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专利名称：一种绳控的缓释及绳头解锁装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311663225.0

专利申请（专利权）人：哈尔滨工业大学,北京空间飞行器总体设计部
权利人地址：黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

专利发明（设计）人：王文龙,杨建中,杨飞,岳洪浩,解志杰,赵勇,潘雪婷

专利摘要：一种绳控的缓释及绳头解锁装置，它涉及一种缓释及绳头解锁装置。本发明为了解决有月球探测车所使用的缓释和解锁装置使用电机数量较多，提高了月球探测过程控制成本的问题。本发明包括括动力输出机构、支撑臂杆、导线机构、解锁绳和缓释绳；动力输出机构安装在支撑臂杆的一端，导线机构安装在支撑臂杆另一端，导线机构与探测车可拆卸连接，动力输出机构通过解锁绳和解锁绳与导线机构连接。本发明属于航空航天技术领域。

主权利要求：
1.一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置包括动力输出机构（1）、支撑臂杆（2）、导线机构（3）、解锁绳（4）和缓释绳（5）；
动力输出机构（1）安装在支撑臂杆（2）的一端，导线机构（3）安装在支撑臂杆（2）另一端，导线机构（3）与探测车（6）可拆卸连接，动力输出机构（1）通过解锁绳（4）与导线机构（3）连接；
所述动力输出机构（1）包括卷筒（101）、中心轴（102）、端板（103）、安装板（104）、第三轴承（105）、第四轴承（106）、动力组件和拨杆组件；
端板（103）和安装板（104）并排设置，安装板（104）与支撑臂杆（2）固定连接，中心轴（102）的一端通过第三轴承（105）与端板（103）转动连接，中心轴（102）的另一端与通过第四轴承（106）与安装板（104）转动连接，卷筒（101）同轴固定套装在中心轴（102）上，卷筒（101）与所述动力组件连接，所述拨杆组件安装在支撑臂杆（2）上，且所述拨杆组件位于卷筒（101）的一侧，缓释绳（5）的一端与卷筒（101）连接，解锁绳（4）的一端与所述拨杆组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述动力组件包括电机（107）、电机座（108）、联轴器（109）、第一轴承（110）、第二轴承（111）、蜗杆（112）、蜗轮（113）、螺钉（114）和轴承架（115）；
电机座（108）与支撑臂杆（2）固定连接，端板（103）与电机座（108）固定连接，电机（107）固定安装在电机座（108）上，轴承架（115）固定安装在支撑臂杆（2）上，第一轴承（110）和第二轴承（111）安装在轴承架（115）上，蜗杆（112）的一端与第一轴承（110）转动连接，蜗杆（112）的另一端与第二轴承（111）转动连接，电机（107）的电机轴通过联轴器（109）与蜗杆（112）同轴固定连接，蜗轮（113）同轴固定套装在中心轴（102）上，蜗轮（113）通过螺钉（114）与卷筒（101）固定连接，蜗杆（112）与蜗轮（113）啮合。
3.根据权利要求1所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述拨杆组件包括拨杆（116）、第一定轴（117）、第一连接轴（118）、绳轴（119）、摆杆（120）、第二定轴（121）、连杆（122）、第二连接轴（123）、第三定轴（124）、第一拉簧（125）、拉簧轴（126）、第二拉簧（127）和第四定轴（128）；
拨杆（116）通过第一定轴（117）转动安装在支撑臂杆（2）上，卷筒（101）外侧面沿圆周方向设有多个挡板（1011），拨杆（116）的前端插入两个挡板（1011）之间，摆杆（120）通过第二定轴（121）转动安装在支撑臂杆（2）上，拨杆（116）的后端通过第一连接轴（118）与连杆（122）的一端转动连接，连杆（122）的另一端通过第二连接轴（123）与摆杆（120）转动连接，摆杆（120）的一端通过绳轴（119）与解锁绳（4）的一端连接，第一拉簧（125）的一端和第二拉簧（127）的一端均通过拉簧轴（126）与摆杆（120）的另一端转动连接，第一拉簧（125）的另一端通过第三定轴（124）与支撑臂杆（2）连接，第二拉簧（127）的另一端通过第四定轴（128）与支撑臂杆（2）连接。
