CN104505658B - 一种复合型可分离微小型供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型可分离微小型供电装置，包括行程开关通路组件和供电连接通路组件；其中，行程开关通路组件包括上基座、下盖板、上静触头、动触头、下基座、下静触头、动作弹簧、复位弹簧、固定片、定位杆、弹簧架和按键；用于带动定位杆运动的复位弹簧位于下基座的沉孔中，定位杆位于复位弹簧上，其上部两侧设有固定片，动作弹簧两端与固定片和弹簧架连接，两个动作弹簧对称压缩安装，呈正八字型，通过定位杆的上下运动进而带动动触头的上下运动；按键位于定位杆的顶端，按键压紧固定片，使固定片不能随意转动。本发明同时具备供电、弹射以及行程切换三重功能，具有质量轻、尺寸小、强度高、耐高低温以及接触电阻小等特点。

Description

一种复合型可分离微小型供电装置
技术领域
本发明涉及一种复合型可分离微小型供电装置，属于微型电连接器技术领域。
背景技术
随着近几年卫星技术的发展，微纳技术和微电子机械系统技术的推动，卫星小型化成为了卫星发展的一个重要方向，相较于传统大卫星具有技术性能高、发射灵活等诸多优点。
微小卫星的发射通常采用一箭多星的发射方式，当主卫星进入运行轨道后，微小卫星与主卫星的分离是采用弹射的方式脱离出去的，进入预定轨道。通常，子、母卫星的弹射分离先后经历两个过程：电连接分离和机械分离，电连接分离依靠电连接器分离装置，机械分离依靠机械式分离装置。
微小卫星的弹射装置是实现子母卫星分离的关键装置，决定微小卫星的供电状态和分离姿态。为了同时兼顾微小卫星的供电需求和弹射要求，并实现微小卫星分离装置的微型化，需设计一种复合型可分离微小型供电装置，不仅可以为微小卫星控制系统提供源源不断的电能，也可以使微小卫星在一定的机械弹射力作用下与主卫星实现分离，进入预定轨道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为克服现有技术不足，提供一种复合型可分离微小型供电装置，一方面实现从主卫星向微小卫星提供一定的供电电流，另一方面实现微小卫星在一定机械弹射力作用下与主卫星分离，进入预定轨道。
本发明的技术解决方案是：一种复合型可分离微小型供电装置，包括行程开关通路组件和供电连接通路组件；
其中，行程开关通路组件包括上基座、下盖板、上静触头、动触头、下基座、下静触头、动作弹簧、复位弹簧、固定片、定位杆、弹簧架和按键；上基座上有两个对称分布的导电柱安装孔，用于安装导电柱，上基座四周分布有四个安装孔；与上基座相连的下盖板上有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头及导电针，下盖板中间部位开设有船型凹槽，下盖板中间部位穿过船型凹槽开设有一个圆形通孔，其中设置有定位杆，船型凹槽两侧对称分布两个导向套安装孔，用于安装导向套，下盖板四周分布有四个螺纹沉头孔；位于下盖板上部两侧的上静触头的上表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面为外螺纹结构；位于上静触头下侧与其相配合的动触头的上下两端面均为弧面，动触头弹通过簧架固定连接；位于下盖板下部并与下盖板连接的下基座上设有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头及导电针；位于动触头下部并与其配合的下静触头的下表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面是外螺纹结构；用于带动定位杆运动的复位弹簧位于下基座的沉孔中，定位杆位于复位弹簧上，其上部两侧设有固定片，动作弹簧两端与固定片和弹簧架连接，两个动作弹簧对称压缩安装，呈正八字型，通过定位杆的上下运动进而带动动触头的上下运动；按键位于定位杆的顶端，按键压紧固定片，使固定片不能随意转动；
供电连接通路组件包括导电柱、导向套、导电针、导电弹簧、弹簧座；导电柱的上表面开有一字槽结构，可焊接导线；导向套为阶梯轴结构，中间部位是圆形通孔；导电针为阶梯轴结构，中间圆盘外径较大，上下部分的轴外径小；导电弹簧位于导电针下部，其第一圈和最后一圈磨平；弹簧座为圆柱形结构，外圆一侧开有直槽，可焊接导线，中间部分是螺纹通孔。
定位杆与复位弹簧通过定位杆上的弹簧固定轴套入复位弹簧，使弹簧架与下基座的船型凹槽两侧面不接触，使动触头下弧面与下静触头的上表面可以接触。
下盖板与下基座通过下盖板的中间孔对准按键，使按键能沿着下盖板的中间孔自由上下移动。
上基座与微小卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定，下基座与主卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定。
上静触头、动触头、下静触头、导电柱、导电针以及弹簧座均在表面进行镀金。
弹簧座下表面与下基座的导电针安装孔底面重合，并通过紧固件进行固定，通过高温固化胶将弹簧座和下基座固封为一体。
上基座的下表面与下盖板的上表面之间的间隙为1mm，按键和导电弹簧向下移动最长距离为3mm。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明同时具备供电、弹射以及行程切换三重功能，具有质量轻、尺寸小、强度高、耐高低温以及接触电阻小等特点；
