CN102874419A - 一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法 - Google Patents

一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法。通过设计合理的凸轮表面，使得舱门刚开始运动时凸轮一直顶在皮卫星，不让皮卫星运动。当舱门打开到一定角度时，舱门被自动锁住。此时，凸轮的最高点开始比星体的下表面低，皮卫星在圆锥弹簧的作用下开始运动，顺利实现皮卫星与分离机构的分离。

Description

一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法
技术领域
本发明涉及一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法，广泛运用于微小卫星领域。
背景技术
传统卫星和运载火箭的分离往往采用包带和爆炸螺栓结合的分离方式。这种分离技术较为成熟，在大卫星上也广泛采用。但随着MEMS技术的快速发展，近十年来皮卫星技术也得到了快速发展。皮卫星的优势在于其体积小、重量轻和发射方便。传统的分离方式由于较为复杂、重量较大和成本较高，很难体现出皮卫星的优点。在皮卫星领域，采取较多的是“笼”式结构，即星体装在分离机构这个“笼”里，舱门用绳子或钛杆拴住。当绳子或钛杆被割断时，舱门打开，星体在弹簧的驱动下从分离机构里弹出。这里面存在一个问题，如果不采用其他辅助机构，从舱门一打开的瞬间，星体就会在弹簧的作用下向外运动。这就可能会发生星体表面和舱门的磕碰，造成星体表面的损伤。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法。
一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置，它包括分离机构框架、左挡块、右挡块、舱门、后端挡板、圆锥螺旋弹簧、推板、门转轴、定位机构、锁紧轴、定位压紧片、新型凸轮机构、扭簧压片、扭转螺旋弹簧；左挡块与右挡块通过螺钉固定在皮卫星运载框架两侧，分离机构框架与舱门的顶部通过钛杆用螺母锁住；后端挡板固定在分离机构框架上，圆锥螺旋弹簧固定在后端挡板上，圆锥螺旋弹簧前端连着推板；舱门通过扭转弹簧安装在门转轴上，扭转弹簧通过扭簧压片固定在舱门上，定位机构内部装有锁紧轴与弹簧，左边装有定位压紧片，定位压紧片与舱门接触面上有内孔，左侧装有新型凸轮机构，通过螺钉连接固定在舱门上。
    所述的新型凸轮机构，采用上下两面平整，中间过渡圆弧设计，使得它给予皮卫星星体表面始终有水平方向的正压力与竖直方向的摩擦力作用，使得皮卫星不被抬高，防止被卡死。当舱门打开135°时，新型凸轮机构的表面低于皮卫星星体表面，作用力消失，皮卫星被弹出离机构框架，顺利实现分离。
所述的圆锥螺旋弹簧，采用圆锥螺旋弹簧弹力作为皮卫星的推力，圆锥弹簧具有较大的横向稳定性，在压缩后是一个圆盘，有利于节省空间，结构可靠，安装方便，承载能力强。
    当皮卫星舱门打开135°时，所述的定位机构中的锁紧轴在弹簧的作用下进入定位压紧片与舱门接触面上的内孔中，舱门被自动锁住，防止冲出的皮卫星与舱门的碰撞。
一种控制皮卫星分离运动的分离方法，当皮卫星进入外太空预定轨道时，火工品切断分离机构框架与舱门的连接钛杆，舱门在扭转弹簧的作用下打开，皮卫星在圆锥螺旋弹簧的作用下被弹出，此时新型凸轮机构给予皮卫星星体水平方向的正压力作用与竖直方向的摩擦力作用，这样既能使得皮卫星不弹出与舱门发生碰撞，又能使皮卫星不与分离机构框架上端碰撞，发生损伤；当舱门打开时，新型凸轮机构也随着舱门的转动而转动，但新型凸轮机构始终给予皮卫星星体相同方向的作用力，当皮卫星运载分离机构舱门打开135°时，定位机构中的锁紧轴在弹簧的作用下进入定位压紧片与舱门接触面上的内孔中，将舱门自动锁住，同时新型凸轮机构的表面低于星体表面，作用力消失，皮卫星星体被推板在圆锥螺旋弹簧的作用下弹出分离机构框架，避免了与舱门的碰撞，此时推板与左挡块、右挡块碰撞，装在挡块上的触点开关将信号传回地面。
