CN105711861A - 航天器用单点柔性压紧释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种航天器用单点柔性压紧释放装置，包括熔断式切割器、压紧座、张力索组件、移动块以及锁紧螺母；其中，移动块与压紧座之间通过张力索组件连接；所述锁紧螺母设置在所述张力索组件上且设置在所述移动块的外侧；所述熔断式切割器设置于压紧座上，用于熔断所述张力索组件；所述压紧座用于安装在航天器本体上，移动块用于设置在航天器展开附件的阶梯孔内，从而使得移动块只有一个绕中心轴的旋转自由度。本发明能够有效地将展开附件压紧于压紧座上，且压紧力可调；本发明中设置有熔断式切割器，实现热切割，从而释放过程低冲击、无污染。

Description

航天器用单点柔性压紧释放装置

技术领域

本发明涉及压紧释放装置，具体地，涉及航天器用单点柔性压紧释放装置。

背景技术

目前，国内普遍采用的压紧杆/火工切割器式的压紧释放机构，其工作原理是直接利用火工装置爆炸产生的推力推动切割器中的切刀，使其在高速状态下把压紧杆切断。

此类压紧释放机构具有以下局限性：产生的瞬时大量级冲击载荷会对卫星姿态及敏感单机会造成影响，火工装置发火过程中会产生腐蚀性和污染性气体，直接利用了炸药爆炸产生的能量存在一定的安全隐患，火工装置属于危险品给地面贮存和使用带来不便，由于火工装置和压紧杆一次性工作不可重复利用的特点使得地面试验的成本增加。

而柔性压紧释装置设计采用柔性压紧元件(张力索)和熔断式切割器(简称热刀)的配置方式，通过热刀熔断张力索来解除压紧约束，释放过程具有无污染、无冲击以及可重复使用等特点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器用单点柔性压紧释放装置。

根据本发明提供的航天器用单点柔性压紧释放装置，包括熔断式切割器、压紧座、张力索组件、移动块以及锁紧螺母；

其中，移动块与压紧座之间通过张力索组件连接；所述锁紧螺母设置在所述张力索组件上且设置在所述移动块的外侧；

所述熔断式切割器设置于压紧座上，用于熔断所述张力索组件；所述压紧座用于安装在航天器本体上，移动块用于设置在航天器展开附件的阶梯孔内，从而使得移动块只有一个绕中心轴的旋转自由度。

优选地，所述张力索组件包括顺次相连的移动端头、纤维杆、固定端头；

所述移动端头通过外螺纹与移动块的内螺纹连接；

所述固定端头通过法兰设置于压紧座的阶梯孔内；

所述锁紧螺母设置在所述移动端头上。

优选地，所述熔断式切割器包括热刀、导向螺钉组件、止动螺钉、壳体、电连接器以及压缩弹簧；

所述热刀通过压缩弹簧连接所述壳体，所述压缩弹簧呈压缩状态；所述热刀电连接所述电连接器；所述电连接器与所述壳体的内螺纹螺纹连接；

所述热刀包括第一加热丝、第二加热丝以及刀头；所述刀头设置在所述第一加热丝和所述第二加热丝之间，所述刀头设置在所述第一加热丝、所述第二加热丝的前端部，所述第一加热丝、所述第二加热丝的后端部设置有圆柱段；所述圆柱段设置有沿周向分别的多个螺纹孔；

所述壳体的前端部设置有两个安装耳，所述熔断式切割器通过所述安装耳连接所述压紧座；所述壳体的前端部沿周向设置有导向槽和腰型孔，所述导向螺钉组件穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔，所述导向螺钉组件的螺帽限制于壳体的导向槽内；所述止动螺钉穿过所述腰型孔连接另一所述螺纹孔。

优选地，所述导向螺钉组件包括相连的螺钉和聚酰亚胺衬套；

所述螺钉的一端穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔。

优选地，所述压紧座采用了铝合金材料加工制成；

所述压紧座用于通过4个4.2mm的安装孔与航天器本体连接；

所述压紧座的法兰厚度为4mm，所述法兰通过肋板加强。

优选地，所述压紧座相对的一组侧面设置有切割器螺纹孔和热刀通过槽，切割器螺纹孔用于安装熔断式切割器，所述熔断式切割器的热刀所述热刀通过槽伸入；

所述压紧座相对的另一组侧面设置有通孔，通孔用于观察张力索组件的切割。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够有效地将展开附件压紧于压紧座上，且压紧力可调；

