一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统技术方案

本申请公开了一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，涉及航行器载荷释放领域，包括差动轮系力矩分配器和发射卷线器；差动轮系力矩分配器包括顶层分配层、中间分配层、底层分配层，通过顶层分配层、中间分配层、底层分配层的传动结构设置，实现了每个分配层对应的输出齿轮能够输出相同的转动力矩，用以对发射卷线器提供驱动力，使不同的多个发射卷线器实现等力矩牵引。力矩牵引。力矩牵引。

【技术实现步骤摘要】
一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统


[0001]本专利技术涉及一种绳索收放牵拉系统，尤其设计一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，属于航行器载荷释放领域。

技术介绍

[0002]航行器载荷在从运载平台释放时，需要自身动力或机载动力将载荷推出运载平台，承载力大、体积小的释放系统能够为载荷发射提供有效地保障。目前，载荷释放的主要动力方式有载荷自身高压燃气、安装于运载平台使用高压燃气驱动的多节杆、以及柔性绳驱动的发射台等。其中，柔性绳驱动的发射台主要使用卷线辊牵拉柔性绳收放，从而驱动发射台将载荷顶出。传统的柔性绳驱动系统使用单根或两根绳进行驱动，受限于发射筒内空间，绕线导轮不能太大，导致柔性绳的直径不能太大，使用单根或两根柔性绳进行驱动时，不能获得很大的承载力，而使用多根绳的时候，难以平衡每根绳子所承受的拉力，当发射台运动过程中出现滞阻时，导致的偏载易将柔性绳拉断。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，提高了载荷发射平台的承载能力与柔性绳牵拉系统的集成度，降低了发射装置的体积，有效地提高了发射时的可靠性。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：
[0005]一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，包括差动轮系力矩分配器和发射卷线器；
[0006]差动轮系力矩分配器包括顶层分配层、中间分配层、底层分配层；
[0007]顶层分配层包括第一行星架、第一太阳轮、第一行星轮、第一输出齿轮，第一太阳轮与第一行星架之间转动连接、与第一行星轮外周向啮合、与第一输出齿轮通过第一齿轮轴固定连接，第一行星轮与第一行星架转动连接；
[0008]中间分配层包括第二行星架、第一中心轮、第二太阳轮，第二行星轮大齿轮、第二行星轮小齿轮、第二输出齿轮，第一中心轮为设置于第二行星架的内齿轮，第二太阳轮与第二行星架形成转动副，第二行星轮大齿轮与第二行星轮小齿轮一体连接，第二行星架与一体连接的第二行星轮大齿轮和第二行星轮小齿轮转动连接，第二太阳轮与第二行星轮小齿轮，第二太阳轮与第二输出齿轮通过第二齿轮轴固定连接；
[0009]底层分配层包括第三行星架、第二中心轮，第三输出齿轮，第二中心轮为设置于第三行星架的内齿轮，第二中心轮与第三输出齿轮通过第三齿轮轴连接；
[0010]第一行星架为输入，第一行星架、第二行星架、第三行星架之间同轴转动连接，第二齿轮轴套设于第一齿轮轴外部，第三齿轮轴套设于第二齿轮轴外部，第一行星轮与第一中心轮啮合，第二太阳轮与第二行星轮小齿轮啮合，第二行星轮大齿轮与第二中心轮啮合；
[0011]第一输出齿轮、第三输出齿轮、第三输出齿轮用于驱动相应的发射卷线器释放或
收拢柔性绳。
[0012]所述中间分配层为多层时，相邻的两层中间分配层之间，靠近底层分配层的中间分配层的第二行星轮大齿轮与下一级中间分配层的第二中心轮啮合。
[0013]还包括壳体，以及连接于壳体的回拉卷线器、动力分配齿轮组、电机、发射卷线器；
