CN104859870B - 一种一体化设计的星箭分离机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一体化设计的星箭分离结构，包括：卫星端分离座，连接卫星底板；运载端分离座，与运载工具连接；分离弹簧，容纳在运载端分离座的内部空间中，在卫星端分离座和运载端分离座之间提供弹力；火工分离螺母，火工分离螺母的连接螺杆穿过运载端分离座和分离弹簧二者的内部与卫星端分离座连接，火工分离螺母的螺母本体与运载端分离座连接。本发明将星箭连接机构、星箭分离机构、星箭分离信号采集机构全部集成化一个结构中，弹簧容纳在分离座内部，火工螺母的螺杆穿过分离座和分离弹簧，本发明使用简化紧凑设计大大减少了空间占用。比现有分离机构都更简单、更小。
Description
技术领域
本发明涉及航天设备领域，具体地，涉及一种一体化设计的星箭分离机构。
背景技术
目前卫星与火箭的机械接口有爆炸螺栓连接型或包带连接型两种连接形式。爆炸螺栓连接型的分离机构由分离弹簧及爆炸螺栓组成，爆炸螺栓解锁后，卫星和分配器在分离弹簧的推动下实现分离。但是该种分离机构爆炸螺栓和分离弹簧是分开设计与安装在卫星上的，体积庞大，而且安装复杂，无法满足快速安装的要求。包带连接型分离机构由包带、无污染爆炸螺栓、V型夹块等元件组成，该种分离机构安装复杂，占用星箭对接面的空间大，在包带锁紧装置安装时需要对每条包带同时施加预紧力，并使用专用应变仪测量预紧力，安装过程复杂且费时。并且现有的包带连接型分离机构定型产品规格较大，无法满足微小型卫星的选用。
因此，提出一种将连接分离机构以及分离开关集成并小型化的新型星箭分离机构成为现在的迫切需求。
发明内容
本发明解决的技术问题为：解决现有包带连接型以及爆炸螺栓连接型星箭分离结构安装复杂费时、接口复杂的技术问题。
本发明解决的技术方案为：一种一体化设计的星箭分离机构，包括：卫星端分离座，连接卫星底板；运载端分离座，与运载工具连接；分离弹簧，容纳在运载端分离座的内部空间中，在卫星端分离座和运载端分离座之间提供弹力；火工分离螺母，火工分离螺母的连接螺杆穿过运载端分离座和分离弹簧二者的内部与卫星端分离座连接，火工分离螺母的螺母本体与运载端分离座连接。
进一步地，还包括：上端盖，覆盖一体化设计的星箭分离结构的上部，与卫星端分离座连接。
进一步地，还包括：压紧缩进弹簧，上端固连锁紧螺母，下端抵接卫星端分离座；锁紧螺母连接连接螺杆。
进一步地，还包括：弹簧压点端子，设置在卫星端分离座下端。
进一步地，分离弹簧上端连接弹簧接触板，弹簧接触板在压紧状态抵接卫星端分离座。。
进一步地，弹簧压点端子与弹簧接触板接触。
进一步地，还包括：下端盖，覆盖并封闭一体化设计的星箭分离结构的下端。
进一步地，一体化设计的星箭分离机构的卫星端分离座的下端具有锥面，运载端分离座上端具有与锥面配合的斜面。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、本发明将星箭连接机构、星箭分离机构、星箭分离信号采集机构全部集成化一个结构中。弹簧容纳在分离座内部，火工螺母穿过分离座和分离弹簧，本发明使用简化紧凑的设计大大减少了空间占用。本发明比现有分离机构都更简单、更小。
2、本发明安装接口简单，便于快速安装。卫星或运载工具只需要直接连接分离座即可，不需要单设专门接口。
3、本发明可以型谱化，可以提供多种卫星承力及分离弹簧的选择配置，便于灵活选择。
附图说明
图1示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的压紧状态的侧视图；
图2示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的压紧状态的立体图；
图3示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离状态的侧视图；
图4示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离状态的立体图；
图5示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的锁紧状态的部件示意图；
图6示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离状态的部件示意图；
图7示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离螺母起爆前状态的示意图；
图8示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离螺母起爆后状态的示意图；
图9示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分解图；
图10示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的锁紧状态的剖视图；
图11示出了本发明的一体化设计的星箭分离结构的分离状态的剖视图。
具体实施方式
本发明设计一种一体化设计的星箭分离结构，适用于以分离螺母为火工连接解锁装置的星箭连接解锁任务。本发明的机构设计简单可行，安全性高，不会与火箭以及卫星发生干涉碰撞。同时该星箭分离结构与运载及卫星的结构接口简单，便于快速安装，并考虑了产品型谱化，便于多种任务选用。
