CN102938493B - 一种航天器大口径天线卸载机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卸载航天器大口径天线在发射过程中对驱动轴系产生的冲击过载的机构，包括：天线[1]通过支撑杆[3]固定在航天器安装面上，通过爆炸螺栓[3]实现天线[1]的轴向固定。天线[1]轴形部分底部的锥面和轴系[6]的锥形部位能够形成锥面配合。天线[1]的轴形部分开有一径向孔，内部安装有压缩弹簧[4]和楔形装置[5]。天线[1]与驱动系统[6]之间有压缩波纹管[7]；支撑杆[3]底部具有承力装置并具有铰链功能。本发明解决了航天器在发射过程中因天线加速度过载导致扫描轴系精度及可靠性降低的问题，取得了在发射过程中大口径天线与扫描轴系分离；发射成功后，该机构能够使大口径天线与扫描轴系重新固联的有益效果。

Description

一种航天器大口径天线卸载机构

技术领域

本发明涉及航天器天线技术领域，具体涉及一种航天器大口径天线发射过程中使用的大口径天线卸载机构。

背景技术

航天器大型天线的口径通常较大。为获得良好的面形精度和物理性能，天线材料常采用碳化硅、微晶玻璃、零膨胀玻璃等。因此，大口径天线的质量往往高达数百千克。航天器在发射过程中，加速度常常达到重力加速度的数十倍。因此，对于安装大口径天线的航天器轴系，其轴承除承受轴系本身的加速度过载外，还必须承受大口径天线数十倍重力的过载。为保证轴系精度和航天器的寿命，增加可靠性，人们常常需要采用在发射阶段使天线与轴系分离，发射成功之后又使天线与轴系连接的天线卸载机构。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明所要解决的问题是航天器在发射过程中因过载导致轴系精度，及可靠性降低的问题，本发明提供了一种大口径天线卸载机构，该机构由天线、支撑杆、爆炸螺栓、波纹管、轴系、扭簧、承力块、压缩弹簧、楔形装置、火工销组成，大口径天线上设计有多个等角度分布的向四周伸出的爆炸螺栓安装台。通过安装在安装台上的爆炸螺栓使天线与支撑杆连接，支撑杆的下端通过火工销的固定，从而实现天线的轴向固定；天线轴形部底部的锥面与轴系的锥形部位锥面配合连接；支撑杆底部采用铰链形式固定在承力块上，并安装扭转动力的扭簧；天线的轴形部开有一径向孔，内部安装有压缩弹簧和楔形装置。

采用本发明有效的克服了在发射过程中，卸载掉大口径天线施加在轴系上因加速度产生的过载，保护轴承和轴系精度。同时，该装置能够保证大口径天线发射后的位置精度，特别适用于对天线口径及精度要求较高的场合。

附图说明

图1是实现本发明的机械原理图；

图2是本发明中天线轴向锁紧示意图；

图3是本发明中的一个不限定特例；

图4是本发明中支撑杆的结构组成图；

图5是支撑杆的结构图；

图6是承力块的结构图；

图中：1、天线2，爆炸螺栓3、支撑杆4、压缩弹簧5、楔形装置6、轴系7、波纹管8、航天器9、扭簧10、底座11、承力块12、火工销

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1是实现本发明的机械原理图，如图1所示：大口径天线上设计有多个等角度分布的向四周伸出的爆炸螺栓安装台。通过安装在安装台上的爆炸螺栓使天线与支撑杆连接，支撑杆的下端通过火工销的固定，从而实现天线的轴向固定天线轴形部底部的锥面与轴系的锥形部位锥面配合连接；支撑杆底部采用铰链形式固定在承力块上，并安装扭转动力的扭簧；天线的

