一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及探空火箭技术领域，特别是涉及一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置。


背景技术：

2.探空火箭是在近地空间进行探测和科学试验的火箭，利用探空火箭可以在高度方向探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、地磁场宇宙线、太阳紫外线和x射线、陨尘等多种地物理现象，探空火箭比探空气球飞得高、比低轨道运行的人造地球卫星飞得低，探空火箭一般为无控制火箭，具有结构简单、成本低廉、发射方便等优点。由于探空火箭载荷在冲出稠密大气层时需要整流罩保护，达到预定高度后需要抛掉整流罩才能完成预定任务
3.现有的探空火箭整流罩分离装置在使用的过程中，在探空火箭整流罩与火箭箭体进行分离时，探空火箭整流罩的运动包络与探空火箭载荷容易发生载荷干涉，导致安全事故的发生，降低了探空火箭整流罩分离过程的安全性。
4.因此，需要一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置，解决探空火箭整流罩在与探空火箭箭体分离的过程中容易整流罩运动包络容易与火箭载荷发生干涉的问题，提高探空火箭整流罩分离的安全性和可靠性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置，可以解决探空火箭整流罩在与探空火箭箭体进行分离时，探空火箭整流罩的运动包络与探空火箭载荷容易发生载荷干涉、进而引发安全事故的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种探空火箭整流罩旋转分离组件，包括：
7.上铰链、下铰链、上铰链限位杆以及下铰链中心转轴；其中，所述上铰链安装在探空火箭整流罩上，所述下铰链安装在探空火箭箭体上；
8.所述上铰链包括：第一对接板以及支承板；所述支承板垂直设置在所述第一对接板上；所述支承板上设置有限位孔和第一凹槽，所述上铰链限位杆贯穿所述限位孔；
9.所述下铰链包括：第二对接板、左挡板以及右挡板；所述左挡板以及所述右挡板设置在所述第二对接板上，且所述左挡板和所述右挡板平行对称设置，所述左挡板和所述右挡板上均设置有滑槽和中心转轴孔；
10.所述中心转轴贯穿所述左挡板和所述右挡板上的中心转轴孔；
11.所述上铰链和所述下铰链装配对齐，使所述支承板卡入所述左挡板和所述右挡板之间，且所述第一凹槽与所述中心转轴卡合，所述上铰链限位杆滑入至所述滑槽中，以连接所述探空火箭整流罩与探空火箭箭体。
12.进一步地，所述滑槽设有开口和凹陷区，凹陷区设为弧度结构，且所述凹陷区向所述左挡板和右挡板内部延伸，当所述上铰链和所述下铰链装配对齐时，所述上铰链限位杆经过所述开口滑入至所述凹陷区中，当上铰链限位杆垂直方向移动时，能够对所述上铰链
限位杆起到径向限位作用，且所述上铰链旋转时，所述上铰链限位杆能够在所述凹陷区内滑动。
13.进一步地，所述上铰链的数量为4个，分别对称设置在探空火箭整流罩的两个半罩上；所述下铰链的数量为4个，分别设置在探空火箭的箭体外侧，并和所述上铰链对齐。
14.进一步地，所述探空火箭整流罩旋转分离组件还包括：限位螺杆以及固定螺母；所述限位螺杆以及所述固定螺母设置在所述上铰链和所述下铰链连接处。
15.在本实用新型的另一方面，还包括一种探空火箭整流罩旋转分离装置，所述探空火箭整流罩旋转分离装置包括如上文所述的探空火箭整流罩旋转限位组件；还包括：预压缩弹簧组件；所述预压缩弹簧组件设置在探空火箭整流罩底部端框处，且所述预压缩弹簧组件的顶杆顶住探空火箭整流罩的底部，且顶杆穿过整流罩底部端框，顶住探空火箭箭体的端框。
16.进一步地，还包括横向爆炸螺栓；所述横向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩和探空火箭箭体上，完成探空火箭整流罩与探空火箭箭体的轴向对接。
