副通道通入高壓氣體經(jīng)拉瓦爾噴管加速實(shí)現(xiàn)分離充能，前級(jí)結(jié)構(gòu)和后級(jí)結(jié)構(gòu)采用拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)，在保證強(qiáng)度與功能的條件下實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多通道釋放裝置采用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與拓?fù)鋬?yōu)化，通過(guò)高壓氣體實(shí)現(xiàn)連接解鎖與分離充能，具備連接鎖定、解鎖分離、釋放充能與拓?fù)鋬?yōu)化四方面功能及優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在航空航天、兵器科學(xué)等領(lǐng)域具有承載強(qiáng)度高、作動(dòng)響應(yīng)快、釋放動(dòng)能大以及拓?fù)滟|(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)。

16、本發(fā)明提出的作動(dòng)組件置于前級(jí)結(jié)構(gòu)與后級(jí)結(jié)構(gòu)組成的作動(dòng)腔體內(nèi)，通過(guò)作動(dòng)推桿上的花鍵預(yù)緊凸臺(tái)與雙向限位滑槽的配合實(shí)現(xiàn)軸向限位以及扭轉(zhuǎn)約束、通過(guò)作動(dòng)活塞上的軸向滑槽與作動(dòng)腔體內(nèi)壁上的軸向滑動(dòng)凸臺(tái)配合實(shí)現(xiàn)軸向限位運(yùn)動(dòng)以及扭轉(zhuǎn)約束，通過(guò)作動(dòng)推桿的扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)與作動(dòng)活塞內(nèi)的螺旋滑槽配合以及復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)約束的傳遞，相互配合實(shí)現(xiàn)連接鎖定，具備承載強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。

17、本發(fā)明提出的作動(dòng)活塞的底部受高壓氣體作用，沿作動(dòng)腔體的軸向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)作動(dòng)推桿的扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)銷(xiāo)與作動(dòng)活塞內(nèi)的螺旋滑槽配合以及復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)作動(dòng)扭轉(zhuǎn)載荷的傳遞，最終作動(dòng)推桿的花鍵預(yù)緊凸臺(tái)從花鍵分離滑槽中解鎖分離，具備作動(dòng)響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)。

18、本發(fā)明提出的主副通道協(xié)調(diào)嵌套結(jié)構(gòu)沿主通道周向分布四個(gè)副通道，主通道高壓氣體可引流至四個(gè)副通道內(nèi)，各副通道的尾部設(shè)置有拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)，在作動(dòng)組件解鎖分離的同時(shí)實(shí)現(xiàn)副通道射流加速增加動(dòng)能，具備釋放動(dòng)能大的優(yōu)勢(shì)。

19、本發(fā)明提出的前級(jí)結(jié)構(gòu)與后級(jí)結(jié)構(gòu)在保證承載強(qiáng)度的前提下，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)最大化優(yōu)化前級(jí)結(jié)構(gòu)與后級(jí)結(jié)構(gòu)的空間幾何分布，實(shí)現(xiàn)該多通道釋放裝置的輕量化，具備拓?fù)滟|(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)。