一種電連接器強脫裝置的研制

王惠穎， 張 華， 田乙玄， 孟 皓

（北京航天試驗技術研究所， 北京 100074）

0 引言

電連接器的強脫裝置是一種將飛行器電氣系統和地面的電氣系統強行分離的一種執行機構，可完成發射前的地面供電插頭和飛行器上相連插座電分離后的強制機械分離的動作，和電分是互為冗余的脫離系統。正常情況下，具有分離脫離功能的電連接器能自動脫落，但是也會有自動脫落失敗的情況發生。當失敗時，仍要完成正常發射，就需要有一套強制脫落系統，強制分離并收納該電連接器。

強脫系統廣泛地應用于航空、航天領域。無論是飛行器與地面系統的電連接器的射前脫離還是軍用電子系統和各種電器、 電子設備等系統之間的電氣線路連接瞬間機械分離， 或者是飛機與懸掛物電信號傳遞用的電連接器的分離，均需運用此類強制脫離機構。

1 系統組成

本文介紹的電連接器強脫裝置運用電機減速器作為動力驅動源，采用鋼索作為運動部件，并沿著一定的運動軌跡帶動電連接器脫離飛行器。 強脫裝置主要由機械部分和測控系統組成。

機械部分主要由減速電機、電機支座、卷揚輪、安裝底板、鋼索、導向輪、接近開關、接近開關觸板、收納盒等，見圖1。

圖1 強脫裝置三維圖

測控系統包括測控箱和連接電纜等。 測控箱內部為控制單元，包括冗余控制器、同步模塊、ET200M 從站、光電轉換模塊等組件， 主要負責與控制中心通信協助完成強脫裝置的動作控制和狀態反饋， 其功能支持本地和遠程控制方式。

強脫裝置安裝于發射臺擺桿支架上。 其工作時，電機帶動卷揚輪，在卷揚輪上收縮鋼索。兩組電連接器被收納在收納盒處。強脫動作完成后，機構隨擺桿一起擺離發射臺，不干擾飛行器的發射。

2 工作原理

強脫裝置工作原理是： 測控系統先檢查鋼索是否處于初始位置，即初始接近開關信號燈是否亮起。當確認好狀態后，發出強脫開始信號，電機啟動，帶動卷揚輪卷揚鋼索運動，鋼索帶動接近開關觸板直線運動，當觸板運動至終止接近開關處，觸發此接近開關，接近開關得電反饋信號，控制系統依據傳感器反饋信號控制電機制動。

3 關鍵技術

3.1 動力設計

本系統中使用伺服電機提供強脫動作的動力源，通過電纜對伺服電機進行供電實現電機的正反轉。 定義電機正轉時，收緊鋼索，將鋼索連接的電連接器遠離箭體，實現強脫功能。 電機反轉時，鋼索松懈，可拉動接近開關觸板遠離電機，實現鋼索的復位。

實際上，采用一臺電機即可實現強脫功能，但考慮到確保系統可靠性，在裝置左右各布置一臺電機。正常工作時，兩電機同時啟動，通過電機出軸帶動卷揚輪轉動，同時作用將鋼索收入卷揚輪凹槽處；當出現意外情況：其中一臺電機發生故障不動時，另外一臺電機可以持續工作，將鋼索收到位，此時，減速電機轉動兩倍圈數，耗時增至兩倍，同樣可以將鋼索收納到位，實現電連接器的強脫。

3.2 防松設計

如果鋼索處于松懈狀態，容易從既定軌道處滑出，造成鋼索的卡滯，影響強脫動作的執行。 為此，采用導向輪組實現對鋼索運動軌跡的導向、限制作用。鋼索在導向輪卡槽里，導向輪與支撐軸之間使用軸承，減少鋼索運動中與導向輪的摩擦， 又可以配合限位支架， 防止鋼索的脫落。連接件固定兩軸的位置，防止鋼索受力將支撐軸拉扯變形過大。

4 系統調試

各零部件組裝完成后進行了單體和綜合試驗， 單體調試主要進行電機、接近開關、接口匹配性等，綜合試驗主要進行了運動精準性試驗和復位試驗。 調試試驗項目見表1。

運動精準性試驗就是將電連接器插座用緊固件固定在連接器支架上， 連接器支架用緊固件固定方鋼管底座上， 方鋼管底座與模擬擺桿方鋼管通過兩個橫撐固定在一起，實現牢固的試驗工裝。模擬電連接器和強脫系統分別固定在工裝上并保持一定距離。

將強脫系統調整至符合設計要求的狀態，模擬負載，檢測傳感器觸板位置，控制柜內按下啟動電機按鈕，觀察鋼索運動，當運動到另一行程開關時，觀察是否有反饋信號傳入，電機能否自動停止。 多次試驗。

一次運動精準性試驗后進行一次觸板的復位， 人工模擬負載，控制電機反轉，觀察行程開關信號反饋的準確性。 可與運動精準性試驗合并進行，反復數次。

最后再針對極限工況： 即兩臺電機中一臺出現故障不能工作，僅有一臺電機工作工況下，強脫動作能否按預期技術指標完成。

強脫裝置各項技術指標經測量、測試、試驗，滿足使用要求，可靠性高，見圖2。

圖2 強脫試驗裝置圖

5 結論

本文介紹的一種用于分離電連接器的強脫裝置，在經過精心設計、精密加工、全面測試試驗后，各項技術指標滿足使用要求，并在實際應用中動作準確，可靠性高，得到用戶好評。該電連接器強脫裝置采用減速電機驅動，結構簡單，重量輕，動力容易獲得，采用多處冗余設置，可靠性高，壽命長。