CN104527997A - 一种用于连接和解锁卫星的同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连接和解锁卫星的同步装置，包括固定安装在卫星两侧的一对销槽，以及通过同步驱动机构安装在卫星分离部件上且与该对销槽分别配合的一对活动锁销，所述同步驱动机构包括：底座，固定在卫星分离部件上；支撑杆，一端铰接在底座上；直推杆，一端与支撑杆的自由端铰接；横推杆，中部与直推杆的自由端铰接；一对联动机构，对称布置在直推杆两侧，对应连接所述活动锁销和横推杆的两端，用于将横推杆的水平推力同时传送至所述一对活动锁销驱动该对活动锁销同时脱离对应的销槽。本发明通过纯机械结构来连接分离卫星，结构简单，安装方便，工作稳定，特别适合在地面上代替火工品进行卫星分离试验，从而大大降低试验成本。

Description

一种用于连接和解锁卫星的同步装置

技术领域

本发明涉及航空飞行器连接分离技术，特别涉及一种用于连接和解锁卫星的同步装置。

背景技术

随着微小卫星及航天技术的发展，迫切需要研制体积小、质量轻、低冲击甚至是无冲击的新型连接分离装置，以适应日益发展的微卫星(皮卫星、纳卫星)以及小型运载火箭的应用需求。目前，国内火工分离技术的应用仍然十分广泛，导弹和运载火箭的级间分离、头体分离和星箭分离上都大量采用了火工品。国外尤其是航天技术先进的欧美国家已经开展了无火工品的分离装置研究，并得到了初步的应用。根据兰利研究中心的调查报告，美国和欧洲航天局已经有多种非火工分离装置用于代替火工分离技术。

与传统的火工分离装置不同，非火工分离装置具有可重复使用的特性，因此装置被允许进行充分的飞行环境测试和全功能检验。与火工装置相比，非火工装置的主要优点包括：

a)显著降低了释放时的冲击，由火工品的3000～20000g降低为300～3000g，改善了卫星等航天器的冲击环境；b)去掉了火工品起爆器的防电磁干扰、静电等措施，减轻了点火系统的负担；c)消除了火药的安全防护问题，避免了火药在制造、运输、贮存等一系列过程中的安全措施；d)不存在火药燃烧或爆炸时产生的有害气体或碎离，不污染环境；e)可以多次使用，便于进行试验验证，易于保证释放装置的可靠性。

目前非火工分离驱动装置包括：电驱卷轴装置、热切割装置、聚合物驱动装置以及形状记忆合金装置等。公开号为CN 103253384 A的专利文献公开了一种主要应用于航天器上的基于形状记忆合金弹簧的低冲击解锁装置，包括分瓣螺母、大活塞弹簧、顶杆、顶杆弹簧、大活塞、小活塞弹簧、小活塞、小球、记忆合金弹簧、外壳，其中：所述外壳内设置有第一活塞腔、第二活塞腔、隔板，所述第一活塞腔与第二活塞腔之间通过所述隔板上的通孔连通；第二活塞腔内设置有所述小活塞弹簧、小活塞、作为作动器的记忆合金弹簧，所述小活塞的两端分别通过所述小活塞弹簧、记忆合金弹簧连接所述第二活塞腔的腔壁；所述第一活塞腔内设置有所述分瓣螺母、大活塞弹簧、顶杆、顶杆弹簧、大活塞，所述大活塞通过所述大活塞弹簧连接所述第一活塞腔的腔壁，所述大活塞设置有安装槽，所述安装槽内由槽底向槽口方向设置有依次连接的顶杆弹簧、顶杆、分瓣螺母；作为所述大活塞与小活塞之间关联部件的所述小球位于所述通孔内，所述大活塞上设置有第一半球形槽，所述小活塞上设置有第二半球形槽，所述第一半球形槽与第二半球形槽相对设置且均与所述小球相匹配；所述安装槽与分瓣螺母之间几何配合以实现分瓣螺母的约束释放。

