分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用

1.本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用。


背景技术：

2.浮空器包含高空气球和飞艇两大类型，其中高空气球又称高空科学气球，是一种利用轻于空气的气体产生净浮升力来实现从地面升空和在平流层驻空飞行的无动力飞行器，其飞行高度一般位于平流层(甚至可达40～50km)，是近几十年来逐步发展起来的进行高空科学观测或实验的一种大型运载工具。根据气球内部压力与外界大气压差值的划分区别，高空气球一般分为零压气球和超压气球两大类，如今在基础学科、航天、环境等领域的探索发挥着越来越大的作用。
3.高空气球系统包括球体、降落伞、吊舱、舱内载荷等诸多系统：球体负责提供整个系统驻空飞行的浮力；吊舱作为飞行控制设备和科学载荷设备的安装载体；飞行控制设备是高空气球系统的大脑，控制着系统的起飞和降落等飞行轨迹；科学载荷设备决定着一次高空飞行具体执行的任务；而降落伞决定着飞行任务完成后，让吊舱内的设备安全落地并完好回收。
4.高空气球飞行试验一般选择在人烟稀少的戈壁地区，该地区的特点是地形复杂，地面风沙较大，对于吊舱设备的安全回收造成一定的威胁。在以往遇到过的实例有：降落伞携带吊舱降落到地面后，伞与吊舱依然固连未分离，当突遇地面横风侵袭后，降落伞会拖曳吊舱在地面长距离的滑行，对吊舱和舱内设备造成二次损害。特别是对贵重的光学观测设备而言，对吊舱和设备的安全完好回收尤其重要。


技术实现要素：

5.本发明提供一种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用，旨在针对高空气球吊舱的安全回收技术进行研究，设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，实现对吊舱设备的安全回收，特别是实现对吊舱设备内贵重的光学观测设备的安全回收。
6.本发明提供一种分离结构，包括框架壳体、弹性复位组件和连杆凸台，所述框架壳体的一个端部开设有盲孔，所述盲孔孔壁上设置有贯穿所述框架壳体的锁孔；所述弹性复位组件安装于所述锁孔，并能在所述锁孔内做弹性往复运动，以在伸入所述盲孔的复位位置和缩回所述锁孔的缩回位置之间切换；所述连杆凸台位于所述盲孔内，所述连杆凸台包括相互连接的凸台和连杆，所述连杆上套装有能在所述连杆上移动的滑动凸台，所述连杆凸台适于沿着所述盲孔在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换；在所述锁止位置，所述弹性复位组件位于所述凸台和所述连杆之间；在所述解锁未分离位置，所述凸台和所述连杆一起位于所述弹性复位组件朝向所述盲孔里端的一侧；在所述解锁分离位置，所述凸台和所述连杆一起位于所述弹性复位组件远离所述盲孔里端的一侧。
7.根据本发明提供的分离结构，所述弹性复位组件包括限位楔形销和限位弹簧，所述锁孔内设置限位台，所述限位楔形销外壁上设置限位凸起，所述限位弹簧两端分别连接于所述限位台和所述限位凸起；
8.所述限位楔形销朝向所述盲孔的端部设置有背向所述盲孔里端的斜面，所述滑动凸台侧面为背向所述盲孔里端的斜面。
9.根据本发明提供的分离结构，所述锁孔至少有两个，所有所述锁孔沿着所述盲孔周向均匀分布，每个所述锁孔内部都装有所述弹性复位组件。
10.根据本发明提供的分离结构，所述连杆安装有限位件，所述限位件位于所述滑动凸台远离所述凸台的一侧，使得所述滑动凸台在所述凸台和所述限位件之间移动。
11.根据本发明提供的分离结构，所述凸台侧面为朝向所述盲孔里端的斜面。
