一种电驱式异构冗余分离机构的制作方法

本申请属于分离机构，特别涉及一种电驱式异构冗余分离机构。

背景技术：

1、电驱式异构冗余分离机构对运载器的级间分离的可靠性和安全性起着非常重要的作用。运载器不同级间段结构在分离过程中，需要通过电驱式异构冗余分离机构进行快速分离，分离过慢或者分离失效会影响运载器工作任务的成败。

2、目前运载器不同级间段的分离机构和助推器的分离机构主要有爆炸螺栓式分离机构和拔销式分离机构；爆炸螺栓式分离机构是接收到分离指令时，通过引爆级间段之间的固连爆炸螺栓达到级间段分离的目的；拔销式分离机构是在接收到分离指令时，通过拔出级间段之间的固定销轴达到级间段分离的目的。

3、cn111619831a公开了一种连杆式星箭分离机构，该发明应用一种拔销器进行星箭分离，该种方案存在的问题主要有拔销器在进行星箭分离拔销时，星箭在分离时向两个方向分别运动，会产生较大的分离撕拉冲击力，极易使销轴受到错位挤压造成弯曲变形，从而导致销轴卡滞，星箭分离失败，可靠性低；该发明的连杆机构繁琐，星箭分离时需要多种机械结构联动，分离响应时间较慢；该种方案只有一种解锁方式，不是双冗余方案，在拔销分离失效时，星箭将无法完成分离动作，从而导致任务失败，解释方案可靠性较低。

4、cn103335565b公开了一种包带连接解锁装置，该发明应用爆炸螺栓实现飞行器的分离，该种方案存在的问题主要有通过爆破的方式实现分离，这种分离方式的冲击过大，容易在分离时对飞行器内的精密设备造成冲击损坏。

技术实现思路

1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种电驱式异构冗余分离机构，能够对运载器不同级间段实现快速分离，提高了运载器不同级间段分离的可靠性。同时对分离机构作出了适应性的设计，可以应用于深水环境，实现深水运载器级间段的快速分离。

2、本申请提供的技术方案如下：

3、一种电驱式异构冗余分离机构，包括双绕组分离电机、刚性包带和分离机构，运载器上部设备机构设置有第一凸沿，运载器下部设备机构设置有第二凸沿，刚性包带的内侧设置有固定槽，刚性包带通过固定槽套设于相对的第一凸沿和第二凸沿外侧，刚性包带的两端均设置有端头，分离机构连接于相对的两个端头之间；分离机构包括左旋螺柱和右旋螺柱，左旋螺柱的一端螺纹连接于刚性包带的一个端头，左旋螺柱的另一端螺纹连接于双绕组分离电机，右旋螺柱的一端与另一个端头螺纹连接，右旋螺柱的另一端螺纹连接于双绕组分离电机；双绕组分离电机启动时，端头与双绕组分离电机之间的距离改变。

4、所述分离机构还包括压力传感器，刚性包带的两个端头均固定连接一个压力传感器，左旋螺柱的一端与一个压力传感器螺纹连接，左旋螺柱的另一端螺纹连接于双绕组分离电机，右旋螺柱的一端与另一个端头连接的压力传感器螺纹连接，右旋螺柱的另一端螺纹连接于双绕组分离电机，以使压力传感器检测到刚性包带的预紧力。

5、所述分离机构还包括备紧螺母，左旋螺柱和右旋螺柱外侧均螺纹连接至少一个备紧螺母。

6、所述左旋螺柱和右旋螺柱为爆炸螺栓。

7、所述双绕组分离电机包括壳体、定子绕组、旋变和转子螺母，定子绕组为固定在壳体内的环形结构，转子螺母为圆柱结构，转子螺母位于定子绕组的中心位置，转子螺母的两端与壳体之间通过轴承转动连接；旋变设置于转子螺母的端部，用于采集转子螺母的转速；转子螺母的轴线位置开设有螺纹孔，螺纹孔的两端为反向螺纹，左旋螺柱和右旋螺柱分别插入转子螺母的螺纹孔内两端位置并与转子螺母螺纹连接，左旋螺柱和右旋螺柱的另一端均伸出壳体，且左旋螺柱和右旋螺柱的中间光杆部分与壳体之间通过径向密封进行密封连接。

8、所述定子绕组包括第一定子绕组单元和第二定子绕组单元，旋变包括第一旋变单元和第二旋变单元，第一定子绕组单元和第二定子绕组单元并排固定在壳体内，转子螺母位于第一定子绕组单元和第二定子绕组单元的中心位置，第一旋变单元和第二旋变单元分别设置于转子螺母的两端，用于采集转子螺母的转速。

9、所述双绕组分离电机的壳体内设置油液，油液与转子螺母、定子绕组和旋变接触，油液通过左旋螺栓的中间光杆部分与壳体左侧端面的径向密封结构进行密封、通过右旋螺栓的中间光杆部分与壳体右侧端面的径向密封结构进行密封。

10、所述壳体连接有压力平衡器，压力平衡器包括组件壳体、平衡活塞和连接油管，平衡活塞设置于组件壳体内，并与组件壳体滑动连接，平衡活塞的一侧与组件壳体形成油液腔，平衡活塞的另一侧为外界环境，连接油管的一端与油液腔连通、另一端与壳体可拆卸连接。

11、所述双绕组分离电机连接有控制驱动器，控制驱动器与运载器总成计算机信息通信，并与运载器的功率电池和控制电池相连，控制驱动器通过控制电电连接器和功率电电连接器与双绕组分离电机连接；控制驱动器根据接收到的运载器总成计算机的控制指令，对双绕组分离电机进行控制和驱动。

