一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构制造技术

本发明专利技术提供一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，包括：作动机构端部安装挂钩销轴机构，伺服机构通过齿轮组件连接作动机构，伺服电机连接电磁制动器，电磁制动器上安装传感器；挂钩销轴机构中的销轴安装在载荷上的凸起结构上，挂钩销轴机构中的钩舌勾住销轴，将载荷和平台连接；控制电磁制动器解除伺服电机的制动，伺服电机启动并输出旋转运动，驱动齿轮组件将动力传递至作动机构中的行星滚柱丝杠副，作动机构推动钩舌与销轴脱开；当发生故障时，点火器接受应急分离电流信号发生爆燃，将安全销剪断，使得作动机构推动钩舌与销轴脱开。本发明专利技术从机构层面实现冗余设计和容错设计，提高了机构应用的可靠性，保证了装置的功率密度。的功率密度。的功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构


[0001]本专利技术涉及一种应急分离异构冗余抛载机构，属于机电分离领域。

技术介绍

[0002]分离机构的主要作用是实现对两个连接部件的分离、抛载功能，现有分离机构类型有锁钩式、螺栓螺母式、卡爪式、电磁吸合式等，其中钩舌式特别适合由重力载荷组成的场合，可以利用其自身重力完成可靠锁定。分离机构数的驱动源分为气动、液压、机电、功能材料，其中机电系统驱动分离机构完成解锁功能逐渐被广泛应用起来，主要原因是机电系统控制精度高、响应快、绿色环保、免维护等特点，但机电伺服系统应用于分离机构仍存在可靠性问题，伺服电机、驱动器、控制算法的容错设计较为成熟，而从驱动源的结构/机构层面实现冗余设计难度较大、复杂程度高，冷备份解锁时间长，不易提高可靠性，导致整体装置体积重量显著上升，如何保证分离机构与驱动源整体功率密度的基础上，实现可靠分离或应急分离，成为一个焦点问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，从机构层面实现冗余设计和容错设计，提高了机构应用的可靠性，保证了装置的功率密度，同时实现便捷安装和预紧调整，能够利用其自身重力完成可靠锁定，特别适合以重力载荷组成的场合。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，包括：齿轮组件、伺服电机、电磁制动器、点火器、安全销、作动机构、传感器和挂钩销轴机构；
[0005]作动机构端部安装挂钩销轴机构，伺服机构通过齿轮组件连接作动机构，伺服电机连接电磁制动器，电磁制动器上安装传感器；
[0006]挂钩销轴机构中的销轴安装在载荷上的凸起结构上，载荷上的凸起结构与平台上的凹槽结构相配合，挂钩销轴机构中的钩舌勾住销轴，将载荷和平台连接；
[0007]控制电磁制动器解除伺服电机的制动，伺服电机启动并输出旋转运动，驱动齿轮组件将动力传递至作动机构中的行星滚柱丝杠副，作动机构推动钩舌与销轴脱开，将载荷和平台分离；
[0008]当发生故障时，点火器接受应急分离电流信号发生爆燃，将安全销剪断，使得作动机构推动钩舌与销轴脱开，将载荷和平台分离。
[0009]进一步的，所述挂钩销轴机构还包括转轴、调节螺母、支座、拉簧；支座安装在平台上的装配孔处，支座上设置转轴安装座，钩舌通过转轴安装在转轴安装座上；拉簧一端连接支座，另一端连接钩舌；钩舌上安装调节螺母，钩舌在拉簧的拉力作用下保持调节螺母与支座压紧；
[0010]当载荷与平台进行连接时，将钩舌绕转轴旋转使得钩舌抬起，保证载荷的凸起结
构与平台的凹槽结构相配合，释放钩舌使其在拉簧的拉力作用下运动将销轴卡住，载荷在自身重力下使得钩舌与销轴卡紧；旋转调节螺母进一步压紧支座，调整钩舌将载荷的凸起外斜角与平台的凹槽内斜角贴合、楔紧。
[0011]进一步的，所述作动机构包括推杆、密封盖、作动筒、丝杆螺母、丝杆、作动壳体、滚柱和轴承；