12.本发明还提供一种降落伞吊舱自动分离装置，包括上述分离结构，还包括降落伞和吊舱，所述降落伞通过伞绳连接着所述框架壳体背向所述盲孔的端部；所述吊舱通过连接杆连接着所述连杆远离所述凸台的端部。
13.根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述框架壳体为圆柱形壳体，所述锁孔有多个，多个所述锁孔周向均匀分布于所述圆柱形壳体的侧面上，所述圆柱形壳体的侧面上设置有周向的环形凹槽，所述环形凹槽与多个所述锁孔的分布圆周对应重叠，所述环形凹槽内装有锁紧卡箍，所述锁紧卡箍上穿嵌有电控切割装置，所述锁紧卡箍覆盖所有所述锁孔。
14.根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述框架壳体背向所述盲孔的端部中心位置通过连接件固定有吊环，所述降落伞通过伞绳连接所述吊环。
15.根据本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置，所述连杆远离所述凸台的端部固定安装着环形连接件，所述环形连接件周向设置有多个吊耳，所述吊舱通过连接杆连接所述吊耳。
16.本发明还提供一种降落伞吊舱自动分离装置的应用，所述应用为将上述降落伞吊舱自动分离装置应用于高空气球飞行试验。
17.本发明提供的这种分离结构、降落伞吊舱自动分离装置及应用，通过设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械式分离结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，采用机械式的自动分离结构，相比于现有回收分离装置使用的光学或电磁判断切割而言，具有简洁可靠、造价便宜的优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明提供的分离结构的剖面结构示意图；
20.图2是本发明提供的分离结构的外立面结构示意图；
21.图3是本发明提供的分离结构中连杆凸台处于锁止位置时的结构示意图；
22.图4是本发明提供的分离结构中连杆凸台处于解锁未分离位置时的结构示意图；
23.图5是本发明提供的分离结构中连杆凸台处于解锁分离位置时的结构示意图；
24.图6是本发明提供的降落伞吊舱自动分离装置的结构示意图。
25.附图标记：
26.1、框架壳体；2、弹性复位组件；3、连杆凸台；4、降落伞；5、吊舱；6、锁紧卡箍；7、电控切割装置；
27.1-1、盲孔；1-2、锁孔；1-3、吊环
28.2-1、限位楔形销；2-2、限位弹簧；
29.3-1、凸台；3-2、连杆；3-3、滑动凸台；3-4、限位件；3-5、环形连接件；3-6、吊耳。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
33.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.本发明的一个实施例提供一种分离结构，参见图1所示，包括框架壳体1、弹性复位组件2和连杆凸台3，框架壳体1的一个端部开设有盲孔1-1，盲孔1-1孔壁上设置有贯穿框架
壳体1的锁孔1-2；弹性复位组件2安装于锁孔1-2，并能在锁孔1-2内做弹性往复运动，以在伸入盲孔1-1的复位位置和缩回锁孔1-2的缩回位置之间切换；连杆凸台3位于盲孔1-1内，连杆凸台3包括相互连接的凸台3-1和连杆3-2，连杆3-2上套装有能在连杆3-2上移动的滑动凸台3-3，连杆凸台3适于沿着盲孔1-1在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换；参见图3所示，在锁止位置，弹性复位组件2位于凸台3-1和连杆3-2之间；参见图4所示，在解锁未分离位置，凸台3-1和连杆3-2一起位于弹性复位组件2朝向盲孔1-1里端的一侧；参见图5所示，在解锁分离位置，凸台3-1和连杆3-2一起位于弹性复位组件2远离盲孔1-1里端的一侧。
