一种火药驱动分离作动器及其安装方法与流程

1.本发明属于分离驱动技术领域，具体涉及一种火药驱动分离作动器及其安装方法。


背景技术：

2.在航空载具从发射到进入高空预定轨道后，需要将一部分已经完成使命的无效载荷与有效载荷分离，以达到节省燃料的目的，这其中一个具体的环节就是断开无效载荷与有效载荷之间的连接电缆，并且一般连接电缆为多个，而这些连接电缆一般是通过插头和插座对插实现连接的，若要断开插头和插座的连接，需要外力断开，有鉴于此，需要一种能够同时断开多个连接电缆的装置。
3.传统的断开方式是将这些连接电缆的所有插头中均引出一根铁丝连接固定到火药拔销器的端部，当火药拔销器通电动作，在拔回过程中拉动铁丝，从而拽动插头从插座上脱离。现有火药作动器通常受其自身结构限制，其行程较小，在驱动力较大时，冲击载荷亦较大，并且受其结构、气体压力传递方向和密封等因素影响，火药作动器存在着可靠性低、能量转换效率低、安全性差等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种火药驱动分离作动器，用以解决现有火药作动器的可靠性低且安全性差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种火药驱动分离作动器，其包括：
6.本体，所述本体内开设有第一容置腔，所述本体上沿第一方向开设有第一通孔，所述第一通孔用于将所述第一容置腔与外部连通；
7.作动销，所述作动销设于所述第一容置腔内，所述作动销其中一端可沿第一方向伸缩穿过所述第一通孔；
8.所述作动销具有第一凸台，所述作动销上套设有第一弹簧，所述第一弹簧一端抵接所述第一凸台，其另一端抵接所述第一容置腔内壁；
9.传递销，所述传递销沿第二方向设置，所述传递销一端抵接所述作动销侧壁，其另一端抵接有拔销器，所述拔销器可通过启停对所述传递销的端部锁定与放松。
10.作为本发明的进一步改进，所述本体内还开设有第二容置腔，所述第二容置腔沿第二方向开设，所述传递销设于所述第二容置腔内；
11.所述传递销具有第二凸台，所述传递销朝向所述拔销器的一端套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端抵接所述第二凸台，其另一端抵接所述第二容置腔侧壁；
12.所述传递销朝向所述作动销一端设有限位体，所述限位体上开设有供所述传递销穿过的第二通孔，且所述第二凸台抵接所述限位体侧壁。
13.作为本发明的进一步改进，所述作动销包括有伸缩部和抵接部；
14.其中，所述抵接部外径大于所述伸缩部外径，所述抵接部与所述伸缩部接合处形
成所述第一凸台；
15.所述抵接部沿其径向外周开设有环形槽，所述传递销端部可对应卡设于所述环形槽内。
16.作为本发明的进一步改进，所述抵接部背离所述伸缩部一端开设有减重孔。
17.作为本发明的进一步改进，所述抵接部沿第一方向的两端均开设有倒角。
18.作为本发明的进一步改进，所述第一容置腔沿第二方向开设有第三通孔，所述第三通孔处设有螺堵，所述第三通孔开设于所述作动销背离所述传递销一侧，且所述第三通孔与所述传递销同轴设置。
19.作为本发明的进一步改进，所述本体上还开设有第三容置腔，所述第三容置腔内设有所述拔销器，所述拔销器的锁定端与所述传递销端部相抵；所述第三容置腔背离所述传递销一端开口，且所述第三容置腔开口处设有将其封闭的压螺。
20.作为本发明的进一步改进，所述第一容置腔背离所述第一通孔的一端开口，且所述第一容置腔开口处设有将其封闭的底座。
21.本技术还包括一种火药驱动分离作动器安装方法，包括如下步骤：
22.s1：沿第三通孔将第二弹簧与传递销依次放入第二容置腔内，将限位体压设在第一容置腔与第二容置腔的交接口处，并使得传递销的端部穿入第二通孔内，采用螺堵将第三通孔封闭；
23.s2：沿第一容置腔的开口将第一弹簧与作动销依次放入第一容置腔内，压缩第一弹簧并使得传递销卡接作动销的环形槽处，采用底座将第一容置腔的开口封闭；
24.s3：沿第三容置腔的开口将拔销器放入第三容置腔内，压紧拔销器并使得拔销器的锁定端将传递销端部锁定，采用压螺将拔销器固定。
25.作为本发明的进一步改进，步骤s1中限位体以过盈配合方式插设在第二容置腔的端部。