17.进一步地，还包括：纵向爆炸螺栓；所述纵向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩的两个半罩上，连接探空火箭整流罩的两个半罩。
18.相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：
19.通过所述上铰链和所述下铰链限位配合，通过设置下铰链卡槽开口和上铰链支承板开口，当半罩旋转到一定脱钩角时，在过载力作用下，整流罩与箭体完成彻底脱钩，完成分离，限制探空火箭整流罩旋转运动在纵向和横向的位移偏差，大大减小了整流罩旋转运动对罩内载荷的干扰。
20.进一步地，由于采用预压缩的弹簧装置，整流罩分离只需发出爆炸螺栓解锁指令，后续动作均由铰链自动完成，进而能够防止出现信号时序紊乱及动作干扰等情况。
附图说明
21.图1为本实用新型一实施例探空火箭整流罩旋转分离组件的示意图；
22.图2为本实用新型一实施例下铰链示意图；
23.图3为本实用新型一实施例上铰链支承板示意图；
24.图4为本实用新型一实施例探空火箭整流罩旋转分离组件在探空火箭整流罩上的设置位置俯视示意图；
25.图5为本实用新型一实施例探空火箭整流罩的半罩的示意图。
具体实施方式
26.下面将结合示意图对本实用新型的一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
27.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
28.本实用新型提供一种探空火箭整流罩旋转分离组件120，请参考图1-图3所示，所述探空火箭整流罩旋转分离组件120包括：上铰链1、下铰链2、上铰链限位杆3以及下铰链中心转轴4；其中，所述上铰链1安装在探空火箭整流罩上，所述下铰链2安装在探空火箭箭体上。
29.具体的，所述上铰链1包括：第一对接板11以及支承板12；所述支承板12垂直设置在所述第一对接板11上；所述支承板12上设置有限位孔121和第一凹槽122，所述上铰链限位杆3贯穿所述限位孔121。
30.此外，所述下铰链2包括：第二对接板21、左挡板22以及右挡板23；所述左挡板22以及所述右挡板23设置在所述第二对接板21上，且所述左挡板22和所述右挡板23平行对称设置，所述左挡板22和所述右挡板23上均设置有滑槽24和中心转轴孔25。
31.所述中心转轴4贯穿所述左挡板22和所述右挡板23上的中心转轴孔25，以实现对所述中心转轴4的安装，后续在进行连接时，方便所述支承板12与其卡合。
32.在本实例中，所述上铰链1和所述下铰链2装配对齐，使所述支承板12卡入所述左挡板22和所述右挡板23之间，且所述第一凹槽122与所述中心转轴4卡合，所述上铰链限位杆4滑入至所述滑槽24中，具体地，所述上铰链限位杆4最后装入所述滑槽24中，采用双头螺柱等形式固定，以连接所述探空火箭整流罩与探空火箭箭体。
33.具体地，通过所述上铰链1和所述下铰链2之间的限位，限制探空火箭整流罩的半罩5分离过程中的横向位移和纵向位移，且使所述上铰链1能够绕所述中心转轴4旋转。
34.作为示例，所述滑槽24设有开口和凹陷区，所述凹陷区设为弧度结构，且所述凹陷区向所述左挡板22和右挡板23内部延伸，当所述上铰链1和所述下铰链2装配对齐时，所述上铰链限位杆3经过所述开口滑入至所述凹陷区中，当上铰链限位杆3垂直方向移动时，能够对所述上铰链限位杆3起到径向限位作用，且所述上铰链1旋转时，所述上铰链限位杆4能够在所述凹陷区内滑动。同时所述上铰链限位杆4能够在所述凹陷区滑动，当所述上铰链1旋转至相应角度时，所述上铰链限位杆4即可顺利滑出。
35.进一步地，所述上铰链1的数量为4个，分别对称设置在探空火箭整流罩的两个半罩5上；所述下铰链2的数量为4个，分别设置在探空火箭的箭体外侧，并和所述上铰链1对齐。
36.作为示例，所述探空火箭整流罩旋转分离组件120还包括：限位螺杆以及固定螺母；所述限位螺杆以及所述固定螺母设置在所述上铰链1和所述下铰链2连接处。