36.本实施例的分离结构，初始位置为连杆凸台3处于锁止位置，参见图3所示，在锁止位置，弹性复位组件2处于伸入盲孔1-1的复位位置，连杆凸台3的凸台3-1下端面坐于弹性复位组件2上，弹性复位组件2下方有滑动凸台3-3，此时框架壳体1和连杆凸台3相互之间被弹性复位组件2锁止，形成一个整体结构；需要解锁的时候，连杆凸台3向上运动，带动着滑动凸台3-3触碰弹性复位组件2，滑动凸台3-3将弹性复位组件2由复位位置抵压至缩回位置，滑动凸台3-3经过弹性复位组件2与凸台3-1一起位于弹性复位组件2朝向盲孔1-1里端的一侧，参见图4所示，此时，连杆凸台3处于解锁未分离位置，弹性复位组件2自动复位使之再次处于复位位置；在解锁未分离的状态下，参见图5所示，滑动凸台3-3和凸台3-1一起向下运动，滑动凸台3-3再次触碰弹性复位组件2，滑动凸台3-3将弹性复位组件2再次由复位位置抵压至缩回位置，滑动凸台3-3和凸台3-1一起经过弹性复位组件2，此时，连杆凸台3处于解锁分离位置，连杆凸台3和框架壳体1可以分离开，实现机械结构的分离，这种纯机械分离结构，具有简洁可靠、造价便宜的优点，可适用于各种需要实现分离的装置中，尤其是需要实现可靠分离的装置中。
37.在上述分离结构中，分离的关键在于滑动凸台3-3和弹性复位组件2之间的相互作用，本实施例对两者之间的相互作用进一步进行描述，在本实施例中，弹性复位组件2包括限位楔形销2-1和限位弹簧2-2，锁孔1-2内设置限位台，限位楔形销2-1外壁上设置限位凸起，限位弹簧2-2两端分别连接于限位台和限位凸起。限位楔形销2-1朝向盲孔1-1的端部设置有背向盲孔1-1里端的斜面，滑动凸台3-3侧面为背向盲孔1-1里端的斜面。
38.参见图3所示，此时为框架壳体1和连杆凸台3的锁止位置，也是初始位置，在此状态下，限位弹簧2-2处于自然伸展状态，限位楔形销2-1一端伸入盲孔1-1，凸台3-1下端面坐于限位楔形销2-1上被限位，使得框架壳体1和连杆凸台3相互之间不能脱离，实现锁止；需要解锁的时候，连杆凸台3向上运动，带动着滑动凸台3-3触碰限位楔形销2-1，滑动凸台3-3的边沿会沿着限位楔形销2-1端部的斜面运动，随着滑动凸台3-3边沿在斜面不断上升，限位楔形销2-1会被抵压进锁孔1-2，限位楔形销2-1的限位凸起挤压限位弹簧2-2，使得限位弹簧2-2处于压缩状态，直至滑动凸台3-3边沿完全经过限位楔形销2-1端部的斜面后，限位弹簧2-2不再受到挤压力，限位弹簧2-2推动限位楔形销2-1向着盲孔1-1方向移动，使得限位楔形销2-1端部再次伸入盲孔1-1，此时滑动凸台3-3和凸台3-1一起位于限位楔形销2-1上方，参见图4所示，此时为框架壳体1和连杆凸台3的解锁未分离位置；需要分离的时候，滑动凸台3-3和凸台3-1相对于框架壳体1向下运动，滑动凸台3-3再次抵压限位楔形销2-1，此时滑动凸台3-3的侧面斜面与限位楔形销2-1端部边沿接触，随着凸台3-1和滑动凸台3-3继续向下运动，限位楔形销2-1端部边沿受到滑动凸台3-3的侧面斜面的挤压而向着锁孔1-2
内缩回，限位楔形销2-1的限位凸起挤压限位弹簧2-2，使得限位弹簧2-2再次处于压缩状态，直至滑动凸台3-3和凸台3-1完全经过限位楔形销2-1后，限位弹簧2-2不再受到挤压力，限位弹簧2-2推动限位楔形销2-1向着盲孔1-1方向移动，使得限位楔形销2-1端部再次伸入盲孔1-1，此时滑动凸台3-3和凸台3-1一起位于限位楔形销2-1下方，参见图5所示，此时为框架壳体1和连杆凸台3的解锁分离位置，框架壳体1和连杆凸台3相互之间实现脱离开。
