一种用于飞行器的锁定解锁装置

技术领域

本发明涉及无冲击的锁定解锁装置，特别是用于飞行器的切伞保护和物资投放的锁定与解锁。

背景技术

航空飞行器、导弹、水下设备等设备都需要用到锁定与解锁装置，例如无人机快递投放、切伞保护、深海试验装备投放、深海无揽取样器的机构解锁等。

随着无人机技术的迅速发展，无人机的应用领域不断扩展，固定翼无人机在实际应用中通常难以保证有合适的跑道和起飞降落地点，因此，固定翼无人机通常采用弹射起飞伞降降落的起降方式，无人机伞降在无人机触地后容易发生降落伞拖拽无人机滑行的现象，威胁着无人机的机体安全。另外无人机用于投放物资或者发送导弹时，无人机在目标区域上方飞行并进行空中投放，物资或导弹与无人机之间通过锁定解锁装置实现地面固定和空间解锁功能。

目前，锁定解锁装置多为火工品装置，如火工品拔销器，其虽能够满足分离解锁的基本需求，但存在易燃易爆、冲击性较大等缺点，且只能使用一次，其应用受到很大的限制。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种无冲击的非火工品的锁定解锁装置，可精确控制解锁时间，并且可重复利用。

一种用于飞行器的锁定解锁装置，包括拔销器和驱动电路，所述拔销器包括绝缘底板、支撑座、轴杆、绝缘端子、可熔断拉紧绳和定位铜柱，所述支撑座和所述定位铜柱固定在所述绝缘底板上，所述轴杆的一端与所述绝缘端子固定连接，所述轴杆的另一端设置在所述支撑座上，所述轴杆与支撑座之间设置有预紧机构，所述可熔断拉紧绳的两端固定在所述定位铜柱上，所述可熔断拉紧绳连接在所述驱动电路中，锁紧状态下，所述驱动电路断路，所述轴杆与支撑座之间存在预紧力，解锁时，所述驱动电路导通，所述可熔断拉紧绳通电熔断，所述轴杆在预紧力的作用下在所述支撑座上滑动，完成解锁动作。

进一步地，所述定位铜柱通过所述定位螺钉固定在所述绝缘底板上。

进一步地，所述可熔断拉紧绳的两端通过所述锁紧螺钉固定在所述定位铜柱上。

进一步地，所述预紧机构为弹簧，所述弹簧设置在所述绝缘端子与所述支撑座之间，所述弹簧套在所述轴杆外，在锁紧状态下所述弹簧为所述轴杆提供预紧力。

进一步地，所述预紧机构为弹簧，在所述轴杆上固定设置有定位销，所述弹簧套在所述轴杆外，所述弹簧设置在所述定位销与所述支撑座之间。

进一步地，所述支撑座包括第一支撑端和第二支撑端，所述绝缘端子设置在所述第一支撑端远离所述第二支撑端的一侧，所述定位销位于所述第一支撑端和所述第二支撑端之间。

进一步地，还包括锁定座，所述锁定座与所述绝缘底板固定连接，或者一体成型，所述轴杆的自由端穿过所述锁定座。

进一步地，所述驱动电路采用电容储能-瞬间放电方式提供熔断电流。

进一步地，所述驱动电路原理上等效成一个RLC串联电路。

进一步地，所述驱动电路包括储能电容，且储能电容的容量与电压成反比。

本发明的有益效果，本发明的锁定解锁装置采用无冲击的非火工品的拔销器，通过对结构和驱动电路的设计，使可熔断拉紧绳能通电熔断，可精确控制解锁时间，并且解锁过程中无冲击，拔销器可回收重复使用，应用范围广，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为实施例一锁定解锁装置的三维立体图一；