4.根据权利要求1所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述导线机构（3）包括定滑轮架（301）、定滑轮（302）、动滑轮架（303）、动滑轮（304）和解锁组件；
定滑轮架（301）固定在支撑臂杆（2）上，动滑轮架（303）固定在探测车（6）上，定滑轮（302）转动安装在定滑轮架（301）上，动滑轮（304）转动安装在动滑轮架（303）上，缓释绳（5）的另一端依次绕过定滑轮（302）、动滑轮（304）后与所述解锁组件连接，所述解锁组件固定在支撑臂杆（2）上，解锁绳（4）的另一端与所述解锁组件连接。
5.根据权利要求4所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述解锁组件包括压紧板（305）、解锁拉杆（306）、第一轴（307）、第一解锁连杆（308）、压紧座（309）、第二轴（310）、第三轴（311）、碟簧（312）、压紧块（313）、调整螺母（314）、第二解锁连杆（317）和第四轴（318）；
压紧座（309）固定在支撑臂杆（2）上，压紧板（305）通过第三轴（311）与压紧座（309）转动连接，压紧块（313）设置在压紧板（305）与压紧座（309）之间，压紧块（313）的外端穿过压紧板（305）上的通孔后与调整螺母（314）连接，碟簧（312）设置在压紧块（313）与压紧板（305）之间，缓释绳（5）的另一端设置在压紧块（313）与压紧座（309）之间，第二解锁连杆（317）一端通过第二轴（310）与压紧板（305）转动连接，第二解锁连杆（317）的另一端通过第四轴（318）与第一解锁连杆（308）的一端转动连接，第一解锁连杆（308）通过第一轴（307）与支撑臂杆（2）转动连接，解锁拉杆（306）的一端与第四轴（318）转动连接，解锁拉杆（306）的另一端与解锁绳（4）的另一端固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述导线机构（3）还包括滑轮压板（319）；滑轮压板（319）安装在定滑轮架（301）上，且滑轮压板（319）位于定滑轮（302）的外侧。
7.据权利要求1所述的一种绳控的缓释及绳头解锁装置，其特征在于：所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置还包括两个导线环（7）；两个导线环（7）并排固定在支撑臂杆（2）上，解锁绳（4）穿过一个导线环（7），缓释绳（5）穿过另一个导线环（7）。 说明书 : 一种绳控的缓释及绳头解锁装置技术领域[0001] 本发明涉及一种缓释及绳头解锁装置，属于航空航天技术领域。背景技术[0002] 月球探测车从着陆器解锁后的转移过程中，需要使用缓释及解锁装置将月球探测车缓慢释放，避免其与月球表面发生猛烈撞击；在月球探测车进行缓释和解锁的控制过程中，为了降低月球探测过程的控制成本，需要尽量减少工作电机的数量，而现有月球探测车所使用的缓释和解锁装置使用电机数量较多，提高了月球探测过程的控制成本。发明内容[0003] 本发明为解决有月球探测车所使用的缓释和解锁装置使用电机数量较多，提高了月球探测过程控制成本的问题，进而提出一种绳控的缓释及绳头解锁装置。[0004] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括动力输出机构、支撑臂杆、导线机构、解锁绳和缓释绳；[0005] 动力输出机构安装在支撑臂杆的一端，导线机构安装在支撑臂杆另一端，导线机构与探测车可拆卸连接，动力输出机构通过解锁绳和解锁绳与导线机构连接。[0006] 进一步的，所述动力输出机构包括卷筒、中心轴、端板、安装板、第三轴承、第四轴承、动力组件和拨杆组件；[0007] 端板和安装板并排设置，安装板与支撑臂杆固定连接，中心轴的一端通过第三轴承与端板转动连接，中心轴的另一端与通过第四轴承与安装板转动连接，卷筒同轴固定套装在中心轴上，卷筒与所述动力组件连接，所述拨杆组件安装在支撑臂杆上，且所述拨杆组件与位于卷筒的一侧，缓释绳的一端与卷筒连接，解锁绳的一端与所述拨杆组件连接。[0008] 进一步的，所述动力组件包括电机、电机座、联轴器、第一轴承、第二轴承、蜗杆、涡轮、螺钉和轴承架；[0009] 电机座与支撑臂杆固定连接，端板与电机座固定连接，电机固定安装在电机座上，轴承架固定安装在支撑臂杆上，第一轴承和第二轴承安装在轴承架上，蜗杆的一端与第一轴承转动连接，蜗杆的另一端与第二轴承转动连接，电机的电机轴通过联轴器与蜗杆同轴固定连接，涡轮同轴固定套装在中心轴上，涡轮通过螺钉与卷筒固定连接，蜗杆与涡轮啮合。