39.在上述实施例的基础上，为了保证分离结构工作过程中的稳定可靠，本实施例中，锁孔1-2至少有两个，所有锁孔1-2沿着盲孔1-1周向均匀分布，每个锁孔1-2内部都装有弹性复位组件2，最佳方案应该为三个或四个，当为三个锁孔1-2时，三个锁孔1-2相互间呈120度夹角沿着盲孔1-1周向均匀分布，(当为四个锁孔1-2时，四个锁孔1-2相互间呈90度夹角沿着盲孔1-1周向均匀分布)，保证滑动凸台3-3和限位楔形销2-1在相互抵压时候受力周向均衡，维持结构的稳定可靠。
40.连杆3-2安装有限位件3-4，限位件3-4位于滑动凸台3-3远离凸台3-1的一侧，使得滑动凸台3-3在凸台3-1和限位件3-4之间移动。此处的限位件3-4可以是螺母或者其他可以安装在连杆3-2上的限位部件，考虑到方便拆装，可以在连杆3-2上设置螺纹，采用螺母限位件旋装在连杆3-2上。同样地，为了拆装的方便，在本实施例中，凸台3-1侧面为朝向盲孔1-1里端的斜面，将凸台3-1侧面设置成斜面也是为了方便最开始的装配，直接将连杆凸台3插入盲孔1-1内，当凸台3-1的斜面触碰到限位楔形销2-1端部的斜面时候，两个斜面相互挤压，使得限位楔形销2-1缩回锁孔1-2，凸台3-1经过限位楔形销2-1后，在限位弹簧2-2作用下，限位楔形销2-1再次伸入盲孔1-1，此时凸台3-1的下端面坐于限位楔形销2-1上，使得框架壳体1和连杆凸台3处于锁止位置。
41.本发明还提供一种降落伞吊舱自动分离装置，参见图6所示，包括上述实施例中的分离结构，还包括降落伞4和吊舱5，降落伞4通过伞绳连接着框架壳体1背向盲孔1-1的端部；吊舱5通过连接杆连接着连杆3-2远离凸台3-1的端部。
42.本发明的降落伞吊舱自动分离装置，具体实施过程如下：降落伞4和吊舱5通过处于锁止位置的上述分离结构连接，降落伞4带着吊舱5以一定速度匀速下降至地面，在吊舱5触地的一瞬间，由于惯性的作用，框架壳体1会继续下降一个位置，而吊舱5是刚性结构落地瞬间便没有了竖直方向的速度，与吊舱5连接的连杆凸台3也没有了竖直方向的速度，此时框架壳体1和连杆凸台3会发生相对位移，即框架壳体1和连杆凸台3会从锁止位置进入到解锁未分离位置，此时降落伞4和吊舱5还未分离，降落伞4和吊舱5分离的条件是根据地面横向风的大小，当地面横向风较大时，会给降落伞4二次充气，降落伞4就有拉动吊舱5的趋势，当这个拉力较大时，降落伞4和吊舱5之间的分离结构中的框架壳体1和连杆凸台3会再次发生相对运动，使得框架壳体1和连杆凸台3从解锁未分离状态变化成解锁分离状态，此时框架壳体1和连杆凸台3脱开，降落伞4和吊舱5实现分离，回收人员达到落点后降落伞4可能被地面风给刮跑，但吊舱5还在原地，可完整回收。如果地面横向风一直处于较小或者无风状态时，框架壳体1和连杆凸台3会一直处于解锁未分离位置，降落伞4和吊舱5自然不会分离，回收人员达到落点后可将降落伞4与吊舱5都完整回收。
43.为了保证降落伞吊舱自动分离装置工作的可靠性，本实施例中，参见图2所示，框架壳体1为圆柱形壳体，锁孔1-2有多个，多个锁孔1-2周向均匀分布于圆柱形壳体的侧面上，圆柱形壳体的侧面上设置有周向的环形凹槽，环形凹槽与多个锁孔1-2的分布圆周对应