上述解锁装置虽然可以减少火工品的使用，但是结构复杂，制造和安装困难，且工作稳定性也很难保证。

发明内容

本发明公开了一种用于连接和解锁卫星的同步装置，结构简单，运行可靠，可以有效降低地面卫星分离试验的成本。

一种用于连接和解锁卫星的同步装置，包括固定安装在卫星两侧的一对销槽，以及通过同步驱动机构安装在卫星分离部件上且与该对销槽分别配合的一对活动锁销，所述同步驱动机构包括：

底座，固定在卫星分离部件上；

支撑杆，一端铰接在底座上；

直推杆，一端与支撑杆的自由端铰接；

横推杆，中部与直推杆的自由端铰接；

一对联动机构，对称布置在直推杆两侧，对应连接所述活动锁销和横推杆的两端，用于将横推杆的水平推力同时传送至所述一对活动锁销驱动该对活动锁销同时脱离对应的销槽；

各联动机构包括：

滑套，铰接在横推杆的对应端；

曲柄，包括与底座铰接的铰接部，以及自铰接部向外延伸的驱动杆和联动杆，所述驱动杆的自由端穿设在所述滑套内；

连杆，一端与联动杆的自由端铰接，另一端与对应的活动锁销的外端铰接。

本发明安装时，两个销槽分别固定安装在卫星两侧，底座与卫星分离部件固定连接，卫星底部安装有弹簧，卫星压入卫星分离部件，活动锁销插入对应的销槽内，在弹簧力作用下，活动锁销与销槽抵紧，卫星被固定在卫星分离部件上。需要分离解锁时，摆动支撑杆，驱动直推杆带动横推杆平移，使两端的滑套沿着对应的驱动杆滑动，带动两驱动杆转动，从而使两联动杆同时转动，进而带动两连杆运动，两连杆带动两活动锁销同时从对应的销槽中抽出，此时，卫星与卫星分离部件的约束解除，在底部弹簧的推动下弹出，实现卫星的解锁分离。

为了使活动锁销抽出时，作用在卫星上的合力较小，优选的，所述对活动锁销的活动轨迹的延长线位于同一直线上。在两活动锁销的运动方向上，施加给卫星的力可以部分相互抵消，从而减小对卫星运动的影响。

为了方便制造和安装，优选的，所述底座上固定有两个用于安装曲柄的支撑座，各支撑座的顶部与对应曲柄的铰接部连接。

为了便于推动支撑杆，优选的，所述支撑杆远离底座的一端固定有拉杆。可以通过拉动拉杆来驱动支撑杆摆动。

为了使施加在支撑杆上的力可以稳定并可靠地传递到活动锁销，优选的，所述对联动机构的驱动杆的延长线相交，形成55°～65°的夹角。该角度过小时，横推杆需要有较大的行程才能推动驱动杆完成所需的行程变化，该角度过大时，横推杆需要有较大力才能推动驱动杆，经试验测试，该夹角控制在55°～65°可以得到适宜的行程和推力的传递，使各部件稳定传递动力，保证有效解锁。

优选的，同一联动机构的驱动杆和联动杆以铰接部为中心形成160°～170°的夹角。

本发明的有益效果：

本发明的用于连接和解锁卫星的同步装置，通过纯机械结构来连接分离卫星，结构简单，安装方便，工作稳定，特别适合在地面上代替火工品进行卫星分离试验，从而大大降低试验成本。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明安装在卫星上的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例的用于连接和解锁卫星的同步装置，包括固定安装在卫星1两侧的一对销槽2，以及通过同步驱动机构3安装在卫星分离部件11上且与该对销槽2分别配合的一对活动锁销4。

同步驱动机构3包括：固定在卫星分离部件上的底座5，一端铰接在底座5上的支撑杆6，一端与支撑杆6的自由端铰接的直推杆7，中部与直推杆7的自由端铰接的横推杆8，以及对称布置在直推杆7两侧的一对联动机构9；各联动机构9对应连接活动锁销4和横推杆8一端，用于将横推杆8的水平推力同时传送至两活动锁销4驱动该对活动锁销4同时脱离对应的销槽2本，实施例中，底座5为板结构，且设有若干块，分别与各部件连接。

