[发明专利]一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构及工作方法

权利要求书

1.一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构，其特征在于，所述的机构包括组合体飞行器以及组合体飞行器内部设置的锁紧机构、分离机构（9）；

所述的组合体飞行器包括主动飞行器（8）与被动飞行器（10），所述的锁紧机构位于主动飞行器（8）内部，所述的分离机构（9）位于被动飞行器（10）内部，所述的锁紧机构和分离机构（9）通过内部锁紧/分离运动，实现组合体飞行器组的锁紧与分离；

所述的锁紧机构包括保护罩（1）、锁杆（2），锁杆支座（3）、齿轮盘（4）、传动齿轮（5）、轴用弹簧挡圈（6）、法兰盘（7）；所述的法兰盘（7）固连在主动飞行器（8）内侧底板上；所述的法兰盘（7）为阶梯轴状，所述的法兰盘（7）包括挡圈凹槽（701），法兰盘阶梯轴肩（702），

所述的齿轮盘（4）嵌入法兰盘阶梯轴肩（702）上，法兰盘阶梯轴肩（702）用于支承限位齿轮盘（4）的轴向下侧位移；所述的轴用弹簧挡圈（6）嵌入法兰盘（7）的挡圈凹槽（701）内，用于限制齿轮盘（4）的轴向上侧位移；

所述的锁杆（2）两侧设置锁杆支座（3），且与锁杆支座（3）上的轴孔过盈配合；两个锁杆支座（3）固定于齿轮盘（4）上表面，所述的锁杆支座（3）与齿轮盘（4）上侧限位槽配合；

所述的传动齿轮（5）安装于主动飞行器（8）底部内侧的固定销上，齿轮盘（4）与传动齿轮（5）齿轮配合，齿轮盘（4）在传动齿轮（5）的转动下做旋转运动，齿轮盘（4）带动两个锁杆支座（3）、锁杆（2）做旋转运动；所述的保护罩（1）底部与主动飞行器（8）底部内侧凹槽固定连接；

所述的保护罩（1）上设置保护罩齿轮啮合窗口（101）；所述的锁杆支座（3）包括锁杆接孔（301）、第一固定通孔（302）；所述的齿轮盘（4）上设置锁杆支座凹槽（401）；所述的法兰盘（7）上还设置有第二固定通孔（703）；所述的主动飞行器（8）上设置有对接销孔（801）、箱体固定销（802）、通孔（803）、法兰盘凹槽（804）；所述的分离机构（9）上设置有凸轮槽（901）、定位销（902）、第三固定通孔（903）；

所述的组合体飞行器用于对接结构部分为四棱柱构型、六棱柱构型或其他多边形棱柱构型；所述的分离机构（9）为圆柱体结构；所述的分离机构（9）与被动飞行器（10）底部外侧紧固连接，所述的分离机构（9）上的四个定位销（902）均布于底板，用于对接时限位与承力作用，所述的分离机构（9）上的圆柱体为厚壁筒状体结构，筒壁具有两组贯穿式凸轮槽（901），两组凸轮槽（901）呈反镜像分布，用于接触限位锁杆的旋转运动，凸轮槽（901）截面为矩形截面，为锁杆的旋转运动提供运动轨道；凸轮槽（901）底部具有平缓阶段，平缓段作为锁杆锁止状态的受力结构。

2.根据权利要求1所述的一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构，其特征在于，所述的保护罩齿轮啮合窗口（101）用于传动齿轮（5）、限制齿轮盘（4）之间的啮合接触。

3.根据权利要求1所述的一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构，其特征在于，所述的锁紧机构位于主动飞行器（8）底部内侧，所述的齿轮盘（4）通过第二固定通孔（703）与主动飞行器（8）底部螺纹孔实现固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构，其特征在于，所述的锁杆支座凹槽（401）与锁杆支座（3）接触配合，并通过第一固定通孔（302）与齿轮盘实现螺栓固定连接，利用所述的锁杆接孔（301）将锁杆支座（3）、锁杆（2）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构，其特征在于，所述的主动飞行器（8）箱体底部设置的对接销孔（801）、箱体固定销（802）分别与分离机构（9）的凸轮槽（901）、定位销（902）间隙配合；所述的分离机构（9）位于被动飞行器（10）底部外侧，通过分离机构（9）的第三固定通孔（903）与被动飞行器（10）底部实现螺栓固定连接。

6.根据权利要求1~5任一所述的一种可实现组合体飞行器之间的锁紧分离机构的工作方法，其特征在于，所述的方法具体为：

1）锁紧状态；

当组合体飞行器处于飞行状态时，被动飞行器（10）靠近主动飞行器（8），固定在被动飞行器（10）底部的分离机构（9），即分离机构（9）上的圆柱体首先与主动飞行器（8）底部的圆形通孔配合导向，此时主动飞行器（8）内部的传动齿轮（5）在电机的驱动下开始逆时针工作，带动齿轮盘（4）顺时针运动，齿轮盘（4）带动锁杆支座（3）做顺时针转动，当分离机构（9）的圆柱体与锁杆（2）接触时，由于锁杆（2）做顺时针旋转运动，在某一刻将嵌入圆柱体的贯穿式凸轮槽内，此时圆柱体在锁杆（2）的旋转拉动下，将带动被动飞行器（10）靠近主动飞行器（8），同时分离机构（9）的四个定位销也在圆柱体的带动下进入销孔中，当锁杆（2）旋转90°时达到分离机构（9）贯穿式凸轮槽底部，传动齿轮（5）停止转动，此时定位销全部进入到销孔内，锁紧过程完毕；

2）分离过程；

当组合体飞行器完成相关阶段飞行任务后，被动飞行器（10）收到分离信号，传动齿轮（5）在电机的作用下顺时针旋转，带动齿轮盘（4）逆时针转动，齿轮盘（4）带动锁杆支座（3）做逆时针转动，在锁杆（2）与贯穿式凸轮槽的相互作用力下，分离机构（9）的四个定位销逐渐分离于主动飞行器（8）底部的销孔，当锁杆（2）与贯穿式凸轮槽完全脱离后，分离过程完毕。