分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用

本发明涉及浮空器，尤其涉及一种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用。

背景技术：

1、浮空器包含高空气球和飞艇两大类型，其中高空气球又称高空科学气球，是一种利用轻于空气的气体产生净浮升力来实现从地面升空和在平流层驻空飞行的无动力飞行器，其飞行高度一般位于平流层(甚至可达40～50km)，是近几十年来逐步发展起来的进行高空科学观测或实验的一种大型运载工具。根据气球内部压力与外界大气压差值的划分区别，高空气球一般分为零压气球和超压气球两大类，如今在基础学科、航天、环境等领域的探索发挥着越来越大的作用。

2、高空气球系统包括球体、降落伞、吊舱、舱内载荷等诸多系统：球体负责提供整个系统驻空飞行的浮力；吊舱作为飞行控制设备和科学载荷设备的安装载体；飞行控制设备是高空气球系统的大脑，控制着系统的起飞和降落等飞行轨迹；科学载荷设备决定着一次高空飞行具体执行的任务；而降落伞决定着飞行任务完成后，让吊舱内的设备安全落地并完好回收。

3、高空气球飞行试验一般选择在人烟稀少的戈壁地区，该地区的特点是地形复杂，地面风沙较大，对于吊舱设备的安全回收造成一定的威胁。在以往遇到过的实例有：降落伞携带吊舱降落到地面后，伞与吊舱依然固连未分离，当突遇地面横风侵袭后，降落伞会拖曳吊舱在地面长距离的滑行，对吊舱和舱内设备造成二次损害。特别是对贵重的光学观测设备而言，对吊舱和设备的安全完好回收尤其重要。

技术实现思路

1、本发明提供一种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用，旨在针对高空气球吊舱的安全回收技术进行研究，设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，实现对吊舱设备的安全回收，特别是实现对吊舱设备内贵重的光学观测设备的安全回收。

2、本发明提供一种分离结构，包括框架壳体、弹性复位组件和连杆凸台，所述框架壳体的一个端部开设有盲孔，所述盲孔孔壁上设置有贯穿所述框架壳体的锁孔；所述弹性复位组件安装于所述锁孔，并能在所述锁孔内做弹性往复运动，以在伸入所述盲孔的复位位置和缩回所述锁孔的缩回位置之间切换；所述连杆凸台位于所述盲孔内，所述连杆凸台包括相互连接的凸台和连杆，所述连杆上套装有能在所述连杆上移动的滑动凸台，所述连杆凸台适于沿着所述盲孔在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换；在所述锁止位置，所述弹性复位组件位于所述凸台和所述连杆之间；在所述解锁未分离位置，所述凸台和所述连杆一起位于所述弹性复位组件朝向所述盲孔里端的一侧；在所述解锁分离位置，所述凸台和所述连杆一起位于所述弹性复位组件远离所述盲孔里端的一侧。

3、根据本发明提供的分离结构，所述弹性复位组件包括限位楔形销和限位弹簧，所述锁孔内设置限位台，所述限位楔形销外壁上设置限位凸起，所述限位弹簧两端分别连接于所述限位台和所述限位凸起；

4、所述限位楔形销朝向所述盲孔的端部设置有背向所述盲孔里端的斜面，所述滑动凸台侧面为背向所述盲孔里端的斜面。

5、根据本发明提供的分离结构，所述锁孔至少有两个，所有所述锁孔沿着所述盲孔周向均匀分布，每个所述锁孔内部都装有所述弹性复位组件。

6、根据本发明提供的分离结构，所述连杆安装有限位件，所述限位件位于所述滑动凸台远离所述凸台的一侧，使得所述滑动凸台在所述凸台和所述限位件之间移动。

7、根据本发明提供的分离结构，所述凸台侧面为朝向所述盲孔里端的斜面。

8、本发明还提供一种降落伞吊舱自动分离装置，包括上述分离结构，还包括降落伞和吊舱，所述降落伞通过伞绳连接着所述框架壳体背向所述盲孔的端部；所述吊舱通过连接杆连接着所述连杆远离所述凸台的端部。

