法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2009-10-07
授权
授权
2008-06-04
实质审查的生效
实质审查的生效
2008-04-09
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种分离机构,尤其适用于星箭分离或星星分离。
背景技术
伴我国大卫星、小卫星沿用传统的星箭包带分离机构GJB2499A-2006K,尤其是微小卫星仍然是包带星箭分离机构,约10kg以上,重量较重,轴向高200mm以上,体积较大。装有两个爆炸螺栓,火工解锁,两处各爆炸冲击过载高达4000g以上,靠近的太阳电池片易碎裂失效;中国专利CN2286723Y名称为一种抛罩机构,由细钢丝包带、电磁锁紧器及弹射器等组成,体积大,连接刚度低。由于有电磁器件,会干扰星上电子仪器及磁性仪器的正常工作。以上专利在星上使用局限性很大。
“一种新型导弹级间分离机构研究”(航天返回与遥感第26卷第1期2005年3月)一文中介绍的单点解锁、多点连接,文中3点连接分离机构,由3条绑带(各附有两个锲形凸条)镶嵌入导弹对接环上的锲形槽中,绑带上的拉杆扣入中部的锁紧盘上,当分离机构中心的火工装置-推力筒点火工作时,产生的高压燃气使推力筒的活塞工作,产生轴向推力,作用于锁紧盘和承力盘,从而使级间两端环的锲形斜面产生径向外推力而分离三条绑带,同时,轴向推力使1、2级弹体分离并达到规定的分离速度。火工装置的偏差直接影响分离速度的大小。这种三绑带组成周向紧固、火工点火解锁并产生轴向分离速度的级间分离机构,实际上与周向三包带火工解锁效果类同,并不是在导弹对接坏上的三个单点的固定。该对接机构配合精度要求高、尺寸大、重量重,精确控制分离速度极难,不能适应重量轻、体积小、精确分离速度的要求。
包带星箭分离机构已不能适应微小卫星、纳星等新一代实用型微小卫星的发展需要。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种体积小、重量轻、可靠性高的星星或星箭分离机构。
本发明的技术解决方案是:星星或星箭分离机构包括上支座、夹块、调节环、下支座、斜拉簧、解锁器、锁芯绳、锁钩、拉钩、环螺钉、顶杆、分离弹簧、连接片簧和支撑架;上支座通过顶杆将分离弹簧压在下支座中心位置,上支座与下支座连接后的梯形斜面通过至少两块夹块压紧,每块夹块外部套调节环,夹块下部与连接片簧一端连接,连接片簧的数量与夹块的数量一致,连接片簧另一端固定在下支座上,调节环开口处两耳片孔内放置一个连接套,连接套一端与调节环开口处一耳片螺接固定,连接套另一端安装环螺钉,拉钩安装在环螺钉的钉头上,拉钩弯曲部分与连接套同侧,锁钩安装在支撑架上,锁钩一端勾住拉钩,锁钩另一端与锁芯绳一端连接,锁芯绳的另一端连接解锁器,拉紧锁芯绳,通过锁钩勾住拉钩,将调节环开口处两耳片压紧,紧箍夹块,实现上支座和下支座锁定;调节环与下支座间安装斜拉簧,调节环开口处两耳片定位在支撑架上;解锁时,解锁器解锁,松开锁芯绳,锁钩与拉钩脱开,拉钩打开,调节环松开,所述的斜拉簧将调节环开口处耳片旋转脱开支撑架,调节环沿夹块下滑,同时,分离弹簧的顶杆上推上支座,夹块在连接片簧的作用下离开上支座、下支座的梯形斜面,实现上支座与下支座分离。
还包括角形推力片簧,角形推力片簧安装在支撑架上,角形推力片簧顶端顶在调节环开口处耳片上,解锁时,角形推力片簧将调节环开口处耳片顶开支撑架。
所述的梯形斜面与水平面的夹角为45°~75°。
本发明与现有技术相比有益效果为:
(1)本发明采用调节环与夹块机构代替现有技术中的包带分离,减少了星星或星箭分离机构的横向分离空间。
(2)本发明机构轴向连接安装高度可在200mm~60mm灵活选取,与现有技术中包带机构安装高度最小200mm相比,可成倍压缩分离机构的安装高度。