2、本发明中设置有熔断式切割器，实现热切割，从而释放过程低冲击、无污染；

3、本发明中熔断式切割器可多次重复使用，仅需更换张力锁，成本低，经济效益好。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中张力索组件的结构示意图；

图3(a)和图3(b)共同示出了本发明中切割器组件的结构示意图；

图4为本发明中导向螺钉外组件的结构示意图；

图5为本发明中移动块的结构示意图；

图6为本发明中压紧座的结构示意图；

图7为本发明中解锁前与解锁后的对比示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的航天器用单点柔性压紧释放装置，包括熔断式切割器101、压紧座102、张力索组件103、移动块104以及锁紧螺母105；

其中，移动块104与压紧座102之间通过张力索组件103连接；所述锁紧螺母105设置在所述张力索组件103上且设置在所述移动块104的外侧；

所述熔断式切割器101设置于压紧座102上，用于熔断所述张力索组件103；所述压紧座102用于安装在航天器本体上，移动块104用于设置在航天器展开附件的阶梯孔内，从而使得移动块104只有一个绕中心轴的旋转自由度。

所述张力索组件103包括顺次相连的移动端头201、纤维杆202、固定端头203；所述移动端头201通过外螺纹与移动块104的内螺纹连接；所述固定端头203通过法兰设置于压紧座102的阶梯孔内；所述锁紧螺母105设置在所述移动端头201上，控制拧紧力矩为10Nm.

所述熔断式切割器101包括热刀301、导向螺钉组件302、止动螺钉303、壳体304、电连接器305以及压缩弹簧306；

所述热刀301通过压缩弹簧306连接所述壳体304，所述压缩弹簧306呈压缩状态；所述热刀301电连接所述电连接器305；所述电连接器305与所述壳体304的内螺纹螺纹连接；所述内螺纹为壳体304的后端的15mm长M14x1.5内螺纹。

所述热刀301包括第一加热丝、第二加热丝以及刀头；所述刀头设置在所述第一加热丝和所述第二加热丝之间，所述刀头设置在所述第一加热丝、所述第二加热丝的前端部，所述第一加热丝、所述第二加热丝的后端部设置有圆柱段；所述圆柱段设置有沿周向分别的多个螺纹孔；第一加热丝，并绕成特定形状，刀头采用紫铜制成。

所述壳体304的前端部设置有两个安装耳，所述熔断式切割器101通过所述安装耳连接所述压紧座102；所述壳体304的前端部沿周向设置有导向槽和腰型孔，所述导向螺钉组件302穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔，所述导向螺钉组件302的螺帽限制于壳体304的导向槽内；所述止动螺钉303穿过所述腰型孔连接另一所述螺纹孔。

所述导向螺钉组件302包括相连的螺钉401和聚酰亚胺衬套402；所述螺钉401的一端穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔。

所述压紧座102采用了铝合金材料加工制成；所述压紧座102用于通过4个4.2mm的安装孔与航天器本体连接；所述压紧座102的法兰厚度为4mm，所述法兰通过肋板加强。压紧座102中部设计成长方形结构，

所述压紧座102相对的一组侧面设置有切割器螺纹孔和热刀通过槽，切割器螺纹孔用于安装熔断式切割器101，所述熔断式切割器101的热刀301所述热刀通过槽伸入。所述压紧座102相对的一组侧面的两边切割器螺纹孔和热刀通过槽有8mm的高度差。

