一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置

1.本发明涉及天基二维转台技术领域，尤其涉及一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置。


背景技术：

2.二维跟踪转台系统广泛应用于激光通信、对天基目标(对日、对月等)的跟踪指向、对地大范围扫描观测等航天/航空技术领域。
3.航天应用的二维跟踪转台需要经历火箭发射时的冲击和振动，因此，在主动段需要对二维转台进行锁定，入轨后发送指令进行解锁。
4.二维跟踪转台的旋转自由度锁紧都是通过锁紧螺钉或螺杆实现，在安装平台未进入工作状态之前，如果不对转台的旋转自由度进行锁紧，转台所搭载的光学设备会因为振动和冲击而造成损害，因此必须将转台的旋转自由度进行锁紧，从而保护搭载的光学设备。待安装平台进入工作状态后，再恢复转台的旋转自由度使其处于工作状态。
5.目前已有的锁紧方式采用电机加电锁紧，其锁紧力矩小，只适用于小载荷的应用，而且需要在安装平台未进入工作状态之前给设备供电，限制了该锁紧方式的推广。
6.因此，本领域技术人员提供了一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种满足天基二维跟踪转台在发射过程中需锁定的应用需求，针对二维转台俯仰和方位机构的锁定组件，具有锁定可靠、解锁运动简单、可提高整个转台刚度、并具有对空间力学环境和温度环境适应性好的特点的一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置，包括：
10.天基二维转台底板；
11.u型架，所述u型架通过转轴安装于天基二维转台底板的顶面中部、并能够沿着转轴旋转；
12.二维转台内框架，所述二维转台内框架的两端分别通过俯仰轴安装于u型架内、并能够沿着俯仰轴旋转；
13.所述u型架底部的两侧分别通过方位锁定组件锁定，所述方位锁定组件安装于天基二维转台底板上；所述二维转台内框架的外侧通过拔销器锁定，所述拔销器安装于u型架的顶端。
14.进一步的，所述方位锁定组件包括：
15.上支架，所述上支架上设置有上罩，所述上罩与u型架的底部连接；
16.下支架，所述下支架与上支架之间通过爆炸螺栓连接，所述下支架的一侧设置下
盖，所述下支架安装于天基二维转台底板的顶面上。
17.进一步的，所述爆炸螺栓安装于下支架内，所述爆炸螺栓的顶端伸出下支架的顶端、并伸入上支架内，所述爆炸螺栓伸入上支架内的部位与分离螺母连接。
18.进一步的，所述分离螺母通过拉簧与连接柱连接，所述连接柱安装于上支架的顶壁上。
19.进一步的，所述下支架的一侧安装有扭簧组件，所述扭簧组件的驱动端套设于爆炸螺栓上，所述扭簧组件包括扭簧，所述扭簧套设于扭簧轴上，所述扭簧轴的顶端安装有铜垫片，所述铜垫片一端套设于爆炸螺栓上、且该铜垫片位于上支架和下支架之间。
20.进一步的，所述铜垫片包括套设于爆炸螺栓上的第一端部和套设于扭簧轴上的第二端部；所述第一端部和第二端部通过斜板连接，所述第一端部位于第二端部的上方，所述第二端部上靠近斜板处开设有通孔。
21.进一步的，所述扭簧组件还包括扭簧座，所述扭簧座安装于下支架的侧壁上，所述扭簧轴安装于该扭簧座内、且扭簧轴的顶端伸出扭簧座；所述第二端部上设有铜片压环，所述铜片压环套设于扭簧轴上、并通过螺钉固定。
22.进一步的，所述扭簧的一端与扭簧座的底部连接，扭簧的另一端伸出扭簧座的顶端、并与所述通孔连接。
23.进一步的，所述扭簧座的底部设置有扭簧底座，所述扭簧底座通过多个螺钉与扭簧座连接，所述扭簧轴的底端插入该扭簧底座内。
24.进一步的，所述拔销器的销轴与二维转台内框架上销轴套相适配，所述拔销器安装于调整支座上，所述调整支座安装于u型架的顶端。
25.在上述技术方案中，本发明提供的一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置，具有以下有益效果：
