CN106184828A - 应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，包括第一安装本体、第二安装本体、电磁锁紧机构、电驱动螺栓以及应急解锁机构；其中，第一安装本体上设置有一电磁锁紧机构、电驱动螺栓；第二安装本体上设置有另一磁锁紧机构和应急解锁机构；第一安装本体、第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构与另一磁锁紧机构实现通电后相互吸附锁紧和断电后的解除锁定；应急解锁机构设置有与电驱动螺栓相匹配的对接螺母；当第一安装本体、第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构与另一磁锁紧机构实现锁紧后，电驱动螺栓旋出与对接螺母连接。本发明中设置有电磁锁紧机构能够通过电磁感应线圈的通断实现多次锁紧及分离功能。

Description

应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构

技术领域

本发明涉及应用于空间卫星的在轨重复锁紧解锁机构，具体地，涉及一种应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构。

背景技术

为了解决现有的卫星锁紧及解锁机构仅能实现一次性的锁紧解锁任务的问题，且尚未有面向主从非接触卫星的可重复多次在轨锁紧及解锁的装置。

经过对现有技术的检索，发现申请号为201120389983.4，名称为纳卫星分离解锁装置的实用新型公开了一种纳卫星分离解锁装置，包括：与母飞行器连接的适配机构母飞行器适配器，与子飞行器连接的适配机构子飞行器适配器，将母飞行器适配器和子飞行器适配器进行锁定的锁紧机构，用于解锁后给子飞行器一定的弹出力和弹出方向的分离弹出机构，用于触发锁紧机构解除锁定的解锁机构。但是该实用新型卫星的多次解锁或锁紧，无法重复使用。

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应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构。利用本发明，可满足高指向精度、高稳定度卫星活动部件锁紧解锁领域的需要，尤其是满足空间科学、超高分辨率遥感测绘卫星的要求。

根据本发明提供的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，包括第一安装本体、第二安装本体、电磁锁紧机构、电驱动螺栓以及应急解锁机构；

其中，所述第一安装本体上设置有一电磁锁紧机构、电驱动螺栓；所述第二安装本体上设置有另一磁锁紧机构和应急解锁机构；

所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构与另一磁锁紧机构实现通电后相互吸附锁紧和断电后的解除锁定；

所述应急解锁机构设置有与所述电驱动螺栓相匹配的对接螺母；当所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构与另一磁锁紧机构实现锁紧后，所述电驱动螺栓旋出与所述对接螺母连接。

优选地，所述应急解锁机构还包括安装底座、螺栓收集器、连接螺栓、点火器以及拔出弹簧；

其中，所述对接螺母和所述螺栓收集器设置在所述安装底座的安装腔内；所述连接螺栓的一端连接所述安装底座，另一端连接所述第二安装本体；所述第二安装本体上与所述连接螺栓相对应的位置设置有装药腔；所述装药腔与所述连接螺栓连接；

所述装药腔用于装填炸药；所述点火器用于炸药点火；所述拔出弹簧连接所述连接螺栓，用于炸断后螺栓的从所述螺栓收集器中拔出。

优选地，所述电磁锁紧机构包括磁感应线圈、高磁导率磁钢、底座以及磁屏蔽外壳；

其中，所述底座连接所述第一安装本体；所述磁感应线圈和所述磁钢设置在所述底座上；所述磁屏蔽外壳设置在所述高磁导率磁钢、底座外侧，用于防止漏磁和屏蔽外磁场；

所述磁感应线圈用于产生稳定电磁场；所述高磁导率磁钢与通电线圈磁感应线圈配合，磁化后增强所述电磁场。

优选地，所述电驱动螺栓包括直流电机、减速器、锁紧螺栓、防卡死垫圈、驱动电路以及安装壳体；

其中，所述直流电机通过减速器驱动所述锁紧螺栓正转或反转，实现所述锁紧螺栓与所述对接螺母的连接或端口；所述驱动电路电连接所述直流电机；

所述直流电机、减速器、锁紧螺栓以及所述驱动电路设置在所述安装壳体内；所述防卡死垫圈设置在所述锁紧螺栓和所述安装壳体内的螺套之间，用于防止由于螺栓和螺套之间的卡死。

优选地，所述点火器采用双极四点短脉冲电弧点火装置；所述装药腔采用细管圆柱合金制成；

所述螺栓收集器采用轻质高强度铝合金制成。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中设置有电磁锁紧机构，利用电磁锁紧方法，能够通过电磁感应线圈的通断实现多次锁紧及分离功能，且可靠性优于结构复杂的机械锁紧装置；