26.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
27.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
28.(1)本发明的火药驱动分离作动器，其通过在本体内设置作动销，并通过传递销对作动销进行锁止，传递销对作动销的锁止方向与传递销的锁定方向不同，再通过拔销器对传递销进行锁定。本技术中传递销对作动销的锁定方向与作动销本身运动方向不一致，避免了传递销对作动销锁定或放松时影响作动销运动方向和幅度的问题，大幅提高了作动销运动的可靠性与安全性。
29.(2)本发明的火药驱动分离作动器，其通过在传递销的两侧分别设置第二弹簧和限位体，通过限位体限制传递销的伸出幅度，设置第二弹簧使得传递销具备沿第二方向运动的动能，在拔销器对传递销端部的锁定去除时，作动销在第一弹簧的推力下运动，使得传递销压缩第二弹簧并与作动销分离，实现作动销的自由移动。
30.(3)本发明的火药驱动分离作动器，其通过在本体上对应开设第三通孔，用于装配传递销、第二弹簧和限位体，第三通孔开设位置与传递销的位置分离，避免了传动上下盖体装配结构带来的传递销装配位置松动或不稳定的问题，确保了传递销的装配精度，也保证了传递销对作动销的锁止精度。并且第一容置腔和第三容置腔对应开口，用于作动销和拔
销器的安装放置，通过压螺和底座将本体封闭，其整体安装和封闭方式不会影响作动销的位移精度与传递销的锁定精度，进一步保障了火药驱动分离作动器的可靠性与安全性。
附图说明
31.图1是本发明实施例中火药驱动分离作动器的锁定状态剖面结构示意图；
32.图2是图1中a处放大示意图；
33.图3是本发明实施例中本体的剖面结构示意图；
34.图4是本发明实施例中作动销的剖面结构示意图；
35.图5是本发明实施例中火药驱动分离作动器解锁状态剖面结构示意图。
36.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
37.1、本体；2、作动销；3、第一弹簧；4、传递销；5、拔销器；6、第二弹簧；7、限位体；8、螺堵；9、压螺；10、底座；
38.101、第一容置腔；102、第二容置腔；103、第三容置腔；104、第一通孔；105、第三通孔；
39.201、伸缩部；202、抵接部；203、第一凸台；204、倒角；205、环形槽；206、减重孔；
40.401、第二凸台。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.实施例：
47.请参阅图1～5，本发明优选实施例中的火药驱动分离作动器包括有本体1，该本体1内开设有第一容置腔101，并且本体1沿第一方向开设有第一通孔104，该第一通孔104用于将第一容置腔101与外部相连通；作动销2，该作动销2设置在第一容置腔101内，并且作动销2的其中一端可沿着第一方向伸缩穿过该第一通孔104，该作动销2通过穿过第一通孔104以与外部件锁定，当作动销2向本体1内部收缩时，实现与外部件的分离。进一步地，该作动销2具有第一凸台203，并且作动销2上套设有第一弹簧3，第一弹簧3的一端抵接第一凸台203，其另一端抵接在第一容置腔101的内壁；传递销4，该传递销4沿第二方向设置，并且传递销4的一端抵接作动销2侧壁，其另一端抵接有拔销器5，该拔销器5可通过启停实现对传递销4端部的锁定与放松。
48.本技术通过在与作动销2运动方向不一致的方向设置传递销4，再利用拔销器5将传递销4的端部锁止，使得传递销4另一端将作动销2抵紧，实现对作动销2的锁定。在需要作动销2回缩与外部件分离时，通过控制拔销器5回缩，传递销4失去对作动销2的锁定，该作动销2在第一弹簧3的推动下与外部件分离。其整体控制方式简单，且传递销4对作动销2的锁定与作动销2的移动方向不同，避免了传递销4的锁紧力影响作动销2的运动，保障了作动销2的运动精度，确保整个火药驱动分离作动器的可靠性和安全性。
49.优选地，本技术中的第一方向和第二方向相互垂直。