[0012]作动壳体设置在平台内，一端插入平台中的装配孔后与支座的端面配合连接，另一端安装轴承并设置齿轮组件安装区；作动筒安装在作动壳体内腔中，一端安装丝杆螺母，另一端安装密封盖，作动筒能够相对作动壳体往复直线运动；推杆安装在作动筒中，一端插入支座上的通孔中，另一端开有盲孔，推杆相对支座、密封盖的安装孔往复直线运动；丝杆螺母中安装丝杆，丝杆和丝杆螺母之间安装滚柱，构成行星滚柱丝杠副；丝杠一端从作动筒的内隔板的中心孔伸出，对准推杆端部的盲孔，丝杆另一端安装在轴承中。
[0013]进一步的，所述作动机构还包括弹簧；所述推杆开有盲孔的一端设置环形凸起结构并在环形凸起结构的侧面和端面分别设置互通的径向孔和轴向孔，径向孔与安装在作动筒侧壁上的点火器互通，轴向孔朝向作动筒内部的接触台阶面处，安全销安装在作动筒内侧壁上，推杆上的环形凸起结构与作动筒在安全销的约束下形成限位，推杆、点火器、作动筒和丝杆之间的安装腔组成密封腔体，作动壳体侧壁设置点火器滑动槽；推杆套装有弹簧，位于密封盖和推杆端部的环形凸起结构之间，当推杆剪断安全销而运动时，弹簧对推杆的强制解锁运动进行缓冲。
[0014]当发生故障而作动筒无法伸出时，点火器接受应急分离电流信号，使其激活药柱而发生爆燃，产生高压气体作用于推杆、作动筒、丝杆组成的密封腔体，将安全销剪断，而推动推杆使得调节螺母和钩舌绕转轴顺时针旋转，脱开钩舌与销轴的紧密连接，同时，推杆在弹簧的压缩下进行缓冲，完成平台、载荷之间的应急分离抛载功能。
[0015]进一步的，所述推杆的推出端部与调节螺母设有间隙，避免调节螺母与推杆直接接触，推杆不工作时，为缩回状态。
[0016]进一步的，所述推杆与支座之间设置第二密封圈，推杆与密封盖之间设置第一密封圈，构成直线密封状态。
[0017]进一步的，所述伺服电机包括电机转子轴、电机壳体、电机定子和电机端盖；电机壳体一端安装在作动壳体上，电机转子轴两端通过轴承安装在电机壳体中，电机转子轴一端插入作动壳体中，电机定子安装在电机壳体上，电机转子安装在电机转子轴上，电机壳体另一端安装电机端盖，电机转子轴另一端从电机端盖的中心孔伸出。
[0018]进一步的，所述齿轮组件包括减速箱端盖、丝杆齿轮、过渡齿轮、电机齿轮和齿轮轴；丝杆齿轮安装在丝杆从轴承中伸出的一端，齿轮轴安装在作动壳体端部的齿轮组件安装区，过渡齿轮安装在齿轮轴上，过渡齿轮与丝杆齿轮外啮合，电机齿轮与过渡齿轮外啮合，电机齿轮安装在电机转子轴端部，减速箱端盖安装在作动壳体端部，覆盖齿轮组件安装区。
[0019]进一步的，所述电磁制动器包括制动器定子、制动器转子；制动器定子固定于电机端盖上，制动器转子固定在电机转子轴上，制动器定子与制动器转子处于断电吸合状态，通电后制动器定子与制动器转子断开；
[0020]电磁制动器通过控制电流而使得制动器定子与制动器转子脱开，伺服电机启动并
输出旋转运动，驱动齿轮组件将动力传递至行星滚柱丝杠副，丝杆转动使丝杠螺母推动作动筒伸出，作动筒与推杆共同作伸出运动，推动调节螺母和钩舌绕转轴旋转，脱开钩舌与销轴的连接，将载荷和平台分离。
[0021]进一步的，所述传感器包括传感器转子、传感器定子、传感器端盖；传感器转子安装在电机转子轴端部，位于制动器转子一侧，传感器定子固定在电磁制动器壳体内，传感器端盖安装在电磁制动器壳体端部；传感器用于检测伺服电机的转角和转速，反馈至控制器，用于伺服电机的输出位置控制。
[0022]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0023](1)本专利技术提出的基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，采用钩舌式连接机构和斜面定位结构，可以利用其自身重力完成可靠锁定，特别适合由重力载荷组成的场合。
