一种双轨迹铰链装置及其应用方法与流程

本发明涉及运载火箭技术领域，尤其涉及一种双轨迹铰链装置及其应用方法。

背景技术：

运载火箭上用于两物体分离的气动分离装置包含气缸筒、活塞、气缸杆等零件。通过向气缸内注入高压气体，被分离体离开分离体。在被分离体从分离体上分离后，气缸杆仍连接在分离体上，气缸筒及活塞随被分离体离开，为保证气缸杆不与分离体发生碰撞，需要缩回气缸杆，因此需要增加额外的控制系统，造成气动分离装置结构复杂，可靠性低，成本高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明公开一种用于气动分离装置的气缸杆与分离体连接分离的双轨迹铰链装置，该铰链结构简单，成本低，能够有效的解决传统的气动分离装置的不足，不需要在被分离体离开分离体后，为缩回仍连接在分离体上的气缸杆增加额外的控制系统，而是通过铰链两阶段式转动实现气缸杆与分离体的分离。

为达到以上目的，提供一种双轨迹铰链装置，包括：

翻转机构，其包括扭杆、连杆、以及两个固定连接在所述扭杆和连杆之间的摇臂；

铰链机构，其包括铰链座和铰链，预存储有扭矩的所述扭杆一端固定连接在所述铰链座上，所述铰链座上位于所述扭杆的一侧设有两个相互平行的竖向部，所述两个竖向部之间连接有第一转轴，所述两个竖向部相背的两个外侧面上分别设有长圆形的第二转轴和限位销；

所述铰链一侧设有用于连接气动分离装置中气缸杆的连接部，另一侧设有两个相互平行的第二延伸部和位于所述两个第二延伸部之间的第一延伸部，所述第一延伸部上设有与所述第一转轴相配合的第一凹槽，所述第二延伸部上设有与所述第二转轴相配合的第二凹槽和与所述限位销相配合的弧形限位槽，所述弧形限位槽和所述第二凹槽的槽口朝向相同，所述第二凹槽在所述第二延伸部上的位置，相对于所述第一凹槽在第一延伸部上的位置更靠近延伸端；所述弧形限位槽相对于第二凹槽的位置更靠近延伸的起始端；所述铰链通过所述第二凹槽和所述第二转轴、以及所述弧形限位槽和所述限位销可转动的卡接在所述铰链座上。

优选的，所述两个竖向部上分别设有第一通孔，所述第一通孔之间连接有定位销，所述第一转轴套设在所述定位销上。

优选的，所述扭杆和所述连杆之间相互平行，所述两个摇臂之间相互平行，且所述两个摇臂分别垂直连接所述扭杆。

优选的，所述铰链座上还设有两个相互平行的固定部，所述两个固定部上分别设有第二通孔和第四通孔，所述固定部位于所述铰链座的中部两端，所述翻转机构的扭杆安装在所述两个固定部的所述第二通孔和所述第四通孔之间。

优选的，所述翻转机构还包括套筒，所述扭杆不带孔的一端安装有所述套筒，并通过所述套筒安装在所述固定部上的第二通孔内。

优选的，所述扭杆远离所述套筒的一端设有第三通孔，所述扭杆设有所述第三通孔的一端通过贯穿所述第三通孔的螺钉与所述固定部上的第四通孔固定连接。

优选的，所述铰链座上还设有与所述气缸杆相配合的支撑部，所述支撑部和所述竖向部分别位于所述固定部的两侧，所述支撑部用于在所述气缸杆连接到所述连接部上后支撑所述气缸杆。