50.优选地，本技术中拔销器5的锁定端与传递销4的设置方向相互垂直，使得拔销器5虽然将传递销4锁定，但是拔销器5的锁定力不会传递到作动销2，确保了作动销2的运动精度。
51.进一步地，本技术中的拔销器5为火药拔销器，其通过电控方式进行控制。本技术中的火药驱动分离作动器结构既利用了火药拔销器5体积小、作用力大的优点，又通过将火药拔销器5的推动方向与传递销4的运动方向垂直设置，避免了火药拔销器5较大动能带来的作动销2运动不可控的问题。
52.进一步优选地，本技术中的拔销器5的驱动行程为2mm～3mm，驱动力为40～50n，并且其在受到不大于20n的侧向力时能够可靠工作。
53.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中的本体1内还开设有第二容置腔102，该第二容置腔102沿第二方向进行开设，并且传递销4设置在第二容置腔102内，该传递销4具有第二凸台401，并且传递销4朝向拔销器5的一端套设有第二弹簧6，该第二弹簧6一端抵接第二凸台401，其另一端抵接第二容置腔102侧壁；该传递销4朝向作动销2的一端设置有限位体7，该限位体7上开设有供传递销4穿过的第二通孔，并且第二凸台401抵接该限位体7侧壁。本技术中的传递销4设置在第二容置腔102内，第二容置腔102与第一容置腔101的开设方向相互垂直，通过在传递销4的第二凸台401的两侧分别设置第二弹簧6与限位体7，利用限位体7限制传递销4抵接作动销2部分的长度，保证传递销4的锁定精度。正常情况下拔销器5将传递销4端部锁紧，传递销4伸出限位体7的部分将作动销2锁定。当作动销2需要运动时，拔销器5动作且不再抵接传递销4，作动销2在第一弹簧3的推动力下向本体1内部回缩，传递销4压缩第二弹簧6并朝向背离作动销2方向运动，作动销2可沿第一方向正常伸
缩。
54.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中的作动销2包括有伸缩部201和抵接部202；其中，该抵接部202外径大于伸缩部201的外径，并且抵接部202与伸缩部201的接合处形成该第一凸台203，抵接部202与伸缩部201的设置形式使得第一弹簧3能够抵接该作动销2，进而推动作动销2进行运动。并且，抵接部202沿其径向外周开设有环形槽205，并且传递销4的端部可对应卡设在该环形槽205内。在该作动销2的抵接部202上开设环形槽205，可提高传递销4对作动销2的锁紧力。
55.进一步地，该作动销2选用材料强度和硬度较好的30crmnsini2a，保证了作动销2与传递销4的装配精度。并且，该环形槽205的深度在3mm
±
0.2mm，环形槽205整体呈凹弧形面；对应地，传递销4抵接作动销2的端部为球形面，球形端面结构确保了其与环形槽205的紧密配合，并使得传递销4失去拔销器5的锁定后，该作动销2在第一弹簧3的推动下能够带动传递销4回缩，而不会出现传递销4与作动销2锁止的情况。优选地，该传递销4伸出限位体7端面1.5mm
±
0.2mm。
56.作为本发明的可选实施例，本技术中的环形槽205由两个斜面构成，两个斜面形成的角度为70
°
～90
°
。
57.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中抵接部202背离伸缩部201的一端开设有减重孔206。由于抵接部202整体外径大于伸缩部201，为了降低作动销2的整体质量，通过在抵接部202处开设减重孔206，减重孔206可以是一个，也可以是多个。作动销2上减重孔206的设置能够方便第一弹簧3推动该作动销2，使得传递销4失去拔销器5的锁止时，该第一弹簧3能够克服传递销4对作动销2的锁止力并带动作动销2快速回缩。
58.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中抵接部202沿第一方向的两端均开设有倒角204。在将作动销2装配到本体1内部时，由于传递销4需要锁止到抵接部202的环形槽205处，抵接部202与伸缩部201相接的端部处必然要经过传递销4的端部，为了避免抵接部202与传递销4端部卡死，将传递销4的端部设置倒角204，方便该作动销2的装配。抵接部202背离伸缩部201一端设置倒角204，方便该作动销2整体在第一容置腔101内的移动装配。