本发明的有益效果在于：第一、在舱门刚打开时，新型凸轮机构给予皮卫星星体的力作用使得皮卫星星体不被弹出分离机构，避免与舱门发生碰撞。第二、新型凸轮机构皮卫星星体力的作用不会使得皮卫星被抬高，减小了星体和框架之间的摩擦，避免星体被卡死的情况。第三，采用圆锥螺旋弹簧具有较大的横向稳定性，在压缩后是一个圆盘，质量轻，有利于节省空间，结构可靠，安装方便，承载能力强。第四、当舱门打开135°时，新型凸轮机构给予皮卫星星体的作用力消失，皮卫星星体被弹出分离机构，安全实现分离。
附图说明
图1控制皮卫星分离运动的分离机构装置总装配示意图；
图2本发明分离机构框架的结构示意图；
图3本发明舱门的结构示意图；
图4本发明后端挡板的结构示意图；
图5本发明圆锥螺旋弹簧的结构示意图；
图6本发明推板结构示意图；
图7 本发明门转轴结构示意图；
图8本发明定位机构结构示意图；
图9本发明锁紧轴结构示意图；
图10 本发明定位压紧片结构示意图；
图11本发明新型凸轮结构示意图；
图12 本发明扭簧压片结构示意图；
附图标记说明：1.分离机构框架；2.左挡块；3.右挡块；4.舱门；5.后端挡板；6.圆锥螺旋弹簧；7.推板；8.门转轴；9.定位机构；10.锁紧轴；11.定位压紧片；12.新型凸轮机构；13.扭簧压片；14.扭转螺旋弹簧。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置，它包括分离机构框架1、左挡块2、右挡块3、舱门4、后端挡板5、圆锥螺旋弹簧6、推板7、门转轴8、定位机构9、锁紧轴10、定位压紧片11、新型凸轮机构12、扭簧压片13、扭转螺旋弹簧14；左挡块2与右挡块3通过螺钉固定在皮卫星运载框架1两侧，分离机构框架1与舱门4的顶部通过钛杆用螺母锁住；后端挡板5固定在分离机构框架1上，圆锥螺旋弹簧6固定在后端挡板5上，圆锥螺旋弹簧6前端连着推板7；舱门4通过扭转弹簧14安装在门转轴8上，扭转弹簧14通过扭簧压片13固定在舱门4上，定位机构9内部装有锁紧轴10与弹簧，左边装有定位压紧片11，定位压紧片11与舱门4接触面上有内孔，左侧装有新型凸轮机构12，通过螺钉连接固定在舱门4上。
如图11所示，所述的新型凸轮机构12，采用上下两面平整，中间过渡圆弧设计，使得它给予卫星星体表面始终有水平方向的正压力与竖直方向的摩擦力作用，使得皮卫星不被抬高，防止被卡死。当舱门4打开135°时，新型凸轮机构12的表面低于卫星星体表面，作用力消失，皮卫星被弹出离机构框架1，顺利实现分离。
如图3所示，所采用的圆锥螺旋弹簧6的弹力作为皮卫星的推力，采用压缩圆锥弹簧，圆锥弹簧具有较大的横向稳定性，在压缩后是一个圆盘，有利于节省空间，结构可靠，安装方便，承载能力强。
如图1所示，当皮卫星舱门（4）打开135°时，所述的定位机构9中的锁紧轴10在弹簧的作用下进入定位压紧片11与舱门4接触面上的内孔中，舱门4被自动锁住，防止冲出的皮卫星与舱门的碰撞。
如图1所示，一种如权利要求1所述的控制皮卫星分离运动的分离方法：当皮卫星进入外太空预定轨道时，火工品切断分离机构框架1与舱门4的连接钛杆，舱门4在扭转弹簧14的作用下打开，皮卫星在圆锥螺旋弹簧6的作用下被弹出，此时新型凸轮机构12给予皮卫星星体水平方向的正压力作用与竖直方向的摩擦力作用，这样既能使得皮卫星不弹出与舱门4发生碰撞，又能使皮卫星不与分离机构框架1上端碰撞，发生损伤；当舱门4打开时，新型凸轮机构12也随着舱门4的转动而转动，但新型凸轮机构12始终给予皮卫星星体相同方向的作用力，当皮卫星运载分离机构舱门4打开135°时，定位机构9中的锁紧轴10在弹簧的作用下进入定位压紧片11与舱门4接触面上的内孔中，将舱门4自动锁住，同时新型凸轮机构12的表面低于星体表面，作用力消失，皮卫星星体被推板7在圆锥螺旋弹簧6的作用下弹出分离机构框架1，避免了与舱门的碰撞，此时推板7与左挡块2、右挡块3碰撞，装在挡块上的触点开关将信号传回地面。