重叠，环形凹槽内装有锁紧卡箍6，锁紧卡箍6上穿嵌有电控切割装置7，锁紧卡箍6覆盖所有锁孔1-2。常规状态下，锁紧卡箍6会卡住所有锁孔1-2，这样能保证设备在空中飞行作业过程中，降落伞吊舱自动分离装置处于上锁状态，不会因为不确定的因素而导致锁孔1-2内的弹性复位组件2移动，使得设备在不该分离的时候分离，在确定要降落的时候，可以通过在吊舱5内的飞控计算机给电控切割装置7一个电信号，电控切割装置7执行切割命令，将锁紧卡箍6切断并掉落，此时降落伞吊舱自动分离装置处于打开保险状态，但是还并没有机械解锁，等待装置落地后执行机械解锁。在降落前切割而不选择高空气球与伞舱分离后再切割的原因是以防降落过程中地面信号无法上传到飞控计算机。本实施例中涉及的电控切割装置7为常规现有装置或系统，在此不做结构上详细说明。
44.本实施例在上述实施例基础上对降落伞吊舱自动分离装置进一步细化，框架壳体1背向盲孔1-1的端部中心位置通过连接件(吊环螺栓)固定有吊环1-3，降落伞4通过伞绳捆绑连接吊环1-3。连杆3-2远离凸台3-1的端部固定安装着环形连接件3-5，环形连接件3-5可以是固定连接件也可以是通过螺纹旋接在连杆3-2上的螺母，环形连接件3-5周向设置有多个吊耳3-6，吊舱5通过连接杆连接吊耳3-6。
45.结合上述几个实施例，本实施例提供一种降落伞吊舱自动分离装置具体结构，主要为上中下结构，参见图1至图6所示，沿纵向为承力方向。
46.上部结构包括吊环1-3和主承力的框架壳体1：吊环1-3为标准结构件，最上端的吊环1-3通过螺栓固定在框架壳体1的顶部，吊环1-3用于连接降落伞4的伞绳；框架壳体1为整个装置的主承力件，也是其他部件安装的基准件。框架壳体1采用中空圆柱段设计，圆柱段上部有一个直径更小的圆台，用于安装吊环1-3。圆柱段中空的位置为盲孔1-1，盲孔1-1是主承力的连杆凸台3的行程空间，圆柱段下部三分之一的位置沿东南西北四个方向各开了一个阶梯状锁孔1-2，用于安装限位楔形销2-1和限位弹簧2-2。
47.中部结构主要是嵌入在框架壳体1内的4个限位楔形销2-1和限位弹簧2-2：限位楔形销2-1是连接框架壳体1和连杆凸台3的结构件，同时也是一个重要承力部件，能起到限位和承力作用；限位弹簧2-2的作用是固定限位楔形销2-1，给限位楔形销2-1一个横向预紧力，使它能紧密地卡住连杆凸台3使之承受纵向力。在飞行阶段，限位楔形销2-1和限位弹簧2-2以及锁紧卡箍6三者配合，限位弹簧2-2压紧限位楔形销2-1，锁紧卡箍6也将固定限位楔形销2-1的端部，此时自动分离装置处于上锁状态；当落地冲击时，连杆凸台3向上移动，推动限位楔形销2-1压缩限位弹簧2-2，此时自动分离装置处于解锁状态。
48.下部结构包括连杆凸台3、滑动凸台3-3、限位件3-4和底部环形连接件3-5。环形连接件3-5通过螺纹连接到连杆3-2上，同时环形连接件3-5的四个吊耳3-6和吊舱5的连杆连接用于固定吊舱5，因此，吊舱5的重量将全部传递到连杆凸台3，再由限位楔形销2-1传递给框架壳体1。滑动凸台3-3是在自动分离装置状态转换的过程中起作用，锁止位置时，限位楔形销2-1处于凸台3-1和滑动凸台3-3之间；当吊舱5落地冲击时，连杆凸台3连同滑动凸台3-3向上运动推动并压缩限位弹簧2-2，最后限位楔形销2-1复位时便处于滑动凸台3-3的下方，此时为解锁未分离位置。限位件3-4的作用是防止滑动凸台3-3掉落，起到一定的限位作用。
49.除此之外，在框架壳体1的外轮廓上还安装有一个锁紧卡箍6和电控切割装置7。锁紧卡箍6的作用是在飞行过程中，限制限位楔形销2-1的水平运动，使自动分离装置处于上
锁状态。电控切割装置7是在飞行任务结束后，降落伞4携带吊舱5缓慢降落，此时可通过吊舱5内的飞控计算机发送切割指令，电控切割装置7将锁紧卡箍6切断并掉落，此后伞-舱系统处于降落阶段，降落伞吊舱自动分离装置等待吊舱5落地的瞬间冲击进行机械解锁。
50.本发明还提供降落伞吊舱自动分离装置的应用，将上述降落伞吊舱自动分离装置应用于高空气球飞行试验。高空气球连接上述降落伞-吊舱自动分离装置，高空气球在任务结束后回收过程如下：