59.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中的第一容置腔101沿第二方向开设有第三通孔105，该第三通孔105处设有螺堵8，该第三通孔105开设在作动销2背离传递销4的一侧，并且第三通孔105与传递销4同轴设置。为了避免传统开合结构造成传递销4的安装位置存在装配误差，本技术在本体1上开设第三通孔105，第三通孔105与传递销4的安装位置互不干涉，既保证了传递销4的准确装配，又不影响传递销4的运动精度。在通过第三通孔105将传递销4装配完全后，通过螺堵8将该第三通孔105封闭，避免外部环境对火药驱动分离作动器内部的干扰。
60.进一步地，作为本发明的优选实施例，本技术中的本体1上还开设有第三容置腔103，该第三容置腔103用于设置该拔销器5，并且拔销器5的锁定端与传递销4的端部相抵，通过控制拔销器5的锁定端运动，实现对传递销4的锁定与放松。进一步地，该第三容置腔103背离传递销4的一端开口，并且第三容置腔103的开口处设置压螺9。开口的设置是为了拔销器5的装配，在拔销器5装配完毕后通过压螺9压紧拔销器5的端部，使得拔销器5的锁定端与传递销4锁紧配合。
61.进一步地，该第一容置腔101背离第一通孔104的一端开口，并且在该第一容置腔
101的开口处设有将该开口封闭的底座10。底座10的开设主要用于将作动销2封闭到本体1内部，该底座10通过螺钉与本体1进行固定。
62.优选地，该拔销器5可以是无线控制或有线控制，当采用有线控制时，导线通过压螺9处将拔销器5与外部控制端进行连接。
63.进一步地，由于拔销器5锁定端的运动方向与传递销4的运动方向不一致，为了避免二者卡死，该拔销器5的锁定端与传递销4端部配合面设置为弧形凹面，传递销4端部对应为球形凸起。
64.进一步地，本技术中的第一弹簧3在装配完成后处于压缩状态，其压缩量为30％
±
2％，弹力为30n
±
2n；在带动作动销2运动到位后，其压缩量为10％
±
2％，弹力为10n
±
2n。且该第一弹簧3的行程为20mm。
65.进一步地，本技术中的第二弹簧6的压缩量为20％
±
2％，其弹力为15n
±
2n。
66.进一步地，本技术中的本体为一体结构，而非传统火药驱动分离作动器的装配结构，其本身安装精度更高。基于此，本技术对应包括一种火药驱动分离作动器的安装方法，具体包括如下步骤：
67.s1：沿第三通孔105将第二弹簧6与传递销4依次放入第二容置腔102内，将限位体7压设在第一容置腔101与第二容置腔102的交接口处，并使得传递销4的端部穿入第二通孔内，采用螺堵8将第三通孔105封闭；
68.s2：沿第一容置腔101的开口将第一弹簧3与作动销2依次放入第一容置腔101内，压缩第一弹簧3并使得传递销4卡接作动销2的环形槽205处，采用底座10将第一容置腔101的开口封闭；
69.s3：沿第三容置腔103的开口将拔销器5放入第三容置腔103内，压紧拔销器5并使得拔销器5的锁定端将传递销4端部锁定，采用压螺9将拔销器5固定。
70.进一步地，上述限位体7以过盈配合的方式插设在第二容置腔102的端部。
71.本发明中的火药驱动分离作动器工作过程如下：
72.当需要作动销2伸出本体1的部分收缩时，对拔销器5进行供电，拔销器5回拔并解除对传递销4的约束，作动销2在第一弹簧3的推力下向下运动，作动销2上的环形槽205挤压传递销4的端部，传递销4上的第二凸台401挤压第二弹簧6，传递销4回缩到限位体7内，作动销2失去锁定，在第一弹簧3的推动下收入本体1，并与外部连接件分离。