[0010] 进一步的，所述拨杆组件包括拨杆、第一定轴、第一连接轴、绳轴、摆杆、第二定轴、连杆、第二连接轴、第三定轴、第一拉簧、拉簧轴、第二拉簧和第四定轴；[0011] 拨杆通过第一定轴转动安装在支撑臂杆上，卷筒外侧面沿圆周方向设有多个挡板，拨杆的前端插入两个挡板之间，摆杆通过第二定轴转动安装在支撑臂杆上，拨杆的后端通过第一连接轴与连杆的一端转动连接，连杆的另一端通过第二连接轴与摆杆转动连接，摆杆的一端通过绳轴与解锁绳的一端连接，第一拉簧的一端和第二拉簧的一端均通过拉簧轴与摆杆的另一端转动连接，第一拉簧的另一端通过第三定轴与支撑臂杆连接，第二拉簧的另一端通过第四定轴与支撑臂杆连接。[0012] 进一步的，所述导线机构包括定滑轮架、定滑轮、动滑轮架、动滑轮和解锁组件；[0013] 定滑轮架固定在支撑臂杆上，动滑轮架固定在探测车上，定滑轮转动安装在定滑轮架上，动滑轮转动安装在动滑轮架上，缓释绳的另一端依次绕过定滑轮、动滑轮后与所述解锁组件连接，所述解锁组件固定在支撑臂杆上，解锁绳的另一端与所述解锁组件连接。[0014] 进一步的，所述解锁组件包括压紧板、解锁拉杆、第一轴、第一解锁连杆、压紧座、第二轴、第三轴、碟簧、压紧块、调整螺母、压紧板、第三轴、第二解锁连杆和第四轴；[0015] 压紧座固定在支撑臂杆上，压紧板通过第三轴与压紧座转动连接，压紧块设置在压紧板与压紧座之间，压紧块的外端穿过压紧板上的通孔后与调整螺母连接，碟簧设置在压紧块与压紧板之间，缓释绳的另一端设置在压紧块与压紧座之间，第二解锁连杆一端通过第二轴与压紧板转动连接，第二解锁连杆的另一端通过第四轴与第一解锁连杆的一端转动连接，第一解锁连杆通过第一轴与支撑臂杆转动连接，解锁拉杆的一端与第四轴转动连接，解锁拉杆的另一端与解锁绳的另一端固定连接。[0016] 进一步的，所述导线机构还包括滑轮压板；滑轮压板安装在定滑轮架上，且滑轮压板位于定滑轮的外侧。[0017] 进一步的，本发明还包括两个导线环；两个导线环并排固定在支撑臂杆上，解锁绳穿过一个导线环，缓释绳穿过另一个导线环。[0018] 本发明的有益效果是：[0019] 1、本发明动力源分时复用，使用一个电机可以分阶段完成缓释和解锁两步动作；[0020] 2、本发明的绳头压紧处的压紧力可以进行调节；[0021] 3、本发明采用绳控解锁，可实现远距离控制，节省空间且装置重量轻；[0022] 4、本发明的绳头锁紧采用死点锁紧，可以避免误解锁；[0023] 5、本发明的绳头解锁后，绳头锁紧组件一直保持展开状态。附图说明[0024] 图1是本发明的整体结构示意图；[0025] 图2是本发明的俯视图；[0026] 图3是支撑臂杆的俯视图；[0027] 图4是图3中A?A向剖视图；[0028] 图5是图3中B?B向剖视图；[0029] 图6是图3中C向示意图；[0030] 图7是图3中D向示意图；[0031] 图8是图7中E?E向剖视图；[0032] 图9是探测车是下落过程示意图。具体实施方式[0033] 具体实施方式一：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置包括动力输出机构1、支撑臂杆2、导线机构3、解锁绳4和缓释绳5；[0034] 动力输出机构1安装在支撑臂杆2的一端，导线机构3安装在支撑臂杆2另一端，导线机构3与探测车6可拆卸连接，动力输出机构1通过解锁绳3和解锁绳4与导线机构3连接。[0035] 具体实施方式二：结合图4至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述动力输出机构1包括卷筒101、中心轴102、端板103、安装板104、第三轴承105、第四轴承106、动力组件和拨杆组件；[0036] 端板103和安装板104并排设置，安装板104与支撑臂杆2固定连接，中心轴102的一端通过第三轴承105与端板103转动连接，中心轴102的另一端与通过第四轴承106与安装板104转动连接，卷筒101同轴固定套装在中心轴102上，卷筒101与所述动力组件连接，所述拨杆组件安装在支撑臂杆2上，且所述拨杆组件与位于卷筒101的一侧，缓释绳5的一端与卷筒101连接，解锁绳4的一端与所述拨杆组件连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。