СПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2020 года по МПК B64G1/64 

Изобретение относится к активирующим устройствам механических устройств удержания подвижных элементов конструкций космических аппаратов (КА), а так же к средствам удержания и освобождения подвижных элементов конструкций КА.

Известен «Замок» (Патент АТ 510026 А4 от 2012-01-15), для активации которого используется устройство на основе пережигания проволоки нагреваемой электрическим током.

Недостатком данного устройства являются невозможность применения активирующего устройства отдельно от данного замка для других подобных устройств без изменения конструкции, а так же отсутствие возможности проведения технологического срабатывания, т.е. срабатывания без пережигания проволоки.

Так же известен замок - пирочека (см. Колесников К.С, Козлов В.И., Кокушкин В.В. «Динамика разделения летательных аппаратов». М: Машиностроение, 1977, с. 20-22), состоящий из корпуса, штока с поршнем и пиропатрона.

Недостатками данного устройства являются высокие динамические нагрузки при срабатывании, повышенная масса и необходимость в повышенных мерах безопасности при работе с пиропатроном.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является «Замковое устройство» (патент RU №2307772 С2, B64G 1/00), состоящее из подпружиненного штока, удерживаемого нитью, которая разрушается цилиндрической спиралью накаливания за счет ее нагрева электрическим током. Данное устройство принято за прототип.

Недостатками такого устройства являются:

- необходимость в обеспечении контакта между нитью и цилиндрической спиралью;

- длительное время срабатывания;

- обеспечение восприятия перегрузок только поперек оси подпружиненного штока;

- большие габариты;

- интегрированные в корпус разъемы не позволяющие обеспечивать возможность подхода кабелей питания с любой стороны и увеличивающие габаритные размеры устройства;

- низкая степень надежности, связанная с незащищенностью нити (разрушаемого элемента) от внешних механических воздействий вызванных случайными факторами;

- невозможность проведения технологического срабатывания без изменения состояния разрушаемого элемента.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в обеспечении более высокой надежности, простоты эксплуатации и расширении возможностей применения по сравнению с прототипом активирующего спускового устройства для механических устройств удержания подвижных элементов конструкции КА, так же имеющего возможность использоваться в качестве устройства удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космических аппаратов.

Поставленная задача решается за счет того, что в спусковом устройстве, состоящем из электрической части, включающей в себя разрушающий и разрушаемый элементы, и механической части, содержащей корпус и удерживающий элемент, выполненный в виде подпружиненного штока, согласно изобретению, разрушающий элемент одновременно выполняет функцию разрушающего и разрушаемого элемента и выполнен из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления, причем его разрушение происходит за счет подачи на него электрического тока и усилия от удерживаемого им толкателя, корпус полностью защищает разрушаемый элемент от внешних механических воздействий, а удерживающий элемент освобождается посредством поворота рычага толкателем, удерживаемым разрушаемым элементом, и воспринимает нагрузки от объекта удержания как перпендикулярно своей продольной оси, так и вдоль нее по направлению к корпусу. При этом спусковое устройство содержит несколько толкателей, каждый из которых удерживается разрушающимся элементом, причем срабатывание любого из них приводит к срабатыванию устройства.

Задачи по увеличению надежности, простоты эксплуатации и расширению применяемости решается за счет того, что:

- в устройстве разрушающий и разрушаемый элемент объединены в один, что позволяет увеличить надежность срабатывания устройства за счет того, что не требуется обеспечение условия контакта между разрушающим и разрушаемым элементами;

- устройство удерживает объект удержания через шток, обеспечивающий восприятие нагрузок от объекта удержания как поперек оси штока, так и вдоль оси по направлению к корпусу устройства;

- объединение разрушающего и разрушаемого элементов в проволоке позволяет значительно уменьшать время срабатывания за счет того, что не тратится энергия на передачу тепла от одного элемента к другому и уменьшения объема нагреваемого тела (уменьшения длины проволоки);

- разъемы для подачи питания вынесены через кабель за пределы корпуса, что позволяет уменьшить габариты и обеспечить возможность стыковки через разъем в любом направлении. Так же объединение разрушающего и разрушаемого элементов позволяет значительно сократить габариты устройства в целом;

- весь механизм устройства защищен от внешних воздействий корпусом, что повышает защиту механизма от внешних воздействий;

- механизм устройства выполнен таким образом, что обеспечивается возможность технологического срабатывания без изменения состояния разрушаемого элемента.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1 - общий вид спускового устройства;

Фиг. 2 - общий вид спускового устройства;

Фиг. 3 - электрическая часть спускового устройства;

Фиг. 4 - электрическая часть спускового устройства;

Фиг. 5 - механическая часть спускового устройства;

Фиг. 6 - механическая часть спускового устройства.