优选的，所述双轨迹铰链装置还包括：

调整垫块，设置在所述铰链座的下方，所述竖向部设置在所述铰链座的上方，所述调整垫块用于连接分离体。

优选的，所述气缸杆通过螺纹连接的方法连接在所述连接部上。

此外，提供一种双轨迹铰链装置的应用方法，基于双轨迹铰链装置，所述双轨迹铰链装置连接在分离体上，所述分离体上设有气动分离装置，所述应用方法包括：

在气动分离装置作用下，被分离体与分离体分离后，扭杆释放预先存储的扭矩，翻转机构绕扭杆转动并推动气缸杆和铰链绕第二转轴转动第一角度，气缸杆和铰链脱离所述第二转轴绕第一转轴转动第二角度，所述限位销从所述弧形限位槽的槽口滑出，气缸杆和铰链脱离铰链座。

本发明的有益效果：气动分离装置使被分离体与分离体分离，原本压在翻转机构上的压力消失，翻转机构的扭杆释放预先存储的扭矩，从而使翻转机构绕扭杆转动，翻转机构转动使推动气缸杆和铰链向上开始转动，在绕第二转轴转动到第一角度时，气缸杆和铰链切换到绕第一转轴继续转动，在继续转动第二角度后，限位销从弧形限位槽的槽口滑出，气缸杆和铰链自动从铰链座上脱离，实现将气缸杆和分离体分离，结构简单，成本低，连接可靠性高，展开速度快，有效的解决了传统的气动分离装置的不足。

附图说明

图1为本发明较佳的实施例中，双轨迹铰链结构总体示意图；

图2为本发明较佳的实施例中，翻转机构组成示意图；

图3为本发明较佳的实施例中，铰链机构组成示意图；

图4为本发明较佳的实施例中，翻转机构的套筒示意图。

图5为本发明较佳的实施例中，翻转机构的扭杆示意图。

图6为本发明较佳的实施例中，翻转机构的固定销示意图。

图7为本发明较佳的实施例中，翻转机构的第一摇臂示意图。

图8为本发明较佳的实施例中，翻转机构的连杆示意图。

图9为本发明较佳的实施例中，翻转机构的第二摇臂示意图。

图10为本发明较佳的实施例中，铰链机构的铰链座示意图。

图11为本发明较佳的实施例中，铰链机构的铰链示意图。

图12为本发明较佳的实施例中，铰链机构的定位销示意图。

图13为本发明较佳的实施例中，铰链机构的第二转轴示意图。

图14为本发明较佳的实施例中，铰链机构的限位销示意图。

图15为本发明较佳的实施例中，铰链机构的旋转角度示意图。

附图标记：

1-气缸杆；2-翻转机构；3-调整垫块；4-铰链机构；5-套筒；6-扭杆；7-固定销；8-第一摇臂；9-连杆；10-第二摇臂；11-铰链座；12-铰链；13-第一转轴；14-定位销；15-第二转轴；16-限位销；17-竖向部；18-连接部；19-第一延伸部；20-第二延伸部；21-第一凹槽；22-第二凹槽；23-弧形限位槽；24-第一通孔；25-固定部；26-第二通孔；27-第三通孔；28-支撑部；29-第四通孔；30-第五通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-15所示，一种用于连接气缸杆及分离体的双轨迹铰链装置，用于解决传统气动分离装置的不足，双轨迹铰链装置包括用于连接气动分离装置(图中未示出)的气缸杆1并在被分离体和分离体分离后带动气缸杆1转动的翻转机构2、以及连接翻转机构2的铰链机构4。

翻转机构2，其包括扭杆6、连杆9、以及两个固定连接在扭杆6和连杆9之间的摇臂。

铰链机构4，其包括铰链座11和铰链12，预存储有扭矩的扭杆6一端固定连接在铰链座11上，另一端可在扭杆6释放扭矩时转动。铰链座11上位于扭杆6的一侧设有两个相互平行的竖向部17，两个竖向部17之间连接有第一转轴13，两个竖向部17相背的两个外侧面上分别设有长圆形的第二转轴15和限位销16。