(3)本发明分离机构应用在100kg级的微小卫星四点连接上,星上部分重0.4kg,运载部分估计重3.6kg(含与运载连接的对接环)与现有技术一般10kg以上相比,成倍的减轻了重量。
附图说明
图1为本发明机构简图;
图2为本发明机构锁定状态工作示意图;
图3为本发明解锁后机构示意图;
图4为本发明上支座分离简图;
图5为本发明梯形斜面受力示意图;
图6为本发明四点连接分离机构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示,本发明星星或星箭分离机构,包括上支座1、夹块2、调节环3、下支座4、斜拉簧5、解锁器6、锁芯绳7、锁钩8、拉钩9、环螺钉10、顶杆11、分离弹簧12、连接片簧13和支撑架14;上支座1通过顶杆11将分离弹簧12压在下支座4中心位置,上支座1与下支座4连接后的梯形斜面通过至少两块夹块2压紧,每块夹块2外部套调节环3,夹块2下部与连接片簧13一端连接,连接片簧13的数量与夹块2的数量一致,连接片簧13另一端固定在下支座4上,调节环3开口处两耳片孔内放置一个连接套,连接套一端与调节环3开口处一耳片螺接固定,连接套另一端安装环螺钉10,拉钩9安装在环螺钉10的钉头上,拉钩9弯曲部分与连接套同侧,锁钩8安装在支撑架14上,锁钩8一端勾住拉钩9,锁钩8另一端与锁芯绳7一端连接,锁芯绳7的另一端连接解锁器6,拉紧锁芯绳7,通过锁钩8勾住拉钩9,细调耳片处的连接螺钉,将调节环3开口处两耳片压紧,紧箍夹块2,实现上支座1和下支座4锁定;调节环3与下支座4间安装斜拉簧5,调节环3开口处两耳片定位在支撑架14上;解锁时,解锁器6解锁,松开锁芯绳7,锁钩8与拉钩9脱开,拉钩9打开,调节环3松开,所述的斜拉簧5将调节环3开口处耳片旋转脱开支撑架14,调节环3沿夹块2下滑,同时,分离弹簧12的顶杆11上推上支座1,夹块2在连接片簧13的作用下离开上支座1、下支座4的梯形斜面,实现上支座1与下支座4分离。
为了保证上支座1与下支座4在解锁过程中能快速、可靠的分离,本发明星星或星箭分离机构还包括角形推力片簧,角形推力片簧安装在支撑架14上,角形推力片簧顶端顶在调节环3开口处耳片上,解锁时,角形推力片簧将调节环3开口处耳片顶开支撑架14。分离后的简图如图4所示。
如图5所示,为本发明上支座1梯形斜面受力示意图,其中,α为梯形斜面与水平面的夹角,F为分离弹簧12施加给上支座1的弹力,F1为力F沿梯形斜面的分力,为上支座1分离时沿斜面的滑动力,F2为力F沿梯形斜面的法向分力,其大小等于上支座1与下支座4分离时所产生摩擦力的正压力,由图中受力分析可以看出,F1与α正弦成正比,F2与α余弦成正比,如果α取值偏小后,F2变大,分离时产生的摩擦力加大,对分离时产生的干扰也大,滑动分力F1也小,就会影响分离速度和分离姿态,基于以上考虑α角度越大越好,但角度的设置同时还要考虑夹块2与斜面的配合作用,若角度太大,则锁定状态不是很稳定,本发明α角度的选取在认真考虑各因素,并经地面试验验证一般取值范围为45°~75°。
如图6所示,为本发明四点连接分离机构示意图,星箭分离机构分别通过锁芯绳7与解锁器6相连,解锁器6可以采用现有技术中通用的火工切割器也可以采用其他的方式,只要在解锁时,解锁器6能松开锁芯绳7即可。
按照图1~4所述的机构、连接关系组成的分离机构,图5中所述的α角取60°,最终得到的机构Φ72*60(单位:mm),总重量小于0.5kg(除解锁器外)。同理本发明机构轴向连接安装高度可以在200mm~60mm灵活选取。
本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。
机译: 延迟分裂星的剪辑和将容器运送到延迟分裂的星星的方法
机译: 箭箭箭箭运动仿真系统
机译: 信息管理设备,信息管理方法,信息管理程序,卫星星座形成系统,卫星星座形成方法,卫星星座形成程序和地面设备