[发明专利]低冲分瓣螺母模拟实验装置

说明书

本发明公开了一种低冲分瓣螺母模拟实验装置，包括外壳、冷气发生装置、约束单元、分瓣螺母、螺栓、预紧力加载装置、高速摄像机、计算机等。预紧力加载装置为实验装置中的螺栓与分瓣螺母提供预紧，使二者连接，通过压力传感器读取实时预紧力，传输到计算机中存储；冷气发生装置为预紧后的装置提供解锁驱动力，通过气压传感器读取实时气压，传输到计算机中存储；解锁时分离环发生运动，通过高速摄像机进行图像捕捉，传输到计算机中处理；分离环运动结束后，分瓣螺母和螺栓开始运动，通过高速摄像机捕捉螺栓运动图像，传输到计算机中处理。本发明实验重复性好，无污染；获得了分离装置详细的分离特性，可为装置设计提供参考。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，更具体地说，涉及一种低冲分瓣螺母模拟实验装置。

背景技术

分离装置是航天领域飞行器上必不可少的，起连接和解锁分离作用的装置，随着航天任务需求的多样化和精细化，低冲分瓣螺母装置也逐渐获得青睐。目前现有的分离装置需要根据经验和实验设计参数，包括预紧力和驱动力等，以此达到控制分离时间和分离冲击的目的，没有精确的实验装置很难完成恰当的设计，需要设计者对装置的分离过程和分离特性足够了解才能很好地设计出分离装置的具体参数。而装置的分离特性不仅与预紧力、驱动力有关，还和接触界面的性质及实验安装过程有关，仅通过控制预紧力、驱动力来进行装置设计很难获得理想的分离特性。

因此，需要提供一种低冲分瓣螺母模拟实验装置，以获得分离装置详细的分离特性，为装置设计提供参考，辅助航天器完成连接和解锁分离的任务。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种低冲分瓣螺母模拟实验装置，其具体技术方案如下：

一种低冲分瓣螺母模拟实验装置，包括：

外壳；

冷气发生装置，位于外壳的左侧，且其出气口连接导气管；导气管伸入外壳左侧端部开设的轴向通道，并与外壳内腔连通；导气管上安装有带第一气压传感器的电磁阀；

约束单元，置于外壳内腔中，包括分离环、分离盘、复位弹簧和底座；分离环的左端封闭、右端开口，左端外表面对应导气管出口的位置安装有第二气压传感器；分离盘由盘体以及垂直固定于盘体中心位置的盘杆组成；分离环的左端设有中心孔，盘杆穿过中心孔伸入至外壳左侧的对应容置槽内；复位弹簧套设于盘杆上，其一端紧抵分离环的左端内壁，另一端紧抵盘体；分离环的内腔壁上设有外表面为完整圆环面的第一凸台；底座固定于外壳的右端中心孔处；

分瓣螺母，包括三个结构、大小均相同且能够组成完整螺母的螺母瓣体，每个螺母瓣体的外侧均设置有第二凸台，组成完整分瓣螺母后第二凸台表面形成一个完整圆环面，并能够与分离环内的第一凸台完全接触；分离环约束分瓣螺母径向运动，底座约束分瓣螺母轴向运动；

螺栓，螺栓的外螺纹与分瓣螺母的内螺纹紧固连接，在螺栓的右端头部与外壳的右端面之间设置有压力传感器，压力传感器以及底座上均设有用于螺栓穿过的中心孔；

预紧力加载装置，为螺栓与分瓣螺母提供预紧；

高速摄像机，外壳上开设有观察孔，高速摄像机通过观察孔对准分离环上的标记区域；高速摄像机还能够对准螺栓上的标记区域；

计算机，分别与电磁阀、第一气压传感器、第二气压传感器、压力传感器以及高速摄像机通信连接。