铰链12一侧设有用于连接气动分离装置中气缸杆1的连接部18，另一侧设有两个相互平行的第二延伸部20和位于两个第二延伸部20之间的第一延伸部19，第一延伸部19上设有与第一转轴13相配合的第一凹槽21，第二延伸部20上设有与第二转轴15相配合的第二凹槽22和与限位销16相配合的弧形限位槽23，弧形限位槽23和第二凹槽22的槽口朝向相同，第二凹槽22在第二延伸部20上的位置，相对于第一凹槽21在第一延伸部19上的位置更靠近延伸端；弧形限位槽23相对于第二凹槽22的位置更靠近延伸的起始端；铰链12通过第二凹槽22和第二转轴15、以及弧形限位槽23和限位销16可转动的卡接在铰链座11上。

在本实施例中，双轨迹铰链装置在应用时，双轨迹铰链装置安装在分离体上，分离体上还安装有气动分离装置。气动分离装置包括气缸筒、活塞、气缸杆1等零件，气缸杆1的分离动力输出端连接双轨迹铰链装置的铰链12的连接部18。通过向气缸内注入高压气体，被分离体离开分离体。在被分离体从分离体上分离后，气缸杆1仍连接在分离体上，气缸筒及活塞随被分离体离开。

原本压在双轨迹铰链装置的翻转机构2上的被分离体离开后，翻转机构2的扭杆6开始释放在装配时预先存储的扭矩。随着扭杆6逐渐释放扭矩，翻转机构2开始绕扭杆6转动，从而推动位于翻转机构2上方的气缸杆1和铰链12开始同时绕第二转轴15转动

当气缸杆1和铰链12绕第二转轴15转动第一角度α后，第二凹槽22和第二转轴15不再接触，第一凹槽21和第一转轴13开始接触，气缸杆1和铰链12开始同时绕第一转轴13转动，当气缸杆1和铰链12绕第一转轴13转动第二角度β后，限位销16从弧形限位槽23的槽口滑出，气缸杆1和铰链12脱离铰链座11，从而使气缸杆1脱离分离体，避免气缸杆1与分离体发生碰撞。

较佳的实施例中，两个竖向部17上分别设有第一通孔24，第一通孔24之间连接有定位销14，第一转轴13套设在定位销14上。

较佳的实施例中，扭杆6和连杆9之间相互平行，第一摇臂8和第二摇臂10之间相互平行，且两个摇臂分别垂直连接扭杆6。第一摇臂8和第二摇臂10连接连杆9的一端分别夹持连杆9。第一摇臂8连接扭杆6的一端通过y型夹持部和贯穿y型夹持部的固定销7夹持扭杆6，第二摇臂10连接扭杆6的一端设有第五通孔30，扭杆6穿过第五通孔30且连接套筒5。

较佳的实施例中，铰链座11上还设有两个相互平行的具有第二通孔26的固定部25和具有第四通孔29的固定部25，固定部25位于铰链座11的中部两端，翻转机构2的扭杆6安装在两个固定部25的第二通孔26和第四通孔29之间，第二通孔26和第四通孔29形状不同。

较佳的实施例中，翻转机构2还包括套筒5。扭杆6一端设有第三通孔27，另一端没有设置通孔，扭杆6设有第三通孔27的一端通过贯穿第三通孔27的螺钉与第四通孔29固定连接，扭杆6远离第三通孔27的一端在安装套筒5后，通过套筒5安装到第二通孔26中。其中，第二通孔26为圆形孔，第四通孔29为六角形孔。

较佳的实施例中，铰链座11上还设有与气缸杆1相配合的支撑部28，支撑部28和竖向部17分别位于固定部25的两侧，支撑部28用于在气缸杆1连接到连接部18上后支撑气缸杆1。在被分离体离开分离体前，气缸杆1放置在支撑部28上。

较佳的实施例中，双轨迹铰链装置还包括：

调整垫块3，设置在铰链座11的下方，调整垫块3与竖向部17分别位于铰链座11的上下两侧，调整垫块3用于连接分离体。铰链座11以及铰链座11上安装的翻转机构2和铰链12通过调整垫块3连接到分离体上。

较佳的实施例中，气缸杆1通过螺纹连接的方法连接在连接部18上。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。