(2)本发明设计的行程开关通路部分，采用动作弹簧和复位弹簧配合运动的方式，动触头切换速度快，且动作弹簧的刚度、复位弹簧的刚度以及静触头与动触头之间的间距可以根据不同场合而进行具体设计，能有效的防止触头发生熔焊或持续电弧，且行程开关切换速度快，具有机械寿命和电寿命长等优点。
(3)本发明设计的供电连接通路部分，采用导电针和导电弹簧作为核心结构元件，能同时兼顾承载供电电流和提供机械弹射力，实现供电和弹射功能的复合，且可以根据具体的供电电流大小和弹射力大小对导电针和导电弹簧的结构参数进行调整。
附图说明
图1为本发明的整体外形及导线分布图；
图2为本发明的行程开关通路结构图；
图3为本发明的供电连接通路结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
一种复合型可分离微小型供电装置，包括行程开关通路组件和供电连接通路组件；
其中，行程开关通路组件包括上基座1、下盖板2、上静触头3、动触头4、下基座5、下静触头6、动作弹簧7、复位弹簧8、固定片9、定位杆10、弹簧架11和按键12；上基座1上有两个对称分布的导电柱安装孔，用于安装导电柱13，上基座1四周分布有四个安装孔；与上基座1相连的下盖板2上有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头3及导电针15，下盖板2中间部位开设有船型凹槽，下盖板2中间部位穿过船型凹槽开设有一个圆形通孔，其中设置有定位杆10，船型凹槽两侧对称分布两个导向套安装孔，用于安装导向套14，下盖板2四周分布有四个螺纹沉头孔；位于下盖板2上部两侧的上静触头3的上表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面为外螺纹结构；位于上静触头3下侧与其相配合的动触头4的上下两端面均为弧面，动触头4弹通过簧架11固定连接；位于下盖板2下部并与下盖板2连接的下基座5上设有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头3及导电针15；位于动触头4下部并与其配合的下静触头6的下表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面是外螺纹结构；用于带动定位杆运动的复位弹簧8位于下基座5的沉孔中，定位杆10位于复位弹簧8上，其上部两侧设有固定片9，动作弹簧7两端与固定片9和弹簧架11连接，两个动作弹簧7对称压缩安装，呈正八字型，通过定位杆10的上下运动进而带动动触头4的上下运动；按键12位于定位杆10的顶端，按键12压紧固定片9，使固定片9不能随意转动；
供电连接通路组件包括导电柱13、导向套14、导电针15、导电弹簧16、弹簧座17；导电柱13的上表面开有一字槽结构，可焊接导线；导向套14为阶梯轴结构，中间部位是圆形通孔；导电针15为阶梯轴结构，中间圆盘外径较大，上下部分的轴外径小；导电弹簧16位于导电针15下部，其第一圈和最后一圈磨平；弹簧座17为圆柱形结构，外圆一侧开有直槽，可焊接导线，中间部分是螺纹通孔。
定位杆10与复位弹簧8通过定位杆10上的弹簧固定轴套入复位弹簧8，使弹簧架11与下基座5的船型凹槽两侧面不接触，使动触头4下弧面与下静触头6的上表面可以接触。
下盖板2与下基座5通过下盖板2的中间孔对准按键12，使按键12能沿着下盖板2的中间孔自由上下移动。
上基座1与微小卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定，下基座5与主卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定。
上静触头3、动触头4、下静触头6、导电柱13、导电针15以及弹簧座17均在表面进行镀金。
弹簧座17下表面与下基座5的导电针安装孔底面重合，并通过紧固件18进行固定，通过高温固化胶将弹簧座(17)和下基座5固封为一体。
上基座1的下表面与下盖板2的上表面之间的间隙为1mm，按键12和导电弹簧16向下移动最长距离为3mm。
本发明的工作过程为：
将本发明设计的复合型可分离微小型供电装置根据主卫星和微小卫星的相对位置进行安装固定后，上基座1的下表面与下盖板2的上表面之间的间隙为1mm，按键12和导电针15向下移动2.5mm，导线Ⅰ和导线Ⅷ接入微小卫星内部电路系统中，导线Ⅲ和导线Ⅴ接入主卫星的供电系统，此时供电连接通路中在导电弹簧16被压缩2.5mm后产生的弹簧力F导＝2N，使得导电柱13与导电针15构成闭合触点，主卫星内供电电流经由导线Ⅲ、弹簧座17、导电弹簧16、导电针15、导电柱13、导线Ⅰ、导线Ⅷ、导线Ⅴ，进入微小卫星内部电路系统构成供电回路，实现微小卫星的供电需要；导线Ⅱ和导线Ⅶ、导线Ⅳ和导线Ⅵ分别接入主卫星的内部电路系统中，此时行程开关通路中按键向下移动2.5mm，复位弹簧8被压缩2.5mm，固定片9也向下移动2.5mm，使得一对动作弹簧7的相对位置由正八字型变成倒八字型，弹簧架11位于固定片9上方，由于动作弹簧7固定在固定片9和弹簧架11之间始终处于压缩状态，在动作弹簧7的弹簧力作用下，动触点4与上静触头3构成闭合触点，主卫星的内部电路系统的电流经由导线Ⅱ、上静触头3、动触点4、弹簧架11以及导线Ⅶ构成回路。
