一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器制造技术

一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，属于航天设备技术领域。本发明专利技术是一种能够实现可靠锁定、快速解锁的应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器。本发明专利技术的隔磁环内侧由上至下紧密套装有环形磁钢和环形导磁底座，环形磁钢内侧紧密套装有环状凹形铝槽，环状凹形铝槽设置在环形导磁底座上，环状凹形铝槽的中部悬空设置，环状凹形铝槽的内环面依上至下由倒置设置的圆台形内环面和圆柱形内环面构成，定位杆由导磁材料制成，定位杆依上至下由圆柱体和倒置设置的圆台体构成；当所述锁定器锁定时，定位杆所述圆台体与环状凹形铝槽所述圆台形内环面相配合。本发明专利技术适用于采用磁吸结构的空间设备用接触式位置锁定。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器
本专利技术涉及一种用于空间设备锁定器，属于航天设备

技术介绍
由于安装空间的限制，一个航天器上会有很多设备，各个设备的寿命和工作周期各不相同。一个非工作模式的设备需要维持在休眠收拢的状态，这些设备上的运动部分需要进行锁定，以避免由于其自由运动而对其他正常工作的设备产生干扰。在工作模式时，需要对其进行解锁操作。因此，在航天器上常常需要一些特定功能的锁定器。航天器的工作环境决定了这种锁定器必须要满足如下几点特殊要求：（1）体积小重量轻。由于空间的限制，锁定器的结构应尽量简单，同时其锁定和解锁过程不应使设备有大的姿态变化。（2）工作省电。由于航天设备供电电池电量有限，且需要优先供给操作控制设备和生活保障设备，因此地面设备上常用的通电线圈或电磁铁等方式的锁定器不适用于航天工况。（3）操作简单，工作可靠。航天装置安全要求高，需要锁定器具有工作可靠的特点，不会因为环境干扰和长时间工作失去锁定性能。（4）锁定力不大。由于航天装置工作在太空失重环境，且一般不会有特别大的姿态变化，因此锁定力不需要很大，一般不超过几牛顿。目前的技术和现有产品，尚无一种能够满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过采用特殊的结构和磁路设计，设计出一种基于磁吸原理，能够实现可靠锁定、快速解锁的应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，在结构和性能上满足空间环境特殊的设备锁定要求。1、本专利技术适用于采用磁吸结构的空间设备用接触式位置锁定器。2、本专利技术的关键技术之一，是与航天设备相连的定位杆设计。定位杆必须用导磁材料制成，通过锁定器对定位杆的磁吸作用实现设备的位置锁定。3、本专利技术的关键技术之二，是锁定器采用环形磁钢设计方案，定位杆在环状凹形铝槽内滑动时即会受到磁吸作用，并在锁定过程中保证有足够大的锁定力。4、本专利技术的关键技术之三，是锁定器的环形磁钢设置在环形导磁底座上，其核心作用是限制磁路方向，在环形磁钢内形成与定位杆相互作用的轴向磁场。5、本专利技术的关键技术之四，是锁定器内侧采用特殊结构的环状凹形铝槽，环状凹形铝槽内侧表面采用斜面设计。其核心作用是限制磁路方向和定位杆位置，并使得定位杆可以在横向力的作用下滑动解锁，适用于多种运动模式。实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，包括定位杆、环状凹形铝槽、环形磁钢、隔磁环及环形导磁底座；所述隔磁环内侧由上至下紧密套装有环形磁钢和环形导磁底座，所述环形磁钢内侧紧密套装有环状凹形铝槽，所述环状凹形铝槽设置在环形导磁底座上，环状凹形铝槽的内环面依上至下由倒置设置的圆台形内环面和圆柱形内环面构成，所述定位杆由导磁材料制成，定位杆依上至下由圆柱体和倒置设置的圆台体构成；当所述锁定器锁定时，定位杆所述圆台体与环状凹形铝槽所述圆台形内环面相配合。本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种基于磁吸原理的空间设备用接触式位置锁定器，不需要通电耗能，通过环形磁钢、环形导磁基座和环状凹形铝槽的特殊设计，实现了与设备连接的定位杆的锁定和解锁，并具有操作简单，工作可靠的优点，可以满足空间设备锁定需求。附图说明图1是本专利技术的一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器的结构示意图以及磁通路径图；图2是本专利技术的一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器的定位杆进入锁定区域内的结构示意图；图3是本专利技术的一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器在定位杆上施加一个向上的解锁力克服锁定力的结构示意图；图4是本专利技术的一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器在定位杆上施加一个横向的解锁力克服定位杆运动的阻碍力的结构示意图。