[0014]电机用于对动力分配齿轮组提供驱动力，动力分配齿轮组驱动将电机的驱动力进行分配得到第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端的减速比满足：实现回拉卷线器的收线速度等于发射卷线器放线速度、或回拉卷线器的放线速度等于发射卷线器收线速度；
[0015]第一输出端与回拉卷线器连接，用于驱动会拉卷线器释放或收拢柔性绳；
[0016]第二输出端与差动轮系力矩分配器连接，差动轮系力矩分配器将第二输出端的输入动力按照等力矩分配到多个不同的输出齿轮。
[0017]所述动力分配齿轮组包括发射动力输入齿轮、回拉动力输入齿轮、发射动力输出齿轮、回拉动力输出齿轮，发射动力输入齿轮与回拉动力输入齿轮固定连接、且与电机的输出端连接，发射动力输入齿轮与发射动力输出齿轮啮合，回拉动力输入齿轮与回拉动力输出齿轮啮合，发射动力输出齿轮、回拉动力输出齿轮通过转动副连接，发射动力输出齿轮与第一行星架固定连接，回拉动力输出齿轮与回拉卷线器连接。
[0018]所述第一输出端减速比、第二输出端减速比、卷线辊动力输入齿轮(B
‑
5)与任一输出齿轮之间的减速比分别为i
收
、i
展
、i
线辊
，任一输出齿轮为：第一输出齿轮(D
‑
1')或第二输出齿轮(D
‑
4')或第三输出齿轮(D
‑
6')，其数量关系满足：i
收
＝i
展
i
线辊
，此时回拉卷线器(B)与发射卷线器(F)收/放线速度一致。
[0019]所述回拉卷线器和发射卷线器均包括卷线行星齿轮轴、固定齿轮、卷线行星架、花键轴、卷线辊，卷线辊套设于花键轴外侧、并与花键轴形成移动副，卷线行星架与卷线辊固定连接、与卷线行星齿轮轴上的螺纹形成丝杠螺纹副，固定齿轮与壳体固定连接、与花键轴通过转动副连接，卷线行星架与花键轴固定连接，卷线行星齿轮转动连接于卷线行星架，固定齿轮与卷线行星齿轮啮合，卷线行星齿轮设有同轴的卷线行星齿轮轴，卷线行星齿轮轴与卷线辊螺纹连接；花键轴做为输入。
[0020]所述卷线辊内壁连接有花键滑块，花键滑块与花键轴配合形成沿着花键轴轴向方向的移动副。
[0021]所述回拉卷线器的花键轴与回拉动力输入齿轮连接。
[0022]所述发射卷线器的花键轴上连接有动力输入齿轮，不同回拉卷线器的动力输入齿轮分别与第一输出齿轮、第三输出齿轮、第三输出齿轮啮合。
[0023]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0024](1)本专利技术实现了多根柔性绳的等力矩驱动，使得柔性绳承力相等，提高了发射时的承载能力。
[0025](2)本专利技术完成了柔性绳的等距排布，柔性绳与卷线辊轴线始终垂直，不存在偏角附加力与附加位移，提高了柔性绳的受力环境与收放时的位移精度。
[0026](3)本专利技术实现了柔性绳牵拉装置的高度集成，体积小，能够最大程度地实现高动力密度输出。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的系统整体组成图；
[0028]图2为本专利技术的卷线辊组成图；
[0029]图3为本专利技术的动力分配齿轮组组成图；
[0030]图4为本专利技术的差动齿轮组力矩分配器组成图。
[0031]图中：
[0032]图1：A、回拉换向导轮组；B、回拉卷线器；C、动力分配齿轮组；D、差动轮系力矩分配器；E、电机；F、发射卷线器；G、发射换向导轮组；H、壳体。
[0033]图2：B
‑
1、卷线行星齿轮；B
‑
2、固定齿轮；B
‑
3、丝杠螺母；B
‑
4、花键滑块；B
‑
5、动力输入齿轮；B
‑
6、花键轴；B
‑
7、卷线行星架；B
‑
8、卷线辊。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，其特征在于：包括差动轮系力矩分配器(D)和发射卷线器(F)；差动轮系力矩分配器(D)包括顶层分配层、中间分配层、底层分配层；顶层分配层包括第一行星架、第一太阳轮(D