Claims (5)

1.一种控制皮卫星分离运动的分离机构装置，其特征在于：它包括分离机构框架（1）、左挡块（2）、右挡块（3）、舱门（4）、后端挡板（5）、圆锥螺旋弹簧（6）、推板（7）、门转轴（8）、定位机构（9）、锁紧轴（10）、定位压紧片（11）、新型凸轮机构（12）、扭簧压片（13）、扭转螺旋弹簧（14）；左挡块（2）与右挡块（3）通过螺钉固定在皮卫星运载框架（1）两侧，分离机构框架（1）与舱门（4）的顶部通过钛杆用螺母锁住；后端挡板（5）固定在分离机构框架（1）上，圆锥螺旋弹簧（6）固定在后端挡板（5）上，圆锥螺旋弹簧（6）前端连着推板（7）；舱门（4）通过扭转弹簧（14）安装在门转轴（8）上，扭转弹簧（14）通过扭簧压片（13）固定在舱门（4）上，定位机构（9）内部装有锁紧轴（10）与弹簧，左边装有定位压紧片（11），定位压紧片（11）与舱门（4）接触面上有内孔，左侧装有新型凸轮机构（12），通过螺钉连接固定在舱门（4）上。
2.如权利要求1所述的控制皮卫星分离运动的分离机构装置，其特征在于：所述的新型凸轮机构（12），采用上下两面平整，中间过渡圆弧设计，使得它给予卫星星体表面始终有水平方向的正压力与竖直方向的摩擦力作用，使得皮卫星不被抬高，防止被卡死；当舱门（4）打开135°时，新型凸轮机构（12）的表面低于卫星星体表面，作用力消失，皮卫星被弹出离机构框架（1），顺利实现分离。
3.如权利要求1所述的一种控制皮卫星分离运动的分离机构结构装置，其特征在于所采用的圆锥螺旋弹簧（6）的弹力作为皮卫星的推力，采用压缩圆锥弹簧，圆锥弹簧具有较大的横向稳定性，在压缩后是一个圆盘。
4.如权利要求1所述的一种控制皮卫星分离运动的分离机构结构装置，其特征在于：当皮卫星舱门（4）打开135°时，所述的定位机构（9）中的锁紧轴（10）在弹簧的作用下进入定位压紧片（11）与舱门（4）接触面上的内孔中，舱门（4）被自动锁住，防止冲出的皮卫星与舱门的碰撞。
5.一种如权利要求1所述的控制皮卫星分离运动的分离方法，其特征在于：当皮卫星进入外太空预定轨道时，火工品切断分离机构框架（1）与舱门（4）的连接钛杆，舱门（4）在扭转弹簧(14)的作用下打开，皮卫星在圆锥螺旋弹簧（6）的作用下被弹出，此时新型凸轮机构（12）给予皮卫星星体水平方向的正压力作用与竖直方向的摩擦力作用，这样既能使得皮卫星不弹出与舱门（4）发生碰撞，又能使皮卫星不与分离机构框架（1）上端碰撞，发生损伤；当舱门（4）打开时，新型凸轮机构（12）也随着舱门（4）的转动而转动，但新型凸轮机构（12）始终给予皮卫星星体相同方向的作用力，当皮卫星运载分离机构舱门（4）打开135°时，定位机构（9）中的锁紧轴（10）在弹簧的作用下进入定位压紧片（11）与舱门（4）接触面上的内孔中，将舱门（4）自动锁住，同时新型凸轮机构（12）的表面低于星体表面，作用力消失，皮卫星星体被推板（7）在圆锥螺旋弹簧（6）的作用下弹出分离机构框架（1），避免了与舱门的碰撞，此时推板（7）与左挡块（2）、右挡块（3）碰撞，装在挡块上的触点开关将信号传回地面。
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