26.1、在进行解锁指令之前，天基二维转台底板和u型架之间通过方位锁定组件保持锁紧状态并维持高刚度，u型架和二维转台内框架之间通过拔销器保持锁紧状态并维持高刚度，进行解锁指令后拔销器与二维转台内框架分离、方位锁定组件分解，转轴可以带动u型架及与其相连的组件转动；
27.2、本技术由爆炸螺栓、可移动的上支架和铜垫片构成的方位机构锁定组件，具有结构简单可靠、对天基二维跟踪转台起到有效的辅助支撑作用，可以满足航天/航空的力学振动条件下的使用要求；
28.3、爆炸螺栓起爆后，产生的冲量推动上支架和下支架分离，分离螺母与爆炸螺栓分离，同时，铜垫片与爆炸螺栓脱离，铜垫片在爆炸螺栓的冲量推动以及扭簧的作用下旋出，完成上支架和下支架的解锁。天基二维转台底板和u型架通过两个方位锁定组件锁定方位轴系，提高了整机的基频以及抗力学特性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明实施例提供的一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置的结构示
意图；
31.图2为图1的分解结构示意图
32.图3为图1中方位锁定组件的结构示意图；
33.图4为图2的分解结构示意图；
34.图5为图4中扭簧组件的分解结构示意图；
35.图6为图1中u型架与俯仰轴的连接结构示意图。
36.附图标记说明：
37.10、天基二维转台底板；11、转轴；
38.20、u型架；21、俯仰轴；
39.30、二维转台内框架；
40.40、方位锁定组件；41、上支架；42、上罩；43、下支架；44、爆炸螺栓；45、下盖；46、分离螺母；47、拉簧；48、连接柱；49、扭簧组件；
41.490、扭簧；491、扭簧轴；492、铜垫片；493、扭簧座；494、铜片压环；495、扭簧底座；
42.4920、第一端部；4921、第二端部；4922、斜板；4923、通孔；
43.50、拔销器；51、调整支座。
具体实施方式
44.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
45.参见图1-6所示；
46.本发明实施例所述的一种适用于天基二维转台的锁定及解锁装置，包括：
47.天基二维转台底板10；
48.u型架20，所述u型架20通过转轴安装于天基二维转台底板10的顶面中部、并能够沿着转轴11旋转；
49.二维转台内框架30，所述二维转台内框架30的两端分别通过俯仰轴21安装于u型架20内、并能够沿着俯仰轴21旋转；
50.所述u型架20底部的两侧分别通过方位锁定组件40锁定，所述方位锁定组件40安装于天基二维转台底板10上；所述二维转台内框架30的外侧通过拔销器50锁定，所述拔销器50安装于u型架20的顶端。
51.所述转轴22转过天基二维转台底板10的中心孔与u型架20连接，俯仰轴21穿过u型架20的两个侧边中部的通孔、并与二维转台内框架30连接，在进行解锁指令之前，天基二维转台底板10和u型架20之间通过方位锁定组件40保持锁紧状态并维持高刚度，u型架20和二维转台内框架30之间通过拔销器50保持锁紧状态并维持高刚度，进行解锁指令后拔销器50与二维转台内框架30分离、方位锁定组件40分解，转轴11可以带动u型架20及与其相连的组件转动。
52.所述方位锁定组件40包括：
53.上支架41，所述上支架41上设置有上罩42，所述上罩42与u型架20的底部连接；
54.下支架43，所述下支架43与上支架41之间通过爆炸螺栓44连接，所述下支架43的一侧设置下盖45，所述下支架43安装于天基二维转台底板10的顶面上。
55.所述爆炸螺栓44安装于下支架43内，所述爆炸螺栓44的顶端伸出下支架43的顶端、并伸入上支架41内，所述爆炸螺栓44伸入上支架41内的部位与分离螺母46连接。所述分离螺母46通过拉簧47与连接柱48连接，所述连接柱48安装于上支架41的顶壁上。
