一种电连接器强脱装置的研制

王惠颖， 张 华， 田乙玄， 孟 皓

（北京航天试验技术研究所， 北京 100074）

0 引言

电连接器的强脱装置是一种将飞行器电气系统和地面的电气系统强行分离的一种执行机构，可完成发射前的地面供电插头和飞行器上相连插座电分离后的强制机械分离的动作，和电分是互为冗余的脱离系统。正常情况下，具有分离脱离功能的电连接器能自动脱落，但是也会有自动脱落失败的情况发生。当失败时，仍要完成正常发射，就需要有一套强制脱落系统，强制分离并收纳该电连接器。

强脱系统广泛地应用于航空、航天领域。无论是飞行器与地面系统的电连接器的射前脱离还是军用电子系统和各种电器、 电子设备等系统之间的电气线路连接瞬间机械分离， 或者是飞机与悬挂物电信号传递用的电连接器的分离，均需运用此类强制脱离机构。

1 系统组成

本文介绍的电连接器强脱装置运用电机减速器作为动力驱动源，采用钢索作为运动部件，并沿着一定的运动轨迹带动电连接器脱离飞行器。 强脱装置主要由机械部分和测控系统组成。

机械部分主要由减速电机、电机支座、卷扬轮、安装底板、钢索、导向轮、接近开关、接近开关触板、收纳盒等，见图1。

图1 强脱装置三维图

测控系统包括测控箱和连接电缆等。 测控箱内部为控制单元，包括冗余控制器、同步模块、ET200M 从站、光电转换模块等组件， 主要负责与控制中心通信协助完成强脱装置的动作控制和状态反馈， 其功能支持本地和远程控制方式。

强脱装置安装于发射台摆杆支架上。 其工作时，电机带动卷扬轮，在卷扬轮上收缩钢索。两组电连接器被收纳在收纳盒处。强脱动作完成后，机构随摆杆一起摆离发射台，不干扰飞行器的发射。

2 工作原理

强脱装置工作原理是： 测控系统先检查钢索是否处于初始位置，即初始接近开关信号灯是否亮起。当确认好状态后，发出强脱开始信号，电机启动，带动卷扬轮卷扬钢索运动，钢索带动接近开关触板直线运动，当触板运动至终止接近开关处，触发此接近开关，接近开关得电反馈信号，控制系统依据传感器反馈信号控制电机制动。

3 关键技术

3.1 动力设计

本系统中使用伺服电机提供强脱动作的动力源，通过电缆对伺服电机进行供电实现电机的正反转。 定义电机正转时，收紧钢索，将钢索连接的电连接器远离箭体，实现强脱功能。 电机反转时，钢索松懈，可拉动接近开关触板远离电机，实现钢索的复位。

实际上，采用一台电机即可实现强脱功能，但考虑到确保系统可靠性，在装置左右各布置一台电机。正常工作时，两电机同时启动，通过电机出轴带动卷扬轮转动，同时作用将钢索收入卷扬轮凹槽处；当出现意外情况：其中一台电机发生故障不动时，另外一台电机可以持续工作，将钢索收到位，此时，减速电机转动两倍圈数，耗时增至两倍，同样可以将钢索收纳到位，实现电连接器的强脱。

3.2 防松设计

如果钢索处于松懈状态，容易从既定轨道处滑出，造成钢索的卡滞，影响强脱动作的执行。 为此，采用导向轮组实现对钢索运动轨迹的导向、限制作用。钢索在导向轮卡槽里，导向轮与支撑轴之间使用轴承，减少钢索运动中与导向轮的摩擦， 又可以配合限位支架， 防止钢索的脱落。连接件固定两轴的位置，防止钢索受力将支撑轴拉扯变形过大。

4 系统调试

各零部件组装完成后进行了单体和综合试验， 单体调试主要进行电机、接近开关、接口匹配性等，综合试验主要进行了运动精准性试验和复位试验。 调试试验项目见表1。

运动精准性试验就是将电连接器插座用紧固件固定在连接器支架上， 连接器支架用紧固件固定方钢管底座上， 方钢管底座与模拟摆杆方钢管通过两个横撑固定在一起，实现牢固的试验工装。模拟电连接器和强脱系统分别固定在工装上并保持一定距离。

将强脱系统调整至符合设计要求的状态，模拟负载，检测传感器触板位置，控制柜内按下启动电机按钮，观察钢索运动，当运动到另一行程开关时，观察是否有反馈信号传入，电机能否自动停止。 多次试验。

一次运动精准性试验后进行一次触板的复位， 人工模拟负载，控制电机反转，观察行程开关信号反馈的准确性。 可与运动精准性试验合并进行，反复数次。

最后再针对极限工况： 即两台电机中一台出现故障不能工作，仅有一台电机工作工况下，强脱动作能否按预期技术指标完成。

强脱装置各项技术指标经测量、测试、试验，满足使用要求，可靠性高，见图2。

图2 强脱试验装置图

5 结论

本文介绍的一种用于分离电连接器的强脱装置，在经过精心设计、精密加工、全面测试试验后，各项技术指标满足使用要求，并在实际应用中动作准确，可靠性高，得到用户好评。该电连接器强脱装置采用减速电机驱动，结构简单，重量轻，动力容易获得，采用多处冗余设置，可靠性高，寿命长。