‑
1)、第一行星轮(D
‑
2)、第一输出齿轮(D
‑
1')，第一太阳轮(D
‑
1)与第一行星架之间转动连接、与第一行星轮(D
‑
2)外周向啮合、与第一输出齿轮(D
‑
1')固定连接，第一行星轮(D
‑
2)与第一行星架转动连接；中间分配层包括第二行星架、第一中心轮(D
‑
3)、第二太阳轮(D
‑
4)，第二行星轮大齿轮(D
‑
5)、第二行星轮小齿轮(D
‑
5')、第二输出齿轮(D
‑
4')，第一中心轮(D
‑
3)为设置于第二行星架的内齿轮，第二太阳轮(D
‑
4)与第二行星架形成转动副，第二行星轮大齿轮(D
‑
5)与第二行星轮小齿轮(D
‑
5')一体连接，第二行星架与一体连接的第二行星轮大齿轮(D
‑
5)和第二行星轮小齿轮(D
‑
5')转动连接，第二太阳轮(D
‑
4)与第二行星轮小齿轮(D
‑
5')，第二太阳轮(D
‑
4)与第二输出齿轮(D
‑
4')固定连接；底层分配层包括第三行星架、第二中心轮(D
‑
6)，第三输出齿轮(D
‑
6')，第二中心轮(D
‑
6)为设置于第三行星架的内齿轮，第二中心轮(D
‑
6)与第三输出齿轮(D
‑
6')连接；第一行星架为输入，第一行星架、第二行星架、第三行星架之间同轴转动连接，第一行星轮(D
‑
2)与第一中心轮(D
‑
3)啮合，第二太阳轮(D
‑
4)与第二行星轮小齿轮(D
‑
5')啮合，第二行星轮大齿轮(D
‑
5)与第二中心轮(D
‑
6)啮合；第一输出齿轮(D
‑
1')、第三输出齿轮(D
‑
6')、第三输出齿轮(D
‑
6')用于驱动相应的发射卷线器(F)释放或收拢柔性绳。2.根据权利要求1所述的一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，其特征在于：所述中间分配层为多层时，相邻的两层中间分配层之间，靠近底层分配层的中间分配层的第二行星轮大齿轮(D
‑
5)与下一级中间分配层的第二中心轮(D
‑
6)啮合。3.根据权利要求2所述的一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，其特征在于：所述第一太阳轮(D
‑
1)、第一行星轮(D
‑
2)、第一中心轮(D
‑
3)、第二太阳轮(D
‑
4)、第二行星轮小齿轮(D
‑
5')、第二行星轮大齿轮(D
‑
5)、第二中心轮齿数分别为z1、z2、z3、z4、z5'、z5，其满足以下数量关系4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种基于差动轮系的多绳等力矩牵拉系统，其特征在于：还包括壳体，以及连接于壳体的回拉卷线器(B)、动力分配齿轮组(C)、电机(E)、发射卷线器(F)；电机(E)用于对动力分配齿轮组(C)提供驱动力，动力分配齿轮组(C)驱动将电机(E)的驱动力进行分配得到第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端的减速比满足：实现回拉卷线器(B)的收线速度等于发射卷线器(F)放线速度、或回拉卷线器(B)的放线速度等于发射卷线器(F)收线速度；第一输出端与回拉卷线器(B)连接，用于驱动回拉卷线器(B)释放或收拢柔性绳；
第二输出端与差动轮系力矩分配器连接，差动轮系力矩分配器将第二输出端的输入动力按照等力矩分配到多个不同的输出齿轮。5.根据权利要求4所述的一种基于差动轮系的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔安伟，俞启东，徐志程，詹景坤，郑正路，周蓓，范华涛，魏明，赵静，魏洪亮，王大鹏，马潇健，毕效笙，李明，李彬，蔡昱，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：