Состав конструкции

Спусковое устройство состоит из электрической части 1 и механической части 2. При этом электрическая часть 1 состоит из корпуса 3, изолятора 4, толкателей 5, пружин 6, втулок 7 и 8, контактов 9 и 10, проволоки 11 объединяющей в себе выполнение задач разрушаемого и разрушающего элементов, гаек 12, шайб 13 и кабеля 14.

Механическая часть состоит из корпуса 17, кронштейна 18, оси 19, изоляционной пластины 20, роликов 21, винтов 22, штока 23, пружины 24 и 25, съемного предохранительного элемента 26.

Две части устройства соединяются между собой винтами 40.

Логика функционирования спускового устройства

Объект удержания крепится за наружную часть штока 23. При подаче питания через кабель 14 на электрическую часть устройства 1, происходит нагрев проволоки 11, выполненной из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления, что приводит к ее разрушению под действием температуры и усилия от пружины 6 через толкатель 5. После того как проволока разрушена толкатель 5, ранее удерживаемый ею, под действием пружины 6 перемещается вдоль своей оси поворачивая кронштейн 18. В свою очередь, ролики 21, установленные на кронштейне 18, прокатываются по поверхности штока 23 и внутренней поверхности корпуса 17. После того как ролики освобождают шток 23, шток под действием пружины 24 втягивается внутрь корпуса 17. Затем, после того как шток 23 полностью втягивается в корпус 17, происходит освобождение объекта удержания.

Повторное взведение устройства производится после замены электрической части устройства 1. Затем необходимо передвинуть шток 23 в рабочее положение, нажав на него через отверстие В, и провернуть кронштейн 18 в сторону взведения, пока ролик 21 не упрется в шток 23. После этого устанавливается съемный предохранительный элемент 26.

Технологическое срабатывание производится поворотом кронштейна 18 в сторону срабатывания при помощи технологического приспособления 39, устанавливаемого в отверстие 40.

Технический эффект заключается в применении:

- разрушающего элемента выполняющего одновременно функцию нагрева и функцию разрушаемого элемента, что повышает надежность срабатывания, так же позволяющего повысить компактность и значительно сократить время срабатывания;

- выведенного отдельно кабеля, что позволяет повысить удобство при размещении и подключении устройства;

- элемента фиксации обеспечивающего фиксацию в двух направлениях объекта удержания;

- корпуса устройства полностью закрывающего механизм и защищающего его от внешних воздействий, что повышает его надежность;

- конструкции позволяющей проводить технологическое срабатывание без изменения состояния разрушаемого элемента, что облегчает эксплуатацию устройства при обслуживании и работах с устройством в наземных условиях.

Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к активирующим устройствам для механических устройств удержания подвижных элементов конструкции конструкций космических аппаратов. Спусковое устройство состоит из электрической и механической частей. Разрушающий элемент одновременно выполняет функцию разрушаемого и выполнен из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления. Разрушение происходит под действием температуры и толкателя. Достигается простота в эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Спусковое устройство, состоящее из электрической части, включающей в себя разрушающий и разрушаемый элемент, и механической части, содержащей корпус и удерживающий элемент, выполненный в виде подпружиненного штока, отличающееся тем, что разрушающий элемент одновременно выполняет функцию разрушающего и разрушаемого элемента и выполнен из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления, разрушение которого происходит за счет нагрева при подаче на него электрического тока и усилия от удерживаемого им толкателя, при этом корпус полностью защищает разрушаемый элемент от внешних механических воздействий, а удерживающий элемент воспринимает нагрузки от объекта удержания как перпендикулярно своей продольной оси, так и вдоль нее по направлению к корпусу.

2. Спусковое устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит несколько толкателей, каждый из которых удерживается разрушающимся элементом, причем срабатывание любого из них приводит к срабатыванию устройства.