51.1、高空气球飞行任务结束后，球伞分离，降落伞4携带分离结构和吊舱5以一定的速度下降。
52.2、操作人员通过吊舱5内的飞控计算机给电控切割装置7发送切割指令，电控切割装置7将锁紧卡箍6切割，降落伞-吊舱自动分离装置的第一层保险解锁。
53.3、降落伞-吊舱自动分离装置降落到地面瞬间，由地面对吊舱5的冲击将会推动框架壳体1和连杆凸台3相对运动，此时框架壳体1和连杆凸台3由锁止位置进入解锁未分离位置。
54.4、当框架壳体1和连杆凸台3处于解锁未分离位置时，降落伞4与吊舱5也不会立即分离，要触发分离还需要地面横向风的条件，当地面横向风较小时，降落伞4并不会拉动框架壳体1脱离连杆凸台3，当然此时地面横向风小，对于吊舱5而言也是安全的。
55.5、当地面横向风较大时，风刮着降落伞4拉拽框架壳体1移动，此时推动框架壳体1和连杆凸台3再次相对运动，推动框架壳体1和连杆凸台3相对运动由解锁未分离位置进入解锁分离位置，降落伞4连带着框架壳体1与连杆凸台3分离，伞-舱分离；伞-舱分离后，地面风会吹走降落伞4，但吊舱5依然停留在原地等待搜救人员及时回收。
56.结合本发明提供的分离结构、降落伞吊舱自动分离装置、高空气球以及上述所有实施例的实施过程，可知本发明相比于现有的回收技术手段有以下基础优势：
57.1、载人返回舱落地后也有伞舱自动分离装置，不过它都是依赖光学或电磁判断切割时机，整个系统昂贵且复杂；本发明设计的是一款机械式的伞-舱自动分离装置，相对而言系统简洁可靠、造价便宜。
58.2、高空气球领域，吊舱落地后，一般是不使用伞-舱自动分离装置的，就算某些特定任务要求增加分离装置也是落地后通过飞控计算机发送指令，利用切割器切割降落伞连接绳，但是一旦吊舱断电或者地面信号有遮挡，就无法实现伞-舱分离；相比而言，机械式的分离装置更加可靠，降落伞吊舱自动分离装置降落之前就处于打开保险状态，等待装置落地后执行机械解锁，可以防止降落过程中地面信号有遮挡而无法上传到飞控计算机的问题。
59.3、本发明根据机械弹簧式压控与简单机械结构的原理，实现了伞-舱分离装置的自动解锁控制，同时系统在解锁后并不一定会完成分离，当地面风小的时候伞-舱不分离，可实现伞-舱的完整回收；只有当地面风大时，伞-舱才会分离，降落伞和吊舱可以分开回收。
60.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。

技术特征：
1.一种分离结构，其特征在于，包括：框架壳体(1)，所述框架壳体(1)的一个端部开设有盲孔(1-1)，所述盲孔(1-1)孔壁上设置有贯穿所述框架壳体(1)的锁孔(1-2)；弹性复位组件(2)，所述弹性复位组件(2)安装于所述锁孔(1-2)，并能在所述锁孔(1-2)内做弹性往复运动，以在伸入所述盲孔(1-1)的复位位置和缩回所述锁孔(1-2)的缩回位置之间切换；连杆凸台(3)，所述连杆凸台(3)位于所述盲孔(1-1)内，所述连杆凸台(3)包括相互连接的凸台(3-1)和连杆(3-2)，所述连杆(3-2)上套装有能在所述连杆(3-2)上移动的滑动凸台(3-3)，所述连杆凸台(3)适于沿着所述盲孔(1-1)在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换；在所述锁止位置，所述弹性复位组件(2)位于所述凸台(3-1)和所述连杆(3-2)之间；在所述解锁未分离位置，所述凸台(3-1)和所述连杆(3-2)一起位于所述弹性复位组件(2)朝向所述盲孔(1-1)里端的一侧；在所述解锁分离位置，所述凸台(3-1)和所述连杆(3-2)一起位于所述弹性复位组件(2)远离所述盲孔(1-1)里端的一侧。2.