[0024](2)本专利技术提出的基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，针对机电原理分离机构可靠性低问题，采用EMA为主要驱动源，而利用火工品高爆发、体积小特点作为应急单元，从机构层面实现冗余设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，其特征在于，包括：齿轮组件、伺服电机、电磁制动器、点火器(10)、安全销(11)、作动机构、传感器和挂钩销轴机构；作动机构端部安装挂钩销轴机构，伺服机构通过齿轮组件连接作动机构，伺服电机连接电磁制动器，电磁制动器上安装传感器；挂钩销轴机构中的销轴(3)安装在载荷(2)上的凸起结构上，载荷(2)上的凸起结构与平台(1)上的凹槽结构相配合，挂钩销轴机构中的钩舌(4)勾住销轴(3)，将载荷(2)和平台(1)连接；控制电磁制动器解除伺服电机的制动，伺服电机启动并输出旋转运动，驱动齿轮组件将动力传递至作动机构中的行星滚柱丝杠副，作动机构推动钩舌(4)与销轴(3)脱开，将载荷(2)和平台(1)分离；当发生故障时，点火器(10)接受应急分离电流信号发生爆燃，将安全销(11)剪断，使得作动机构推动钩舌(4)与销轴(3)脱开，将载荷(2)和平台(1)分离。2.根据权利要求1所述的一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，其特征在于，所述挂钩销轴机构还包括转轴(5)、调节螺母(6)、支座(7)、拉簧(35)；支座(7)安装在平台(1)上的装配孔处，支座(7)上设置转轴安装座，钩舌(4)通过转轴(5)安装在转轴安装座上；拉簧(35)一端连接支座(7)，另一端连接钩舌(4)；钩舌(4)上安装调节螺母(6)，钩舌(4)在拉簧(35)的拉力作用下保持调节螺母(6)与支座(7)压紧；当载荷(2)与平台(1)进行连接时，将钩舌(4)绕转轴(5)旋转使得钩舌(4)抬起，保证载荷(2)的凸起结构与平台(1)的凹槽结构相配合，释放钩舌(4)使其在拉簧(35)的拉力作用下运动将销轴(3)卡住，载荷(2)在自身重力下使得钩舌(4)与销轴(3)卡紧；旋转调节螺母(6)进一步压紧支座(7)，调整钩舌(4)将载荷(2)的凸起外斜角与平台(1)的凹槽内斜角贴合、楔紧。3.根据权利要求2所述的一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，其特征在于，所述作动机构包括推杆(8)、密封盖(9)、作动筒(12)、丝杆螺母(14)、丝杆(15)、作动壳体(16)、滚柱(17)和轴承(18)；作动壳体(16)设置在平台(1)内，一端插入平台(1)中的装配孔后与支座(7)的端面配合连接，另一端安装轴承(18)并设置齿轮组件安装区；作动筒(12)安装在作动壳体(16)内腔中，一端安装丝杆螺母(14)，另一端安装密封盖(9)，作动筒(12)能够相对作动壳体(16)往复直线运动；推杆(8)安装在作动筒(12)中，一端插入支座(7)上的通孔中，另一端开有盲孔，推杆(8)相对支座(7)、密封盖(9)的安装孔往复直线运动；丝杆螺母(14)中安装丝杆(15)，丝杆(15)和丝杆螺母(14)之间安装滚柱(17)，构成行星滚柱丝杠副；丝杠(15)一端从作动筒(12)的内隔板的中心孔伸出，对准推杆(8)端部的盲孔，丝杆(15)另一端安装在轴承(18)中。4.根据权利要求3所述的一种基于EMA与火工品应急分离异构冗余抛载机构，其特征在于，所述作动机构还包括弹簧(13)；所述推杆(8)开有盲孔的一端设置环形凸起结构并在环形凸起结构的侧面和端面分别设置互通的径向孔和轴向孔，径向孔与安装在作动筒(12)侧壁上的点火器(10)互通，轴向孔朝向作动筒(12)内部的接触台阶面处，安全销(11)安装在作动筒(12)内侧壁上，推杆(8)上的环形凸起结构与作动筒(12)在安全销(11)的约束下形成限位，推杆(8)、点火器(10)、作动筒(12)和丝杆(15)之间的安装腔组成密封腔体，作动壳
体(16)侧壁设置点火器滑动槽；推杆(8)套装有弹簧(13)，位于密封盖(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋洪舟，左哲清，于志远，赵哲，陶云飞，李明，范华涛，孙艺慧，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：