参见图1至图4所示，本发明的一体化设计的星箭分离结构针对皮纳卫星等微小型卫星一般将星箭分离机构100安装在卫星底板20的正中心。星箭分离机构100一端连接卫星底板20，另一端连接运载接口30。卫星底板20与运载接口30之间的四角安装有辅助剪切支撑座40辅助支撑卫星。针对大型卫星根据卫星与运载承力路径，也可同时选用多个此星箭分离机构。图1、图2中示出了本发明在分离前处于锁紧状态，星箭分离机构100将卫星底板20与运载接口30连接在一起。图3、图4中示出了本发明的分离状态，星箭分离结构100经由火工分离螺母做动和分离弹簧推动，使卫星底板20与运载接口30分开，实现了星箭分离。
参见图5、图6、图9所示，本发明的星箭分离机构100包括上端盖1、锁紧螺母2、压紧缩进弹簧3、弹簧压点端子4、卫星端分离座5、弹簧接触板6、火工分离螺母连接螺杆7、分离弹簧8、运载端分离座9、下端盖10以及火工分离螺母的螺母本体11。
其中，在卫星一侧，上端盖1覆盖星箭分离机构的上部，与卫星端分离座5固连；卫星端分离座5连接在卫星底板20上，卫星端分离座5下端具有锥面结构，底部设有弹簧压点端子4；卫星端分离座5内部空间中容纳压紧缩进弹簧3，压紧缩进弹簧3上端固连锁紧螺母2，下端抵靠卫星端分离座5；锁紧螺母2与火工分离螺母的连接螺杆7连接。
在火箭一侧，运载端分离座9与运载端(火箭)固定连接，运载端分离座9上端具有卫星端分离座5下端的锥面配合的锥面；运载端分离座9内部空间中容纳分离弹簧8，分离弹簧8上端连接弹簧接触板6；在锁紧状态下，弹簧接触板6与卫星端分离座5抵靠相接。下端盖10覆盖封闭星箭分离机构的下端部，火工分离螺母本体11连接在下端盖10上，火工分离螺母本体11与火工分离螺母连接螺杆7连接在一起。火工分离螺母的连接螺杆7穿过运载端分离座9和分离弹簧8的内部。
参见图7、图8所示，本发明的分离部件为火工分离螺母，在锁紧状态(图7)下，火工分离螺母本体11与火工分离螺母连接螺杆7连接在一起。在分离状态(图8)，分离信号到达后，火工分离螺母做动，火工分离螺母本体11与火工分离螺母连接螺杆7分离。
参见图5、图10所示，星箭连接锁定状态时，该星箭分离机构的卫星端分离座5与运载端分离座9通过锥面配合定位，由锁紧螺母2、火工分离螺母连接螺杆7以及火工分离螺母本体11压紧在一起，压紧缩进弹簧3和分离弹簧8均处于压紧状态，由于弹簧压点端子4与弹簧接触板6处于接触状态，弹簧接触板6为电导体，弹簧压点端子4与弹簧接触板6共同形成导电通路，整星获得压紧指令。
参见图6、图11所示，星箭分离状态时，火工分离螺母做动解锁，将火工分离螺母连接螺杆7从火工分离螺母本体11上分离出来，压紧缩进弹簧3释放，将火工分离螺母连接螺杆7收入卫星端分离座5内部，以上部分随卫星飞离运载火箭。分离弹簧8释放做功，将卫星弹出后，被弹簧接触板6阻挡在运载端分离座9中，留在运载适配器上的有分离弹簧8、运载端分离座9、下端盖10及火工分离螺母本体11；上端盖1、锁紧螺母2、压紧缩进弹簧3、弹簧压点端子4及卫星端分离座5随卫星分离。由于弹簧压点端子4与弹簧接触板6分离，导电通路断路，整星获得分离指令。
Claims (7)
1.一种一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，包括：
卫星端分离座(5)，连接卫星底板(20)；
运载端分离座(9)，与运载工具连接；
分离弹簧(8)，容纳在所述运载端分离座(9)的内部空间中，在所述卫星端分离座(5)和所述运载端分离座(9)之间提供弹力；
火工分离螺母，所述火工分离螺母的连接螺杆(7)穿过所述运载端分离座(9)和所述分离弹簧(8)二者的内部与所述卫星端分离座(5)连接；所述火工分离螺母的螺母本体(11)与所述运载端分离座(9)连接；
压紧缩进弹簧(3)，上端固连锁紧螺母(2)，下端抵接所述卫星端分离座(5)；所述锁紧螺母(2)连接所述连接螺杆(7)。
2.根据权利要求1所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，还包括：上端盖(1)，覆盖所述一体化设计的星箭分离结构的上部，与所述卫星端分离座(5)连接。
3.根据权利要求1所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，还包括：弹簧压点端子(4)，设置在所述卫星端分离座(5)下端。
4.根据权利要求3所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，所述分离弹簧(8)上端连接弹簧接触板(6)，所述弹簧接触板(6)在压紧状态抵接所述卫星端分离座(5)。
5.根据权利要求4所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，所述弹簧压点端子(4)与所述弹簧接触板(6)接触。
6.根据权利要求1所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，还包括：下端盖(10)，覆盖并封闭所述一体化设计的星箭分离结构的下端。
7.根据权利要求1所述的一体化设计的星箭分离结构，其特征在于，所述一体化设计的星箭分离机构的卫星端分离座(5)的下端具有锥面，所述运载端分离座(9)上端具有与所述锥面配合的斜面。
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