37.具体地，在进行装配时，探空火箭整流罩在地面合罩后，探空火箭整流罩作为一个整体与探空火箭箭体连接，此时采用纵向对接的方式，即探空火箭整流罩吊高后，沿竖直方向下落，使所述上铰链1落在所述下铰链2的左挡板22和右挡板23中间，限制所述上铰链1的侧向位移；探空火箭整流罩继续下落，使所述上铰链1和所述下铰链2装配对齐。进一步地，安装所述下铰链中心转轴4，所述下铰链中心转轴4可根据需要在所述下铰链左挡板22和右挡板23外侧利用螺母进行限位。
38.在本实用新型的另一方面，还包括一种探空火箭整流罩旋转分离装置，所述探空火箭整流罩旋转分离装置包括如上文所述的探空火箭整流罩旋转限位组件120；还包括：预压缩弹簧组件；所述预压缩弹簧组件设置在探空火箭整流罩底部端框处，且所述预压缩弹簧组件的顶杆顶住探空火箭整流罩的底部，且顶杆穿过整流罩底部端框，顶住探空火箭箭
体的端框。
39.进一步地，还包括横向爆炸螺栓；所述横向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩和探空火箭箭体上，完成探空火箭整流罩与探空火箭箭体的轴向对接。
40.作为示例，所述探空火箭整流罩旋转分离装置还包括：纵向爆炸螺栓；所述纵向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩的两个半罩5上，连接探空火箭整流罩的两个半罩5。
41.具体地，在进行装配时，所述上铰链1和所述下铰链2装配完毕后可安装整流罩与箭体间的爆炸螺栓，爆炸螺栓安装后，在预紧力作用下，整流罩与箭体间的载荷主要由爆炸螺栓和端框传递，此时所述上铰链1和所述下铰链2不处于受力状态。
42.具体地，在进行所述探空火箭整流罩旋转限位组件120的装配时，在探空火箭整流罩与探空火箭箭体间的所述纵向爆炸螺栓和所述横向爆炸螺栓安装完毕后，拆除所述预压缩弹簧的保护螺杆，使所述预压缩弹簧的顶杆处于工作状态，此时由于所述横向爆炸螺栓和所述纵向爆炸螺栓均未起爆，所述预压缩弹簧组件的顶杆一直处于工作状态，顶在探空火箭整流罩的下端框处。将分离程序写入探空火箭飞行控制程序，待探空火箭升到一定高度后，启动整流罩分离程序，所述横向爆炸螺栓和所述纵向爆炸螺栓按顺序起爆，使所述预压缩弹簧组件的顶杆向上运动，推动探空火箭整流罩上移，所述上铰链限位杆移动至所述下铰链的滑槽24处，带动所述探空火箭整流罩与探空火箭箭体开始分离，当探空火箭整流罩的半罩5达到一定旋转角之后，所述上铰链1和所述下铰链2分离，探空火箭整流罩完成分离。
43.具体地，所述横向爆炸螺栓解锁后，所述纵向爆炸螺栓解锁，探空火箭整流罩的两个半罩5纵向分开，在所述预压缩弹簧的弹簧力矩的作用下，探空火箭整流罩的两个半罩5沿所述下铰链中心转轴4进行旋转，所述上铰链限位杆3沿着所述下铰链滑槽24运动。
44.具体地，所述下铰链滑槽24、所述上铰链限位杆3和所述下铰链中心转轴4均涂有润滑油，目的是减少摩擦产生的阻力损失。
45.在本实用新型一个具体的实施例中，将所述探空火箭整流罩旋转分离组件120设置在图4所示的位置上，固定探空火箭整流罩与探空火箭箭体，方便如图5所示的探空火箭整流罩半罩5在探空火箭到达一定高度后与探空火箭箭体分离。探空火箭整流罩分离时，先起爆所述横向爆炸螺栓，此时探空整流罩作为整体会在所述预压缩弹簧的推力装置作用下整体上移，所述上铰链限位杆3会从所述滑槽24中部上移至所述滑槽24上部，与所述滑槽24接触后限位；随即所述纵向螺栓解锁后，探空火箭整流罩两半罩5相互之间无连接，此时弹簧推力装置对探空火箭整流罩的半罩5产生的绕转轴旋转力矩，探空火箭整流罩的半罩5会在弹簧力力矩下，绕所述下铰链2进行旋转运动，设计弹簧推力装置能量确保探空火箭整流罩在过载力作用下能顺利过顶，探空火箭整流罩的半罩5过顶后过载力做功从负功变为正功，过载力会加速探空火箭整流罩旋转。当探空火箭整流罩的半罩5沿所述下铰链中心转轴4转动至预定脱钩角后，所述上铰链限位杆3滑出所述下铰链滑槽24，所述支承板12为半开口结构，此时支承板12可以在过载力作用下与所述下铰链中心转轴4分开，此时所述上铰链1和所述下铰链2再无接触，整流罩上下铰链完成分离。