[0037] 具体实施方式三：结合图4至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述动力组件包括电机107、电机座108、联轴器109、第一轴承110、第二轴承111、蜗杆112、涡轮113、螺钉114和轴承架115；[0038] 电机座108与支撑臂杆2固定连接，端板103与电机座108固定连接，电机107固定安装在电机座108上，轴承架115固定安装在支撑臂杆2上，第一轴承110和第二轴承111安装在轴承架115上，蜗杆112的一端与第一轴承110转动连接，蜗杆112的另一端与第二轴承111转动连接，电机107的电机轴通过联轴器109与蜗杆112同轴固定连接，涡轮113同轴固定套装在中心轴102上，涡轮113通过螺钉114与卷筒101固定连接，蜗杆112与涡轮113啮合。[0039] 蜗杆112一端通过第一轴承110安装在轴承架上，另外一端通过第二轴承111安装在安装板104上，轴承架115固定在安装板104上；电机107通过联轴器109与蜗杆112相连，蜗杆112与蜗轮113之间配合，电机107转动时，蜗杆112随着联轴器109一起转动，蜗轮113与蜗杆112之间配合，蜗轮113也随着一起转动；[0040] 蜗轮113与卷筒101之间通过螺钉114进行连接，蜗轮113一侧通过第四轴承106与中心轴102装配在一起，卷筒101一侧通过第三轴承105与中心轴102配合在一起，中心轴102两端分别被固定在端板103和安装板104上；电机107安装在电机座108上，电机座108与支撑臂杆2和端板103之间通过螺钉114进行连接。[0041] 其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。[0042] 具体实施方式四：结合图4至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述拨杆组件包括拨杆116、第一定轴117、第一连接轴118、绳轴119、摆杆120、第二定轴121、连杆122、第二连接轴123、第三定轴124、第一拉簧125、拉簧轴126、第二拉簧127和第四定轴128；[0043] 拨杆116通过第一定轴117转动安装在支撑臂杆2上，卷筒101外侧面沿圆周方向设有多个挡板1011，拨杆106的前端插入两个挡板1011之间，摆杆120通过第二定轴121转动安装在支撑臂杆2上，拨杆116的后端通过第一连接轴118与连杆122的一端转动连接，连杆122的另一端通过第二连接轴123与摆杆120转动连接，摆杆120的一端通过绳轴119与解锁绳4的一端连接，第一拉簧125的一端和第二拉簧127的一端均通过拉簧轴126与摆杆120的另一端转动连接，第一拉簧125的另一端通过第三定轴124与支撑臂杆2连接，第二拉簧127的另一端通过第四定轴128与支撑臂杆2连接。[0044] 第一定轴121、第二定轴121、第三定轴124、第四定轴128均固定在安装板上，拉簧轴126和绳轴119安装在摆杆120上，第一拉簧125安装在第四定轴128和拉簧轴126上，第二拉簧127安装在第三定轴124和拉簧轴126上，在拨杆116不被拨动时，摆杆120在第一拉簧125、第二拉簧127的拉力下处于稳定状态；[0045] 第二连接轴123将连杆122和摆杆120连接在一起，并且可以随摆杆一起移动，连接轴1将拨杆116和连杆122连接在一起，同样可以随着连杆122一起移动；解锁绳4的一端固定在摆杆120的绳轴119上，另外一端固定在导线装置的解锁拉杆306上，缓释绳5缠绕在卷筒101上。[0046] 其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。[0047] 具体实施方式五：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述导线机构3包括定滑轮架301、定滑轮302、动滑轮架303、动滑轮304和解锁组件；[0048] 定滑轮架301固定在支撑臂杆2上，动滑轮架303固定在探测车6上，定滑轮302转动安装在定滑轮架301上，动滑轮304转动安装在动滑轮架303上，缓释绳5的另一端依次绕过定滑轮302、动滑轮304后与所述解锁组件连接，所述解锁组件固定在支撑臂杆2上，解锁绳4的另一端与所述解锁组件连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。