[发明专利]轻型储能式快速展开机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种展开机构。具体的说，是一种轻型储能式快速展开机构。 

背景技术

该机构适用于航空航天领域，如动能武器的弹头。其目的是为了在与被攻击目标相撞之前迅速展开，从而增大杀伤面积。 

在美国天基动能拦截导弹的弹头上缠绕的是伞骨状钢片，虽然保证了很好的弹性展开性能，但质量会很大，从而增加了导弹的发射成本。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、轻便、展开速度极快、展开稳定性高的轻型储能式快速展开机构，该机构在保证杀伤力的前提下，可以大大降低发射成本。 

为实现上述目的，下面结合图1和图2对本发明作进一步详细的说明。 

本发明的快速展开机构由圆盘形基体1、若干弹性细杆2、柔性细绳3、若干小球4以及腔体5组成。弹性细杆2的一端固定连接在圆盘形基体1圆周的等分点上；柔性细绳3固定系在每根弹性细杆2的中部及末端；每段柔性细绳3的中间位置都穿过一个小球4；弹性细杆2可以在外力的作用下缠绕在基体1上，并可以和柔性细绳3及小球4一起被收拢在腔体5内。当收拢在腔体5内的部分随着圆盘形基体1发生相对运动而从腔体5中脱离出来后，弹性细杆2会在极短的时间内迅速展开伸直，并将各段柔性细绳1拉直。从而，弹出的部分像一张蜘蛛网一样对攻击目标起到拦截作用，细绳3上的小球4对攻击目标起到破坏作用。由于小球4是中空结构的，当机构在收拢在腔体5内时，可以将各自所在的柔性细绳3收纳球壳里，所以，机构展开时，柔性细绳3不会与弹性细杆2发生缠绕或纠结，而且机构展开后，每个小球4都保持在每段细绳中间固定的位置不会窜动。 

当然，弹性细杆、柔性绳索以及小球的数量，可以适当增加并均匀分布，只要能达到需要的展开速度，也可以将弹性细杆，换为高韧性的碳纤维薄片。这样的变换或布局均落在本发明的保护范围之内。 

附图说明

现将参照所附示意图，以示例方式来描述本发明的特别实施，其中： 

图1为轻型储能式快速展开机构收拢和展开状态示意图； 

图2为轻型储能式快速展开机构收拢状态主视图，主视图中卷曲的弹性细杆和细线画成实线； 

图3为圆形基盘结构示意图； 

图4为空心可开合小球结构示意图； 

图5为约束环结构展开示意图； 

图6为轻型储能式快速展开结构展开分解动作示意图(一)； 

图7为轻型储能式快速展开结构展开分解动作示意图(二)； 

图8为轻型储能式快速展开结构收拢完毕示意图； 

图9为轻型储能式快速展开结构展开示意图。 

1-圆形基盘，2-弹性细杆，3-柔性细绳，4-小球，5-约束环。 

具体实施方式

这种快速展开机构的结构比较简单，主要由以下几种部件构成： 

1、圆形基盘(芯轴)：其结构类似于“工”字型的线轴，轴两端的挡沿上开有等分圆周的小孔，如图3所示。 

2、弹性细杆或弹性薄片(若干根)：其特点是具有较好的任性和强度，在外力的作用下，能够自如地卷曲成具有一定直径的圆形，而去除外力约束后，可以自由恢复到直杆状态。 

3、细绳(若干段)：起到连接各个弹性细杆以及拴住质点(金属小球)的作用。 

4、空心可开合小球(若干)：功能元件。开有允许细绳自由穿过的小孔，其内部空间可容纳具有一定质量的小质点以及收拢的细绳。其具体的开合可以是螺纹形式的也可以是卡扣形式的。图4为其示打开与闭合的意图。 

5、约束环：环形结构，为快速展开机构的辅助部件。其内径比圆形基盘的边缘直径略大，可以轻松套在圆形基盘上，如图5所示。 

以六根弹性细杆为例，对轻型储能式快速展开机构的组装描述如下： 

1、分别将弹性细杆的一端沿着圆形基盘芯轴的切线方向均匀固定，如图6所示。 

2、将若干段中间栓有金属质点的细绳分别系在弹性细杆的相应位置，如图7所示。 

以上两步完成了快速展开机构的主体部分。下面的步骤是将弹性细杆及细绳等构件收拢： 

3、将弹性细杆围绕圆形基盘芯轴卷曲在“工”型凹槽内，并用销钉插入基盘挡沿上相应的小孔中，做为防止细杆弹出的临时约束。 

4、将各段细绳首先收纳在空心小球内以后，也将它们汇集在圆形基盘芯轴卷曲在“工”型凹槽内。 

5、将约束环套在收拢好的快速展开机构的主体部分上，如图8所示。 

以上五个步骤完成机构的组装。 

或固定约束环，或固定圆形基盘，总之，能够保持圆形基盘与约束环之间能够有沿轴向的相对运动即可。如图9所示，工作时，迅速将约束环脱落，从而卷曲的弹性细杆会将储存的弹性势能在很短的时间内释放，展开成直杆，并拉直连接它们的细绳，形成如图9(3)所示的网状结构，起到拦截作用。