所述压紧座102相对的另一组侧面设置有通孔，通孔用于观察张力索组件103的切割。移动块104包括4个卡口、法兰以及内螺纹；

当使用本发明提供的航天器用单点柔性压紧释放装置时，压紧座102通过螺钉与航天器本体连接，航天器的展开附件置于压紧座102与移动块104之间，移动块104放置于展开附件的阶梯孔内。移动块104与压紧座102之间通过张力索组件103连接，采用工具转动移动块104，同时保证移动端头201不转，由于移动块104除转动外其他自由度均被限制，则移动端头201会在移动块104力的作用下上升，张力索组件103张紧，随着移动块104转的越多，索组件103的张力越大，该力反过来通过移动块104传递到展开附件上，使得展开附件紧紧的贴在压紧座102上，实现了展开附件的压紧。

拆掉止动螺钉303后，熔断式切割器101的热刀301会在压缩弹簧306的作用下向前运动，直到刀头与张力索组件103接触。当需要释放压紧座102时，通过电连接器给热刀301供电，当刀头温度达到张力索组件103的熔点时，就会将张力索组件103与刀头接触的部分融化，热刀301此时会在压缩弹簧306的作用下前进，直至完全切断张力索组件103，实现展开附件的释放。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，包括熔断式切割器(101)、压紧座(102)、张力索组件(103)、移动块(104)以及锁紧螺母(105)；

其中，移动块(104)与压紧座(102)之间通过张力索组件(103)连接；所述锁紧螺母(105)设置在所述张力索组件(103)上且设置在所述移动块(104)的外侧；

所述熔断式切割器(101)设置于压紧座(102)上，用于熔断所述张力索组件(103)；所述压紧座(102)用于安装在航天器本体上，移动块(104)用于设置在航天器展开附件的阶梯孔内，从而使得移动块(104)只有一个绕中心轴的旋转自由度。

2.根据权利要求1所述的航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，所述张力索组件(103)包括顺次相连的移动端头(201)、纤维杆(202)、固定端头(203)；

所述移动端头(201)通过外螺纹与移动块(104)的内螺纹连接；

所述固定端头(203)通过法兰设置于压紧座(102)的阶梯孔内；

所述锁紧螺母(105)设置在所述移动端头(201)上。

3.根据权利要求1所述的航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，所述熔断式切割器(101)包括热刀(301)、导向螺钉组件(302)、止动螺钉(303)、壳体(304)、电连接器(305)以及压缩弹簧(306)；

所述热刀(301)通过压缩弹簧(306)连接所述壳体(304)，所述压缩弹簧(306)呈压缩状态；所述热刀(301)电连接所述电连接器(305)；所述电连接器(305)与所述壳体(304)的内螺纹螺纹连接；

所述热刀(301)包括第一加热丝、第二加热丝以及刀头；所述刀头设置在所述第一加热丝和所述第二加热丝之间，所述刀头设置在所述第一加热丝、所述第二加热丝的前端部，所述第一加热丝、所述第二加热丝的后端部设置有圆柱段；所述圆柱段设置有沿周向分别的多个螺纹孔；

所述壳体(304)的前端部设置有两个安装耳，所述熔断式切割器(101)通过所述安装耳连接所述压紧座(102)；所述壳体(304)的前端部沿周向设置有导向槽和腰型孔，所述导向螺钉组件(302)穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔，所述导向螺钉组件(302)的螺帽限制于壳体(304)的导向槽内；所述止动螺钉(303)穿过所述腰型孔连接另一所述螺纹孔。

4.根据权利要求3所述的航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，所述导向螺钉组件(302)包括相连的螺钉(401)和聚酰亚胺衬套(402)；

所述螺钉(401)的一端穿过所述导向槽连接一所述螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，所述压紧座(102)采用了铝合金材料加工制成；

所述压紧座(102)用于通过4个4.2mm的安装孔与航天器本体连接；

所述压紧座(102)的法兰厚度为4mm，所述法兰通过肋板加强。

6.根据权利要求1所述的航天器用单点柔性压紧释放装置，其特征在于，所述压紧座(102)相对的一组侧面设置有切割器螺纹孔和热刀通过槽，切割器螺纹孔用于安装熔断式切割器(101)，所述熔断式切割器(101)的热刀(301)所述热刀通过槽伸入；

所述压紧座(102)相对的另一组侧面设置有通孔，通孔用于观察张力索组件(103)的切割。