[0049] 具体实施方式六：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述解锁组件包括压紧板305、解锁拉杆306、第一轴307、第一解锁连杆308、压紧座309、第二轴310、第三轴311、碟簧312、压紧块313、调整螺母314、压紧板315、第三轴316、第二解锁连杆317和第四轴318；[0050] 压紧座309固定在支撑臂杆2上，压紧板305通过第三轴316与压紧座309转动连接，压紧块313设置在压紧板305与压紧座309之间，压紧块313的外端穿过压紧板305上的通孔后与调整螺母314连接，碟簧312设置在压紧块313与压紧板305之间，缓释绳5的另一端设置在压紧块313与压紧座309之间，第二解锁连杆317一端通过第二轴310与压紧板315转动连接，第二解锁连杆317的另一端通过第四轴318与第一解锁连杆308的一端转动连接，第一解锁连杆308通过第一轴307与支撑臂杆2转动连接，解锁拉杆306的一端与第四轴318转动连接，解锁拉杆306的另一端与解锁绳4的另一端固定连接。[0051] 如图7所示，缓释绳5通过固定在支撑臂杆2上的导线环7后，绕过定滑轮302和动滑轮304后被压紧板305等组件压紧；定滑轮302通过滑轮压板319固定在定滑轮架201上，定滑轮架301固定在支撑臂杆2上；动滑轮304安装在动滑轮架303上，动滑轮架303于支撑臂杆2之间在解锁前紧密贴合；[0052] 如图8所示，解锁绳4的端头安装在解锁拉杆306的过孔当中，解锁拉杆306通过第四轴318于第一解锁连杆308、第二解锁连杆317、压紧板305连接，压紧板305通过第三轴311与压紧座309连接，压紧座309固定在支撑臂杆2上；压紧块313与压紧板305之间安装有碟簧312，在压紧块313的另外一端安装有调整螺母314，通过旋转调整螺母314可以改变碟簧312的压紧力；锁紧状态下，压紧块313和压紧座309将缓释绳5的端头压紧。[0053] 其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。[0054] 具体实施方式七：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置的所述导线机构3还包括滑轮压板319；滑轮压板319安装在定滑轮架301上，且滑轮压板319位于定滑轮302的外侧。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。[0055] 具体实施方式八：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种绳控的缓释及绳头解锁装置还包括两个导线环7；两个导线环7并排固定在支撑臂杆2上，解锁绳4穿过一个导线环7，缓释绳5穿过另一个导线环7。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。[0056] 工作原理[0057] 如图1所示，在探测车6缓释前，探测车6与支撑臂杆2紧密贴合并处于锁紧状态；[0058] 探测车6进行释放时，如图4所示，电机107正向旋转，电机107转矩通过联轴器109带动蜗杆112转动，蜗杆112和蜗轮113之间配合，在蜗杆112的驱动下，蜗轮113带动卷筒101向释放缓释绳5的方向旋转，缓释绳5长度增加，探测车6与支撑臂杆2之间脱离并缓慢下落；[0059] 如图6所示，蜗轮113和卷筒101在释放缓释绳5方向旋转过程当中，卷筒101上的挡板1011会拨动拨杆116；由于第一定轴与第二定轴与端板103、安装板104固定，第一连接轴、第二连接轴可以进行移动，所以在拨杆116被卷筒101向释放缓释绳5方向拨动时，拨杆116上的第一连接轴会带动连杆122和摆杆120摆动，此时摆杆120上的解锁绳4连接点向解锁绳4方向摆动，解锁绳4处于松弛状态，绳头不会解锁。[0060] 在探测车6完全落在月球表面以后，电机107方向旋转，卷筒101开始回收缓释绳5；[0061] 卷筒101方向旋转时，卷筒101上的挡板1011反向拨动拨杆116，拨杆116推动连杆122和摆杆120，摆杆120上的解锁绳4连接点向拉伸解锁绳4的反向摆动；[0062] 如图8所示，解锁绳4被摆杆120拉动，解锁绳4的另外一端将绳头锁紧装置上的解锁拉杆306，解锁拉杆306通过第四轴连接第一解锁连杆和第二解锁连杆，第四轴在解锁绳4拉动下通过第一解锁连杆、第二解锁连杆的死点位置后，压紧板305在碟簧312弹力作用下弹开并保持展开状态，此时压紧块313和压紧座309之间的缓释绳5绳头脱落；[0063] 如图9所示，缓释绳5的一端解锁以后，电机107继续反向旋转，卷筒101将多余的缓释绳5全部收回后，探测车6转移工作完成。[0064] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

专利地区：黑龙江

专利申请日期：2023-12-06

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN117799865B