9、根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述框架壳体为圆柱形壳体，所述锁孔有多个，多个所述锁孔周向均匀分布于所述圆柱形壳体的侧面上，所述圆柱形壳体的侧面上设置有周向的环形凹槽，所述环形凹槽与多个所述锁孔的分布圆周对应重叠，所述环形凹槽内装有锁紧卡箍，所述锁紧卡箍上穿嵌有电控切割装置，所述锁紧卡箍覆盖所有所述锁孔。

10、根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述框架壳体背向所述盲孔的端部中心位置通过连接件固定有吊环，所述降落伞通过伞绳连接所述吊环。

11、根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述连杆远离所述凸台的端部固定安装着环形连接件，所述环形连接件周向设置有多个吊耳，所述吊舱通过连接杆连接所述吊耳。

12、本发明还提供一种降落伞吊舱自动分离装置的应用，所述应用为将上述降落伞吊舱自动分离装置应用于高空气球飞行试验。

13、本发明提供的这种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用，通过设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械式分离结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，采用机械式的自动分离结构，相比于现有回收分离装置使用的光学或电磁判断切割而言，具有简洁可靠、造价便宜的优点。

技术特征：

1.一种分离结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分离结构，其特征在于，所述弹性复位组件(2)包括限位楔形销(2-1)和限位弹簧(2-2)，所述锁孔(1-2)内设置限位台，所述限位楔形销(2-1)外壁上设置限位凸起，所述限位弹簧(2-2)两端分别连接于所述限位台和所述限位凸起；

3.根据权利要求1或2所述的分离结构，其特征在于，所述锁孔(1-2)至少有两个，所有所述锁孔(1-2)沿着所述盲孔(1-1)周向均匀分布，每个所述锁孔(1-2)内部都装有所述弹性复位组件(2)。

4.根据权利要求3所述的分离结构，其特征在于，所述连杆(3-2)安装有限位件(3-4)，所述限位件(3-4)位于所述滑动凸台(3-3)远离所述凸台(3-1)的一侧，使得所述滑动凸台(3-3)在所述凸台(3-1)和所述限位件(3-4)之间移动。

5.根据权利要求4所述的分离结构，其特征在于，所述凸台(3-1)侧面为朝向所述盲孔(1-1)里端的斜面。

6.一种降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的分离结构，还包括：

7.根据权利要求6所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述框架壳体(1)为圆柱形壳体，所述锁孔(1-2)有多个，多个所述锁孔(1-2)周向均匀分布于所述圆柱形壳体的侧面上，所述圆柱形壳体的侧面上设置有周向的环形凹槽，所述环形凹槽与多个所述锁孔(1-2)的分布圆周对应重叠，所述环形凹槽内装有锁紧卡箍(6)，所述锁紧卡箍(6)上穿嵌有电控切割装置(7)，所述锁紧卡箍(6)覆盖所有所述锁孔(1-2)。

8.根据权利要求7所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述框架壳体(1)背向所述盲孔(1-1)的端部中心位置通过连接件固定有吊环(1-3)，所述降落伞(4)通过伞绳连接所述吊环(1-3)。

9.根据权利要求6所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述连杆(3-2)远离所述凸台(3-1)的端部固定安装着环形连接件(3-5)，所述环形连接件(3-5)周向设置有多个吊耳(3-6)，所述吊舱(5)通过连接杆连接所述吊耳(3-6)。

10.一种降落伞吊舱自动分离装置的应用，其特征在于，所述降落伞吊舱自动分离装置为权利要求6至9中任意一项所述的降落伞吊舱自动分离装置，所述应用为将所述降落伞吊舱自动分离装置应用于高空气球飞行试验。

技术总结
本发明涉及分离结构以及含有该分离结构的降落伞吊舱自动分离装置及应用，分离结构包括框架壳体、弹性复位组件和连杆凸台，框架壳体上开设盲孔，盲孔孔壁上设置锁孔；弹性复位组件安装于锁孔，并能在锁孔内做弹性往复运动；连杆凸台位于盲孔内，连杆凸台包括相互连接的凸台和连杆，连杆上套装有能移动的滑动凸台，连杆凸台适于沿着盲孔在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换，本发明通过设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械式分离结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，采用机械式的自动分离结构，相比于现在的返回舱回收使用光学或电磁判断切割而言，简洁可靠、造价便宜。

技术研发人员：赵荣,曹胜鸿,杨燕初,张向强
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13