轴形部开有一径向孔，内部安装有压缩弹簧和楔形装置。

本发明的工作原理是在发射过程中，天线1被波纹管7托起，避免与轴系6接触；大口径天线1通过支撑杆3固定在航天器8上并用爆炸螺栓2锁紧，实现天线1的轴向固定。支撑杆3底部采用铰链形式安装在承力块11上，支撑杆3的转动由扭簧9提供扭力。支撑杆3的转动方向的固定通过安装在承力块11上的火工销12实现。承力块11上设计有承力面，能够承受大部分的载荷。爆炸螺栓2解锁后，扭簧9可以使支撑杆3翻转到航天器8上的特定位置。在发射过程中，波纹管7处于深度压缩状态。天线1的轴形部分有一径向孔，内部安装有楔形装置5和压缩弹簧4。发射过程中，楔形装置5压缩在天线1轴形部分内部。航天器8入轨后，爆炸螺栓2解锁天线1，支撑杆3解锁并在扭簧9作用下旋转到特定位置。波纹管7继续伸长，楔形装置5在压缩弹簧4的作用下弹出，锁死天线1轴向上的移动。楔形装置5底部具有较大的摩擦系数，能够对轴向力产生摩擦自锁。由于天线1轴形部分底部的锥面和轴系6的锥形部位形成锥面配合，进而实现天线1与轴系6固联。

在航天器8入轨后，该卸载方案的重新实现天线1与轴系6固联的时序为：天线1压紧点爆炸螺栓2起爆——天线1解锁——支撑杆3翻转到特定位置——波纹管7伸长——楔形装置5弹出——天线1与轴系6固联。

图2是天线轴向锁紧的示意图。

天线1的轴形部分有一径向孔，内部安装有楔形装置5和压缩弹簧4。发射过程中，楔形装置5压缩在天线1轴形部分内部。航天器8入轨后，天线1在波纹管7的推动下滑动，楔形装置5在压缩弹簧4的作用下弹出，锁死天线1轴向上的移动。楔形装置5底部具有较大的摩擦系数，能够对轴向力产生摩擦自锁。由于天线1轴形部分底部的锥面和轴系6的锥形部位形成锥面配合，进而实现天线1与轴系6固联。

图3是实现本发明的一个优选实施例。

航天器8发射定位成功后，爆炸螺栓2起爆，解锁天线1；此时，支撑杆3在扭簧9的作用下翻转到特定位置；大口径天线1在波纹管7的作用下向上抬升。当天线1抬升到一定的高度后，天线1轴形部分放入锥形底部与轴系6的锥形面接触；楔形装置5在压缩弹簧4的作用下弹出，锁死天线1在轴线方向上的运动，进而实现大口径天线1与轴系6的固联。

图4是支撑杆的一个优选实施例。

支撑杆3底部采用铰链形式安装在承力块11上，支撑杆3的转动由扭簧9提供扭力。支撑杆3的转动方向的固定通过安装在承力块上的火工销12实现。承力块11上设计有承力面，能够承受大部分的载荷。

Claims (3)

1.一种航天器大口径天线卸载机构，其特征在于，该机构包括：天线[1]，爆炸螺栓[2]、支撑杆[3]、压缩弹簧[4]、楔形装置[5]、轴系[6]、波纹管、航天器[8]、扭簧[9]、底座[10]、承力块[11]、火工销[12]，所述天线[1]为大口径天线，通过支撑杆[3]固定在航天器[8]上并用爆炸螺栓[2]锁紧，在天线[1]上设有多个等角度分布的向四周伸出的爆炸螺栓[2]安装台，通过安装在安装台上的爆炸螺栓使天线[1]与支撑杆[3]连接，支撑杆[3]的下端通过火工销[12]固定，从而实现天线的轴向固定；波纹管[7]一端与轴系[6]通过紧固件连接，另一端与天线轴形部接触，避免天线与轴系[6]接触；天线[1]轴形部底部的锥面与轴系[6]的锥形部位锥面配合连接；支撑杆[3]底部采用铰链形式固定在承力块[11]上，并安装扭转动力的扭簧[9]；天线[1]的轴形部开有一径向孔，内部安装有压缩弹簧[4]和楔形装置[5]。

2.依据权利要求1所述的航天器大口径天线卸载机构，其特征在于：波纹管[7]在发射过程中深度压缩，支撑杆[3]通过火工销[12]与承力块[11]固定。

3.依据权利要求1所述的航天器大口径天线卸载机构，其特征在于：航天器入轨后，天线[1]轴形部分底部的锥面和轴系[6]的锥形部位形成锥面配合，支撑杆[3]在爆炸螺栓[2]、火工销[12]解锁后，转到相应位置并固定在航天器[8]上。