46.本实施例通过所述上铰链和所述下铰链限位配合，通过设置下铰链卡槽开口和上铰链支承板开口，当半罩旋转到一定脱钩角时，在过载力作用下，整流罩与箭体完成彻底脱钩，完成分离，限制探空火箭整流罩旋转运动在纵向和横向的位移偏差，大大减小了整流罩
旋转运动对罩内载荷的干扰；
47.进一步地，由于采用预压缩的弹簧装置，整流罩分离只需发出爆炸螺栓解锁指令，后续动作均由铰链自动完成，进而能够防止出现信号时序紊乱及动作干扰等情况。
48.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种探空火箭整流罩旋转分离组件，其特征在于，包括：上铰链、下铰链、上铰链限位杆以及下铰链中心转轴；其中，所述上铰链安装在探空火箭整流罩上，所述下铰链安装在探空火箭箭体上；所述上铰链包括：第一对接板以及支承板；所述支承板垂直设置在所述第一对接板上；所述支承板上设置有限位孔和第一凹槽，所述上铰链限位杆贯穿所述限位孔；所述下铰链包括：第二对接板、左挡板以及右挡板；所述左挡板以及所述右挡板设置在所述第二对接板上，且所述左挡板和所述右挡板平行对称设置，所述左挡板和所述右挡板上均设置有滑槽和中心转轴孔；所述中心转轴贯穿所述左挡板和所述右挡板上的中心转轴孔；所述上铰链和所述下铰链装配对齐，使所述支承板卡入所述左挡板和所述右挡板之间，且所述第一凹槽与所述中心转轴卡合，所述上铰链限位杆滑入所述滑槽中，以连接所述探空火箭整流罩与探空火箭箭体。2.如权利要求1所述的探空火箭整流罩旋转分离组件，其特征在于，所述滑槽设有开口和凹陷区，凹陷区设为弧度结构，且向所述左挡板和右挡板内部延伸，当所述上铰链和所述下铰链装配对齐时，所述上铰链限位杆经过所述开口滑入至所述凹陷区中，当上铰链限位杆垂直方向移动时，能够对所述上铰链限位杆起到径向限位作用，且所述上铰链旋转时，所述上铰链限位杆能够在所述凹陷区内滑动。3.如权利要求1所述的探空火箭整流罩旋转分离组件，其特征在于，所述上铰链的数量为4个，分别对称设置在探空火箭整流罩的两个半罩上；所述下铰链的数量为4个，分别设置在探空火箭的箭体外侧，并和所述上铰链对齐。4.如权利要求1所述的探空火箭整流罩旋转分离组件，其特征在于，还包括：限位螺杆以及固定螺母；所述限位螺杆以及所述固定螺母设置在所述上铰链和所述下铰链连接处。5.一种探空火箭整流罩旋转分离装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的探空火箭整流罩旋转分离组件；还包括：预压缩弹簧组件；所述预压缩弹簧组件设置在探空火箭整流罩底部，且顶杆穿过整流罩底部端框，顶住探空火箭箭体的端框。6.如权利要求5所述的探空火箭整流罩旋转分离装置，其特征在于，还包括横向爆炸螺栓；所述横向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩和探空火箭箭体上，完成探空火箭整流罩与探空火箭箭体的轴向对接。7.如权利要求5所述的探空火箭整流罩旋转分离装置，其特征在于，还包括：纵向爆炸螺栓；所述纵向爆炸螺栓设置在探空火箭整流罩的两个半罩上，连接探空火箭整流罩的两个半罩。

技术总结
本实用新型揭示了一种探空火箭整流罩旋转分离组件以及分离装置，包括：上铰链、下铰链、上铰链限位杆和下铰链中心转轴；上铰链包括：第一对接板以及支承板；支承板垂直设置在第一对接板上；支承板上设置限位孔和第一凹槽，上铰链限位杆贯穿限位孔；下铰链包括：第二对接板、左挡板以及右挡板；左挡板以及右挡板设置在第二对接板上，左挡板和右挡板上均设置有滑槽和中心转轴孔；中心转轴贯穿中心转轴孔；上铰链和下铰链对齐，连接探空火箭整流罩半罩与箭体。本实用新型可以减少探空火箭整流罩与探空火箭箭体分离时探空火箭整流罩运动包络与探空火箭载荷容易发生干涉的问题，提高探空火箭整流罩分离的安全性和可靠性。探空火箭整流罩分离的安全性和可靠性。探空火箭整流罩分离的安全性和可靠性。


技术研发人员：韩伟 胡峥 刘国林 王义新 阮家麟 朱奕 樊晓鸣
受保护的技术使用者：上海寰宇乾堃航天科技有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/4/20