根据权利要求1所述的分离结构，其特征在于，所述弹性复位组件(2)包括限位楔形销(2-1)和限位弹簧(2-2)，所述锁孔(1-2)内设置限位台，所述限位楔形销(2-1)外壁上设置限位凸起，所述限位弹簧(2-2)两端分别连接于所述限位台和所述限位凸起；所述限位楔形销(2-1)朝向所述盲孔(1-1)的端部设置有背向所述盲孔(1-1)里端的斜面，所述滑动凸台(3-3)侧面为背向所述盲孔(1-1)里端的斜面。3.根据权利要求1或2所述的分离结构，其特征在于，所述锁孔(1-2)至少有两个，所有所述锁孔(1-2)沿着所述盲孔(1-1)周向均匀分布，每个所述锁孔(1-2)内部都装有所述弹性复位组件(2)。4.根据权利要求3所述的分离结构，其特征在于，所述连杆(3-2)安装有限位件(3-4)，所述限位件(3-4)位于所述滑动凸台(3-3)远离所述凸台(3-1)的一侧，使得所述滑动凸台(3-3)在所述凸台(3-1)和所述限位件(3-4)之间移动。5.根据权利要求4所述的分离结构，其特征在于，所述凸台(3-1)侧面为朝向所述盲孔(1-1)里端的斜面。6.一种降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的分离结构，还包括：降落伞(4)，所述降落伞(4)通过伞绳连接着所述框架壳体(1)背向所述盲孔(1-1)的端部；吊舱(5)，所述吊舱(5)通过连接杆连接着所述连杆(3-2)远离所述凸台(3-1)的端部。7.根据权利要求6所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述框架壳体(1)为圆柱形壳体，所述锁孔(1-2)有多个，多个所述锁孔(1-2)周向均匀分布于所述圆柱形壳体的侧面上，所述圆柱形壳体的侧面上设置有周向的环形凹槽，所述环形凹槽与多个所述锁孔(1-2)的分布圆周对应重叠，所述环形凹槽内装有锁紧卡箍(6)，所述锁紧卡箍(6)上穿嵌有电控切割装置(7)，所述锁紧卡箍(6)覆盖所有所述锁孔(1-2)。8.根据权利要求7所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述框架壳体(1)背向所述盲孔(1-1)的端部中心位置通过连接件固定有吊环(1-3)，所述降落伞(4)通过伞绳
连接所述吊环(1-3)。9.根据权利要求6所述的降落伞吊舱自动分离装置，其特征在于，所述连杆(3-2)远离所述凸台(3-1)的端部固定安装着环形连接件(3-5)，所述环形连接件(3-5)周向设置有多个吊耳(3-6)，所述吊舱(5)通过连接杆连接所述吊耳(3-6)。10.一种降落伞吊舱自动分离装置的应用，其特征在于，所述降落伞吊舱自动分离装置为权利要求6至9中任意一项所述的降落伞吊舱自动分离装置，所述应用为将所述降落伞吊舱自动分离装置应用于高空气球飞行试验。

技术总结
本发明涉及分离结构以及含有该分离结构的降落伞吊舱自动分离装置及应用，分离结构包括框架壳体、弹性复位组件和连杆凸台，框架壳体上开设盲孔，盲孔孔壁上设置锁孔；弹性复位组件安装于锁孔，并能在锁孔内做弹性往复运动；连杆凸台位于盲孔内，连杆凸台包括相互连接的凸台和连杆，连杆上套装有能移动的滑动凸台，连杆凸台适于沿着盲孔在锁止位置、解锁未分离位置和解锁分离位置切换，本发明通过设计一款在吊舱落地后，根据地面横向风大小来决定降落伞与吊舱自动分离的机械式分离结构，可以保证吊舱在落地后不受到地面风拖拽的二次伤害，采用机械式的自动分离结构，相比于现在的返回舱回收使用光学或电磁判断切割而言，简洁可靠、造价便宜。造价便宜。造价便宜。


技术研发人员：赵荣 曹胜鸿 杨燕初 张向强
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/6/26