在主卫星进入运行轨道后，微小卫星在动作弹簧7与复位弹簧8的合力F行(F行＝F复+F动＝1N)以及两个导电弹簧16的弹簧力F导(F导＝2N)的综合弹射力F(F＝2F导+F行＝5N)作用下与主卫星实现分离，此时复位弹簧8的回复力将定位杆10、固定片9以及按键12向上推，一对动作弹簧7的相对位置由倒八字型变成正八字型，弹簧架11运动到固定片9的下方，在动作弹簧7的弹簧力作用下，动触点4向下运动，越过临界点，与下静触头6构成闭合触点，主卫星的内部电路系统的电流经由导线Ⅳ、下静触头6、动触点4、弹簧架11以及导线Ⅵ构成回路，实现行程开关电路的切换；微小卫星分离时，导电针15在导电弹簧16的弹簧力作用下，将微小卫星弹射出去，导电针15与导电柱13的触点分开，由主卫星供给微小卫星的供电电流回路断开，实现卫星系统之间电连接的分离。
本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，包括行程开关通路组件和供电连接通路组件；
其中，行程开关通路组件包括上基座(1)、下盖板(2)、上静触头(3)、动触头(4)、下基座(5)、下静触头(6)、动作弹簧(7)、复位弹簧(8)、固定片(9)、定位杆(10)、弹簧架(11)和按键(12)；上基座(1)上有两个对称分布的导电柱安装孔，用于安装导电柱(13)，上基座(1)四周分布有四个安装孔；与上基座(1)相连的下盖板(2)上有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头(3)及导电针(15)，下盖板(2)中间部位开设有船型凹槽，下盖板(2)中间部位穿过船型凹槽开设有一个圆形通孔，其中设置有定位杆(10)，船型凹槽两侧对称分布两个导向套安装孔，用于安装导向套(14)，下盖板(2)四周分布有四个螺纹沉头孔；位于下盖板(2)上部两侧的上静触头(3)的上表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面为外螺纹结构；位于上静触头(3)下侧与其相配合的动触头(4)的上下两端面均为弧面，动触头(4)与弹簧架(11)固定连接；位于下盖板(2)下部并与下盖板(2)连接的下基座(5)上设有两个对称分布的静触头安装孔和两个导电针安装孔，用于安装上静触头(3)及导电针(15)；位于动触头(4)下部并与其配合的下静触头(6)的下表面开有可焊接导线的十字槽结构，外圆端面是外螺纹结构；用于带动定位杆运动的复位弹簧(8)位于下基座5的沉孔中，定位杆(10)位于复位弹簧(8)上，其上部两侧设有固定片(9)，动作弹簧(7)两端与固定片(9)和弹簧架(11)连接，两个动作弹簧(7)对称压缩安装，呈正八字型，通过定位杆(10)的上下运动进而带动动触头(4)的上下运动；按键(12)位于定位杆(10)的顶端，按键(12)压紧固定片(9)，使固定片(9)不能随意转动；
供电连接通路组件包括导电柱(13)、导向套(14)、导电针(15)、导电弹簧(16)、弹簧座(17)；导电柱(13)的上表面开有一字槽结构，用于焊接导线；导向套(14)为阶梯轴结构，中间部位是圆形通孔；导电针(15)为阶梯轴结构，中间圆盘外径较大，上下部分的外径较小；导电弹簧(16)位于导电针(15)下部，其第一圈和最后一圈磨平；弹簧座(17)为圆柱形结构，外圆一侧开有直槽，用于焊接导线，中间部分是螺纹通孔。
2.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，定位杆(10)与复位弹簧(8)通过定位杆(10)上的弹簧固定轴套入复位弹簧(8)，使弹簧架(11)与下基座(5)的船型凹槽两侧面不接触，使动触头(4)下弧面与下静触头(6)的上表面能够接触。
3.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，下盖板(2)与下基座(5)通过下盖板(2)的中间孔对准按键(12)，使按键(12)能沿着下盖板(2)的中间孔自由上下移动。
4.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，上基座(1)与微小卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定，下基座(5)与主卫星通过四个安装孔连接，并通过四个紧固件进行固定。
5.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，上静触头(3)、动触头(4)、下静触头(6)、导电柱(13)、导电针(15)以及弹簧座(17)均在表面进行镀金。
6.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，弹簧座(17)下表面与下基座(5)的导电针安装孔底面重合，并通过紧固件(18)进行固定，通过高温固化胶将弹簧座(17)和下基座(5)固封为一体。
7.如权利要求1所述的一种复合型可分离微小型供电装置，其特征在于，上基座(1)的下表面与下盖板(2)的上表面之间的间隙为1mm，按键(12)和导电弹簧(16)向下移动最长距离为3mm。
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