图中涉及到的零部件名称及标号如下：定位杆1、圆柱体1-1、圆台体1-2、环状凹形铝槽2、圆台形内环面2-1、圆柱形内环面2-2、环形磁钢3、隔磁环4、环形导磁底座5。具体实施方式具体实施方式一：如图1、图2所示，本实施方式记载了一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，包括定位杆1、环状凹形铝槽2、环形磁钢3、隔磁环4（隔磁环4采用不导磁材料制成）及环形导磁底座5；所述隔磁环4内侧由上至下紧密套装有环形磁钢3和环形导磁底座5，所述环形磁钢3内侧紧密套装有环状凹形铝槽2，所述环状凹形铝槽2设置在环形导磁底座5上，环状凹形铝槽2的内环面依上至下由倒置设置的圆台形内环面2-1和圆柱形内环面2-2构成，所述定位杆1由导磁材料制成，定位杆1依上至下由圆柱体1-1和倒置设置的圆台体1-2构成；当所述锁定器锁定时，定位杆1所述圆台体1-1与环状凹形铝槽2所述圆台形内环面2-1相配合。环状凹形铝槽2的圆柱形内环面2-2直径等于环形导磁底座5的内环面直径，或者环状凹形铝槽2的圆柱形内环面2-2直径小于环形导磁底座5的内环面直径。当锁定器使用时，定位杆1与被锁定设备相连接。具体实施方式二：如图1-图4所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述环形磁钢3为轴向充磁，充磁方向为上下方向（环形磁钢3的上端为N极，下端为S极）。具体实施方式三：如图1-图4所示，本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明，所述定位杆1的圆柱体1-1直径为9mm，定位杆1所述圆台体1-2下端面直径为3mm；所述隔磁环4的外环面直径为28mm，隔磁环4的内环面直径为18mm，隔磁环4的高度为7mm；所述环形磁钢3的内环面直径为10mm，环形磁钢3的高度为3mm；所述环形导磁底座5的内环面直径为6mm，环形导磁底座5的高度为4mm；所述环状凹形铝槽2所述圆台形内环面2-1底部直径为3mm，环状凹形铝槽2的圆台形内环面2-1的斜角（即圆台形内环面2-1与环状凹形铝槽2轴线之间的夹角）为45°。最后设计得到锁定位置的锁定力为3.2N，高于设计要求的2N，满足设计要求。工作原理：如图1所示，在本专利技术中，定位杆1由导磁材料制成，环形磁钢3外侧设置有由非导磁材料制作的隔磁环4，环形磁钢3内侧采用隔磁的环状凹形铝槽2。环状凹形铝槽2的作用之一是限制定位杆1位置，在定位杆1向下运动的过程中，磁阻不断减小，锁定力逐渐加大。现在设计的位置会保证在锁定位置处，锁定力几乎是最大的。环状凹形铝槽2的作用之二是便于锁定和解锁操作。当需要进行锁定时，如图2所示，只要定位杆1进入相应的锁定区域，就可以在锁定力的作用下，自动到达所需的锁定位置。当需要进行解锁时，只要在定位杆1上施加一个向上的解锁力克服锁定力，如图3所示，或者在定位杆1上施加一个横向的解锁力克服定位杆1运动的阻碍力，如图4所示，都可以使定位杆1脱离锁定器，实现位置解锁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，其特征在于：包括定位杆（1）、环状凹形铝槽（2）、环形磁钢（3）、隔磁环（4）及环形导磁底座（5）；所述隔磁环（4）内侧由上至下紧密套装有环形磁钢（3）和环形导磁底座（5），所述环形磁钢（3）内侧紧密套装有环状凹形铝槽（2），所述环状凹形铝槽（2）设置在环形导磁底座（5）上，环状凹形铝槽（2）的内环面依上至下由倒置设置的圆台形内环面（2‑1）和圆柱形内环面（2‑2）构成，所述定位杆（1）由导磁材料制成，定位杆（1）依上至下由圆柱体（1‑1）和倒置设置的圆台体（1‑2）构成；当所述锁定器锁定时，定位杆（1）所述圆台体（1‑1）与环状凹形铝槽（2）所述圆台形内环面（2‑1）相配合。

【技术特征摘要】
1.一种应用于空间设备的磁吸原理的接触式锁定器，其特征在于：包括定位杆（1）、环状凹形铝槽（2）、环形磁钢（3）、隔磁环（4）及环形导磁底座（5）；所述隔磁环（4）内侧由上至下紧密套装有环形磁钢（3）和环形导磁底座（5），所述环形磁钢（3）内侧紧密套装有环状凹形铝槽（2），所述环状凹形铝槽（2）设置在环形导磁底座（5）上，环状凹形铝槽（2）的内环面依上至下由倒置设置的圆台形内环面（2-1）和圆柱形内环面（2-2）构成，所述定位杆（1）由导磁材料制成，定位杆（1）依上至下由圆柱体（1-1）和倒置设置的圆台体（1-2）构成；当所述锁定器锁定时，定位杆（1）所述圆台体（1-1）与环状凹形铝槽（2）所述圆台形内环面（2-1）相配合。2.根据权利要求1所述的应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝超，李勇，孙剑飞，赵猛，王骞，胡建辉，马晶，谭立英，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23