56.所述下支架43的一侧安装有扭簧组件49，所述扭簧组件49的驱动端套设于爆炸螺栓44上，所述扭簧组件49包括扭簧490，所述扭簧490套设于扭簧轴491上，所述扭簧轴491的顶端安装有铜垫片492，所述铜垫片492一端套设于爆炸螺栓44上、且该铜垫片492位于上支架41和下支架43之间。由爆炸螺栓44、可移动的上支架41和铜垫片492构成的方位机构锁定组件，具有结构简单可靠、对天基二维跟踪转台起到有效的辅助支撑作用，可以满足航天/航空的力学振动条件下的使用要求。
57.安装时，爆炸螺栓44的侧圆柱面与下支架43一侧的容置槽接触，该容置槽的高度可对爆炸螺栓44进行定位，扭簧组件49与容置槽不同侧，爆炸螺栓44的顶部穿过铜垫片492后，与上支架41内部的分离螺母46连接，分离螺母46通过拉簧47与上支架41连接；上支架41由上罩42封盖，上罩42内部具有减震橡胶，减震橡胶通过环氧胶黏贴于上罩42内；通过调整铜垫片492在竖直方向的位置，可调整上支架201的位置，铜垫片492的上下表面分别与上支架41的下表面和下支架43的上表面接触。
58.所述铜垫片492包括套设于爆炸螺栓44上的第一端部4920和套设于扭簧轴491上的第二端部4921；所述第一端部4920和第二端部4921通过斜板4922连接，所述第一端部4920位于第二端部4921的上方，所述第二端部4921上靠近斜板4922处开设有通孔4923。
59.第一端部4920的上下表面分别与上支架41的下表面和下支架43的上表面接触，爆炸螺栓44起爆后，第二端部4921在扭簧490的作用西下能够沿着扭簧轴491，并带动第一端部4920转动，从上支架41和下支架43之间旋出；扭簧490初始预紧角度至90
°
，将铜垫片492与爆照螺栓44连接，且工作转动范围内转动顺畅，即铜垫片492在下支架43上表面转动顺畅，无卡滞，以铜垫片303上表面为基准，利用塞尺保证装配后铜垫片492与上支架41间隙为0.25-0.3mm；安装4个爆炸螺栓，各环节弹性变形，上支架41向下移动压紧铜垫片492。
60.所述扭簧组件49还包括扭簧座493，所述扭簧座493安装于下支架43的侧壁上，所述扭簧轴491安装于该扭簧座493内、且扭簧轴491的顶端伸出扭簧座493；所述第二端部4921上设有铜片压环494，所述铜片压环494套设于扭簧轴491上、并通过螺钉固定，该螺钉为一字型沉头螺钉。
61.所述扭簧490的一端与扭簧座493的底部连接，扭簧490的另一端伸出扭簧座493的顶端的弧形槽、并与所述通孔4923连接。
62.爆炸螺栓44起爆后，产生的冲量推动上支架41和下支架43分离，分离螺母46与爆炸螺栓44分离，同时，铜垫片492与爆炸螺栓脱离，铜垫片492在爆炸螺栓的冲量推动以及扭簧的作用下旋出，完成上支架41和下支架43的解锁。天基二维转台底板10和u型架20通过两个方位锁定组件锁定方位轴系，提高了整机的基频以及抗力学特性。
63.所述扭簧座493的底部设置有扭簧底座495，所述扭簧底座495通过多个螺钉与扭簧座493连接，所述扭簧轴491的底端插入该扭簧底座495内，多个螺钉均为十字盘头螺钉。
64.所述拔销器50的销轴(未图示)与二维转台内框架30上销轴套(未图示)相适配，销轴位于销轴套内，有效防止二维转台内框架30和u型架20之间发生转动，所述拔销器50安装于调整支座51上，所述调整支座51安装于u型架20的顶端。拔销器50通电后，销轴能够回缩
20mm，销轴从销轴套内退出，实现二维转台内框架30和u型架20的解锁，俯仰轴21能够带动二维转台内框架30及与其相连的组件转动。二维转台内框架30和俯仰轴21通过两个销器50实现锁定。
65.本技术装置的拔销器50、调整支座51和二维转台内框架30上销轴套组成俯仰锁定组件，能够在正弦振动、随机振动和冲击力学条件下有效锁定二维转台内框架30及其承载的光学载荷，并且在-20℃～+60℃的温度范围内能够解锁。
66.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。