各联动机构9包括：滑套91，铰接在横推杆7的对应端；曲柄92，包括与底座铰接的铰接部921，以及自铰接部向外延伸的驱动杆922和联动杆923，驱动杆921的自由端穿设在滑套91内；连杆94，一端与联动杆923的自由端铰接，另一端与对应的活动锁销4的外端铰接。

为了使活动锁销抽出时，作用在卫星上的合力较小，本实施例中，两活动锁销4的活动轨迹的延长线位于同一直线上。在两活动锁销的运动方向上，施加给卫星的力可以部分相互抵消，从而减小对卫星运动的影响。

为了方便制造和安装，本实施例中，底座5上固定有两个用于安装曲柄92的支撑座51，各支撑座51的顶部与对应曲柄92的铰接部921连接。

为了便于推动支撑杆，本实施例中，支撑杆6远离底座的一端固定有拉杆61。可以通过拉动拉杆来驱动支撑杆摆动。

为了使施加在支撑杆上的力可以稳定并可靠地传递到活动锁销，本实施例中，两驱动杆922的延长线相交，形成55°～65°的夹角，即两驱动杆922的夹角变化在55°～65°范围内，同一联动机构9的驱动杆922和联动杆923以铰接部921为中心形成165°的夹角。

本实施例安装时，两个销槽2分别固定安装在卫星1两侧，底座5与卫星分离部件11固定连接，卫星1底部安装有弹簧(图中未画出)，卫星1压入卫星分离部件11，活动锁销4插入对应的销槽2内，在弹簧力作用下，活动锁销4与销槽2抵紧，卫星1被固定在卫星分离部件11上。需要分离解锁时，通过拉杆61摆动支撑杆6，驱动直推杆7带动横推杆8平移，使两端的滑套91沿着对应的驱动杆922滑动，带动两驱动杆922转动，从而使两联动杆923同时转动，进而带动两连杆94运动，两连杆94带动两活动锁销4同时从对应的销槽2中抽出，此时，卫星1与卫星分离部件11的约束解除，在底部弹簧的推动下弹出，实现卫星1的解锁。

综上所述，本实施例的用于连接和解锁卫星的同步装置，通过纯机械结构来连接分离卫星，结构简单，安装方便，工作稳定，特别适合在地面上代替火工品进行卫星分离试验，从而大大降低试验成本。

Claims (6)

1.一种用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，包括固定安装在卫星两侧的一对销槽，以及通过同步驱动机构安装在卫星分离部件上且与该对销槽分别配合的一对活动锁销，所述同步驱动机构包括：

底座，固定在卫星分离部件上；

支撑杆，一端铰接在底座上；

直推杆，一端与支撑杆的自由端铰接；

横推杆，中部与直推杆的自由端铰接；

一对联动机构，对称布置在直推杆两侧，对应连接所述活动锁销和横推杆的两端，用于将横推杆的水平推力同时传送至所述一对活动锁销驱动该对活动锁销同时脱离对应的销槽；

各联动机构包括：

滑套，铰接在横推杆的对应端；

曲柄，包括与底座铰接的铰接部，以及自铰接部向外延伸的驱动杆和联动杆，所述驱动杆的自由端穿设在所述滑套内；

连杆，一端与联动杆的自由端铰接，另一端与对应的活动锁销的外端铰接。

2.如权利要求1所述的用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，所述对活动锁销的活动轨迹的延长线位于同一直线上。

3.如权利要求1所述的用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，所述底座上固定有两个用于安装曲柄的支撑座，各支撑座的顶部与对应曲柄的铰接部连接。

4.如权利要求1所述的用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，所述支撑杆远离底座的一端固定有拉杆。

5.如权利要求1所述的用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，所述对联动机构的驱动杆的延长线相交，形成55°～65°的夹角。

6.如权利要求1所述的用于连接和解锁卫星的同步装置，其特征在于，同一联动机构的驱动杆和联动杆以铰接部为中心形成160°～170°的夹角。