УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
FIXATION DEVICE OF STRUCTURAL MEMBER

Изобретение относится преимущественно к космической технике к трансформируемым конструкциям, которые после вывода в космическое пространство требуется перевести из транспортной (сложенной) конфигурации в рабочую (раскрытую), в частности, к солнечным батареям, рефлекторам космических антенн, теплозащитным экранам, устройствам отделения космических аппаратов, и используется для удержания и последующего освобождения элементов конструкции.
Известно «Фиксирующее устройство для удержания и быстрого освобождения предметов», представленное в описании изобретения (патент WO 2009/138625), взятого за прототип. Устройство содержит закрепляемый элемент и удерживающее средство, выполненное в виде упруго-деформируемой втулки, имеющей хвостовик в виде шайбы с отверстиями и устройство разъединения с механизмом предварительного натяжения. При этом упруго-деформируемая втулка выполнена с продольными прорезями со стороны устройства разъединения, разделяющими ее на отдельные части - лепестки, которые имеют возможность фиксировать и освобождать торец закрепляемого элемента в устройстве разъединения посредством механизма предварительного натяжения.
Недостатком данного устройства является значительная вероятность отказа устройства при освобождении торца закрепляемого элемента из-за наличия гибкой связи в составе устройства разъединения, наматываемой вокруг устройства разъединения и освобождаемой в нужный момент. При срабатывании механизма предварительного натяжения, освобожденный конец связи перемещается на большое расстояние. Для надежного срабатывания устройства разъединения необходимо предусматривать конструктивные элементы, обеспечивающие на этом участке возможность гарантированного перемещения освобожденного конца с исключением вероятности не предусмотренного, за другие элементы конструкции, зацепления. Чем ближе лепестки втулки к сработанному состоянию, тем меньше сила, разматывающая витки и перемещающая освобожденный конец связи, и даже незначительный рост силы сопротивления движению конца может привести к не срабатыванию.
Другим недостатком является сложность технического обслуживания устройства при его взведении из-за необходимости предварительного сведения друг к другу лепестков с преодолением сил их сопротивления, удержания их в этом положении и одновременной намоткой гибкой связи с гарантированной силой натяжения. На практике, с учетом крайне малых габаритов создаваемых подобных устройств для космической техники, эта процедура может быть достаточно трудоемкой и занимать продолжительное время, что, в свою очередь, влечет риск повреждения окружающих данное устройство других элементов конструкции космического аппарата в случае возникновения, в процессе проведения процедуры, непредвиденной ситуации, как правило, человеческого фактора.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение заключается в реализации изделия, отвечающего современным требованиям к элементам конструкции космического аппарата, таким как:
- повышение надежности при эксплуатации устройства;
- упрощение технического обслуживания устройства.
Данные задачи решаются за счет того, что устройство фиксации элементов конструкции, содержащее закрепляемый элемент и удерживающее средство, выполненное в виде упруго-деформируемой втулки, имеющей продольные прорези с одной стороны, с возможностью фиксации и освобождения торца закрепляемого элемента, выполнено так, что фиксация и освобождение торца закрепляемого элемента происходит с помощью продольного перемещения соосно расположенной гильзы, сопряженной со стопором, при этом стопор находится в сопряжении с основанием и имеет возможность вращения вокруг оси.
Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков являются:
- высокая надежность при эксплуатации устройства;
- простота технического обслуживания устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства во взведенном положении. На фиг. 2 изображен общий вид устройства в сработанном положении. На фиг. 3 отдельно изображены составные части устройства.
Предложенное устройство фиксации элементов конструкции, содержащее закрепляемый элемент 5 и удерживающее средство 4, выполненное в виде упруго-деформируемой втулки, имеющей продольные прорези с одной стороны, с возможностью фиксации и освобождения торца закрепляемого элемента, выполнено так, что фиксация и освобождение торца закрепляемого элемента 5 происходит с помощью продольного перемещения соосно расположенной гильзы 3, сопряженной со стопором 2, при этом стопор 2 находится в сопряжении с основанием 1 и имеет возможность вращения вокруг оси.
Устройство функционирует следующим образом.
Для формирования рассматриваемого устройства в сборочную единицу, на практике обычно называемую «замок», удерживающее средство 4 закрепляют на основании 1, имеющим посадочные места для закрепления замка на неподвижном элементе конструкции. В процессе сборки замка устанавливают стопор 2 и гильзу 3.
Для приведения устройства во взведенное положение, закрепляемый элемент 5 вводят во внутреннюю полость удерживающего средства 4, после чего гильзу 3 перемещают в направлении закрепляемого элемента 5 до предела, преодолевая сопротивление лепестков, затем поворачивают стопор 2 до положения, при котором он ограничивает осевое перемещение гильзы 3. Устройство приведено во взведенное положение. Удержание закрепляемого элемента 5 производится за счет выступов во внутренней полости удерживающего средства 4, охватывающих наружные выступы (утолщение) на торце закрепляемого элемента 5. Данный способ содержит минимум манипуляций и значительно проще способа взведения прототипа.
Для осуществления срабатывания устройства, стопор 2 поворачивают на угол, достаточный для образования свободного пространства для перемещения гильзы 3, при этом лепестки раздвигаются, высвобождая закрепляемый элемент 5. Устройство приведено в сработанное положение.
Количество лепестков не имеет значения и выбирается из конструктивных соображений. Также не имеет значение способ приведения во вращение стопора 2: это могут быть пружины, электромеханический привод, пироэлементы и другие средства, обычно используемые в космической технике для приведения в движение различных деталей. Если стопор 2 поворачивается под действием пружин при переводе устройства из взведенного положения в сработанное, то для удержания стопора 2 во взведенном положении можно установить на него гибкую связь, конец которой соединить с механизмом, который по команде в нужный момент ее отпустит, при этом произойдет срабатывание устройства. Перемещение отпущенного конца гибкой связи при этом будет составлять всего около 25 мм (меняется в зависимости от размеров конструкции), в отличие от прототипа, что существенно повышает надежность и упрощает конструкцию.