73.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种火药驱动分离作动器，其特征在于，包括：本体，所述本体内开设有第一容置腔，所述本体沿第一方向开设有第一通孔，所述第一通孔用于将所述第一容置腔与外部连通；作动销，所述作动销设于所述第一容置腔内，所述作动销其中一端可沿第一方向伸缩穿过所述第一通孔；所述作动销具有第一凸台，所述作动销上套设有第一弹簧，所述第一弹簧一端抵接所述第一凸台，其另一端抵接所述第一容置腔内壁；传递销，所述传递销沿第二方向设置，所述传递销一端抵接所述作动销侧壁，其另一端抵接有拔销器，所述拔销器可通过启停对所述传递销的端部锁定与放松。2.根据权利要求1所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述本体内还开设有第二容置腔，所述第二容置腔沿第二方向开设，所述传递销设于所述第二容置腔内；所述传递销具有第二凸台，所述传递销朝向所述拔销器的一端套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端抵接所述第二凸台，其另一端抵接所述第二容置腔侧壁；所述传递销朝向所述作动销一端设有限位体，所述限位体上开设有供所述传递销穿过的第二通孔，且所述第二凸台抵接所述限位体侧壁。3.根据权利要求2所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述作动销包括有伸缩部和抵接部；其中，所述抵接部外径大于所述伸缩部外径，所述抵接部与所述伸缩部接合处形成所述第一凸台；所述抵接部沿其径向外周开设有环形槽，所述传递销端部可对应卡设于所述环形槽内。4.根据权利要求3所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述抵接部背离所述伸缩部一端开设有减重孔。5.根据权利要求3所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述抵接部沿第一方向的两端均开设有倒角。6.根据权利要求1～5中任一项所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述第一容置腔沿第二方向开设有第三通孔，所述第三通孔处设有螺堵，所述第三通孔开设于所述作动销背离所述传递销一侧，且所述第三通孔与所述传递销同轴设置。7.根据权利要求6所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述本体上还开设有第三容置腔，所述第三容置腔内设有所述拔销器，所述拔销器的锁定端与所述传递销端部相抵；所述第三容置腔背离所述传递销一端开口，且所述第三容置腔开口处设有将其封闭的压螺。8.根据权利要求7所述的火药驱动分离作动器，其特征在于，所述第一容置腔背离所述第一通孔的一端开口，且所述第一容置腔开口处设有将其封闭的底座。9.一种火药驱动分离作动器安装方法，用于安装如权利要求8中的所述火药驱动分离作动器，其特征在于，包括如下步骤：s1：沿第三通孔将第二弹簧与传递销依次放入第二容置腔内，将限位体压设在第一容置腔与第二容置腔的交接口处，并使得传递销的端部穿入第二通孔内，采用螺堵将第三通孔封闭；
s2：沿第一容置腔的开口将第一弹簧与作动销依次放入第一容置腔内，压缩第一弹簧并使得传递销卡接作动销的环形槽处，采用底座将第一容置腔的开口封闭；s3：沿第三容置腔的开口将拔销器放入第三容置腔内，压紧拔销器并使得拔销器的锁定端将传递销端部锁定，采用压螺将拔销器固定。10.根据权利要求9所述的火药驱动分离作动器安装方法，其特征在于，步骤s1中限位体以过盈配合方式插设在第二容置腔的端部。

技术总结
本发明公开了一种火药驱动分离作动器及其安装方法，属于分离驱动技术领域，包括本体，本体内开设有第一容置腔，该本体沿第一方向开设有第一通孔；作动销，作动销设置在第一容置腔内，并可沿第一方向伸缩穿过第一通孔；作动销还包括第一凸台，并且作动销上套设有第一弹簧，第一弹簧一端抵接第一凸台，其另一端抵接第一容置腔内壁；传递销，该传递销沿第二方向设置，并且传递销的一段抵接作动销侧壁，其另一端抵接有拔销器。本申请中的火药驱动分离作动器整体控制方式简单，且传递销对作动销的锁定与作动销的移动方向不同，避免了传递销的锁紧力影响作动销的运动，保障了作动销的运动精度，确保整个火药驱动分离作动器的可靠性和安全性。全性。全性。


技术研发人员：黄琼 李响
受保护的技术使用者：湖北三江航天红林探控有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/3