图2为实施例一锁定解锁装置的三维立体图二；

图3为实施例一的驱动电路原理图；

图4为实施例一的驱动电路的等效原理图；

图5为实施例一的驱动电路的简化等效电路原理；

图6为实施例二锁定解锁装置的三维立体图。

附图标记说明：

100-拔销器；101-绝缘底板；102-支撑座；1021-第一支撑端；1022-第二支撑端；103-轴杆；104-定位销；105-弹簧；106-绝缘端子；107-可熔断拉紧绳；108-定位铜柱；109-定位螺钉；110-锁紧螺钉；111-锁定座；200-驱动电路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-2所示，一种用于飞行器的锁定解锁装置，包括拔销器100和驱动电路200，拔销器100包括绝缘底板101、支撑座102、轴杆103、绝缘端子106、可熔断拉紧绳107、定位铜柱108，支撑座102和定位铜柱108固定在绝缘底板101上，轴杆103的一端与绝缘端子106固定连接，轴杆103的另一端设置在支撑座102上，可熔断拉紧绳107的两端固定在定位铜柱108上，可熔断拉紧绳107连接在驱动电路200中，锁紧状态下，驱动电路200断路，轴杆103与支撑座102之间设置有预紧机构，当驱动电路200导通，可熔断拉紧绳107通电熔断后，轴杆103在预紧力的作用下在支撑座102上滑动，完成解锁动作。

拔销器100固定在飞行器的机体上，可用于自动开伞、切伞保护、靶机投放、物资投放等多种用途。

定位铜柱108通过定位螺钉109固定在绝缘底板101上。

可熔断拉紧绳107的两端通过锁紧螺钉110固定在定位铜柱108上。

可选地，预紧机构为弹簧，弹簧设置在绝缘端子106与支撑座102之间，弹簧套在轴杆103外，在锁紧状态下弹簧为轴杆103提供预紧力。

可选地，预紧机构为弹簧105，在轴杆103上固定设置有定位销104，弹簧105套在轴杆103外，弹簧105设置在定位销104与支撑座102之间。

可选地，支撑座102包括第一支撑端1021和第二支撑端1022，绝缘端子106设置在第一支撑端1021远离第二支撑端1022的一侧，定位销104位于第一支撑端1021和第二支撑端1022之间。

可熔断拉紧绳107优选不锈钢材料，拔销器的其余结构优选高强度铝合金材料。

使用时，驱动电路200通电，可熔断拉紧绳107内通过电流产生大量的热，从而使可熔断拉紧绳107达到断裂温度，熔断解锁。使用后的拔销器100可以回收重复利用，安装固定新的可熔断拉紧绳107即可再次使用。

驱动电路200为了减小对电源的冲击，采用电容储能-瞬间放电方式提供熔断电流，电路原理图如图3所示。

整个驱动电路从原理上可以等效成一个RLC串联电路，如图4所示。

根据基尔霍夫电压定律列出回路方程为：

式中：C为储能电容；L为回路总电感，包括储能电容、传输线等的电感；R为回路总电阻，包括负载、储能电容和传输线等的电阻；V0为储能电容的初始电压值。

解方程(1)可得

式中：

δ＝R/(2L)为衰减系数，表示为衰减正弦量的振幅与经过单位时间后的振幅的比的自然对数，即：

δ＝ln(I

从式(2)可知，放电回路寄生电感增大的结果是电流幅值减小和发电周期增大，这对熔断丝的可靠熔断不利。因此在设计电路时尽量降低回路电感，采用低电感电容和低电感输出电缆，优化电路结构、缩短输出电缆长度。

在满足上述要求的前提下放电回路寄生电感减小到可以忽略的程度，则等效电路可以简化成图5形式。

可熔断拉紧绳107优选不锈钢钢丝绳，不锈钢钢丝绳的质量为M，熔断温度为T，不锈钢钢丝绳的比热容为c,不锈钢钢丝绳通电前的温度为t,不锈钢钢丝绳断裂时吸收的热量：

Q

电容器储能公式W＝CU

储能电容C＝2Q

如果允许增压至更高电压，则储能电容的容量和体积均可以减小。

实施例二

参见图6，实施例二中的拔销器100包括实施例一中的所有结构，其还包括锁定座111，锁定座111与绝缘底板101固定连接，或者一体成型。轴杆103的自由端穿过锁定座111。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。