12、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

13、1、此技术方案与现有国内外现有方案相比，可实现运载器不同级间段之间的分离需求，同时满足深水工况下的分离需求，通过控制驱动器控制解锁电机旋转从而驱使左旋螺柱和右旋螺柱分开，增大左旋螺柱和右旋螺柱之间的距离，使包带周长相应的增大，因此运载器不同级间段可以进行彼此之间的分离动作，且基础技术较成熟，易实现。

14、2、电驱式异构冗余分离机构可通过分离电机驱动左右旋转螺柱驱使左右旋转螺柱之间位移增加，增大包带的周向长度，使电驱式异构冗余分离机构包带与运载器脱离，从而实现运载器不同级间段之间的分离动作。当运载器检测到电驱式异构冗余分离机构电机中的第一定子绕组单元或者第一旋变单元发生故障时，可以应用第二定子绕组单元和第二旋变单元进行工作，可以提高电机工作的可靠性，从而提高分离机构的可靠性。当控制驱动器出现故障，无法控制分离电机进行工作时，也可引爆左旋螺柱和右旋螺柱中集成的爆炸螺栓结构，将左旋螺栓和右旋螺栓炸断，使电驱式异构冗余分离机构包带与运载器脱离，从而实现运载器不同级间段之间的分离动作；提高了电驱式分离机构的可靠性。

技术特征：

1.一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：包括双绕组分离电机(6)、刚性包带(1)和分离机构，运载器上部设备机构(11)设置有第一凸沿，运载器下部设备机构(12)设置有第二凸沿，刚性包带(1)的内侧设置有固定槽，刚性包带(1)通过固定槽套设于相对的第一凸沿和第二凸沿外侧，刚性包带(1)的两端均设置有端头，分离机构连接于相对的两个端头之间；

2.根据权利要求1所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述分离机构还包括压力传感器(2)，刚性包带(1)的两个端头均固定连接一个压力传感器(2)；左旋螺柱(4)的一端与一个压力传感器(2)螺纹连接，左旋螺柱(4)的另一端螺纹连接于双绕组分离电机(6)；右旋螺柱(5)的一端与另一个端头连接的压力传感器螺纹连接，右旋螺柱(5)的另一端螺纹连接于双绕组分离电机(6)，以使压力传感器(2)检测到刚性包带(1)的预紧力。

3.根据权利要求1所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述分离机构还包括备紧螺母(3)，左旋螺柱(4)和右旋螺柱(5)外侧均螺纹连接至少一个备紧螺母(3)。

4.根据权利要求1所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述左旋螺柱(4)和右旋螺柱(5)为爆炸螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述双绕组分离电机(6)包括壳体、定子绕组、旋变和转子螺母，定子绕组为固定在壳体内的环形结构，转子螺母为圆柱结构，转子螺母位于定子绕组的中心位置，转子螺母的两端与壳体之间通过轴承转动连接；旋变设置于转子螺母的端部，用于采集转子螺母的转速；

6.根据权利要求5所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述定子绕组包括第一定子绕组单元和第二定子绕组单元，旋变包括第一旋变单元和第二旋变单元，第一定子绕组单元和第二定子绕组单元并排固定在壳体内，转子螺母位于第一定子绕组单元和第二定子绕组单元的中心位置，第一旋变单元和第二旋变单元分别设置于转子螺母的两端，用于采集转子螺母的转速。

7.根据权利要求5所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述双绕组分离电机(6)的壳体内设置油液，油液与转子螺母、定子绕组和旋变接触，油液通过左旋螺栓的中间光杆部分与壳体左侧端面的径向密封结构进行密封、通过右旋螺栓的中间光杆部分与壳体右侧端面的径向密封结构进行密封。

8.根据权利要求7所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述壳体连接有压力平衡器，压力平衡器包括组件壳体、平衡活塞和连接油管，平衡活塞设置于组件壳体内，并与组件壳体滑动连接，平衡活塞的一侧与组件壳体形成油液腔，平衡活塞的另一侧为外界环境，连接油管的一端与油液腔连通、另一端与壳体可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的一种电驱式异构冗余分离机构，其特征在于：所述双绕组分离电机(6)连接有控制驱动器，控制驱动器与运载器总成计算机信息通信，并与运载器的功率电池和控制电池相连，控制驱动器通过控制电电连接器和功率电电连接器与双绕组分离电机(6)连接；控制驱动器根据接收到的运载器总成计算机的控制指令，对双绕组分离电机(6)进行控制和驱动。

技术总结一种电驱式异构冗余分离机构，涉及分离机构领域，包括双绕组分离电机、刚性包带和分离机构，运载器上部设备机构设置有第一凸沿，运载器下部设备机构设置有第二凸沿，刚性包带的内侧设置有固定槽，刚性包带通过固定槽套设于相对的第一凸沿和第二凸沿外侧，刚性包带的两端均设置有端头，分离机构连接于相对的两个端头之间；分离机构包括左旋螺柱和右旋螺柱，左旋螺柱的一端螺纹连接于刚性包带的一个端头、另一端螺纹连接于双绕组分离电机，右旋螺柱的一端与另一个端头螺纹连接、另一端螺纹连接于双绕组分离电机；双绕组分离电机启动时，端头与双绕组分离电机之间的距离改变。对运载器不同级间段实现快速分离，提高了运载器不同级间段分离的可靠性。技术研发人员：姜帅琦,郑波,张朋,杨国辉,高诗程,肖雪,薛婵受保护的技术使用者：北京精密机电控制设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/23