2、本发明中锁紧强度满足空间小扰动和结构微小冲击的要求，可调节的电流控制方式可适用于不同承载的分离结构；

3、本发明对于主从非接触卫星平台可完成卫星快速机动过程中的快速锁紧解锁，反应时间为开关通断电时延的1.5倍，达到毫秒级；

4、本发明能够采用电驱动控制完成对机构动作的精准操控和状态评估，可通过电路监测机构的电流电压参数，使得机构使用寿命大大加强，设计有效锁紧次数达到10000000次，可满足10～15年的高频次锁紧解锁，解决了面向主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁应用的技术问题‘’

5、本发明采用了复合式、一体化、高可靠并联设计理念，具有机构简单、传力路径短、系统研制周期短、研制成本低、技术成熟的优势；

6本发明可满足非接触的高分辨率遥感测绘卫星、高指向精度非接触空间科学卫星和激光通信卫星的重复锁紧解锁要求，同时也可作为在轨服务与维护卫星之间进行多次连接解锁的辅助装置。

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、图2示出了本发明的结构示意图；

图3为本发明的截面示意图；

图4为本发明的分解示意图。

图中：1为电磁锁紧机构；2为电驱动螺栓；3为应急解锁机构；4为电驱动螺栓直流电机；5为减速器；6为钛合金螺栓；7为对接螺母；8为螺栓收集器；9为连接螺栓；10为火工品；12为电磁锁紧机构。

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，本发明提供的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，包括第一安装本体、第二安装本体、电磁锁紧机构1、电驱动螺栓2以及应急解锁机构3；

其中，所述第一安装本体上设置有一电磁锁紧机构1、电驱动螺栓2；所述第二安装本体上设置有另一磁锁紧机构1和应急解锁机构；

所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构1与另一磁锁紧机构1实现通电后相互吸附锁紧和断电后的解除锁定；

所述应急解锁机构设置有与所述电驱动螺栓2相匹配的对接螺母7；当所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构1与另一磁锁紧机构1实现锁紧后，所述电驱动螺栓2旋出与所述对接螺母连接。

所述应急解锁机构3还包括安装底座、螺栓收集器8、连接螺栓9、点火器10以及拔出弹簧；

其中，所述对接螺母7和所述螺栓收集器8设置在所述安装底座的安装腔内；所述连接螺栓9的一端连接所述安装底座，另一端连接所述第二安装本体；所述第二安装本体上与所述连接螺栓9相对应的位置设置有装药腔；所述装药腔与所述连接螺栓9连接；

所述装药腔用于装填炸药；所述点火器10用于炸药点火；所述拔出弹簧连接所述连接螺栓9，用于炸断后螺栓的从所述螺栓收集器8中拔出。所述装药腔采用细管圆柱合金制成，用于装填精确定量的炸药，螺栓收集器采用轻质高强度铝合金制成。

所述电磁锁紧机构1包括磁感应线圈、高磁导率磁钢、底座以及磁屏蔽外壳；

其中，所述底座连接所述第一安装本体；所述磁感应线圈和所述磁钢设置在所述底座上；所述磁屏蔽外壳设置在所述高磁导率磁钢、底座外侧，用于防止漏磁和屏蔽外磁场；

所述磁感应线圈用于产生稳定电磁场；所述高磁导率磁钢与通电线圈磁感应线圈配合，磁化后增强所述电磁场。

所述电驱动螺栓2包括直流电机4、减速器5、锁紧螺栓6、防卡死垫圈、驱动电路以及安装壳体；采用标准电接插件实现驱动器与电驱动螺栓的电接口连接，实现非接触式卫星平台完成磁吸附后的横向锁紧固定。

其中，所述直流电机4通过减速器5驱动所述锁紧螺栓6正转或反转，实现所述锁紧螺栓6与所述对接螺母7的连接或端口；所述驱动电路电连接所述直流电机4；

所述直流电机4、减速器5、锁紧螺栓6以及所述驱动电路设置在所述安装壳体内；所述防卡死垫圈设置在所述锁紧螺栓6和所述安装壳体内的螺套之间，用于防止由于螺栓和螺套之间的卡死。固体润滑剂用于螺栓、直流电机轴承之间的长期润滑；驱动电路用于直流电机开关控制、转向控制和转速控制的电子部件，附带有小型标准接插件。

当使用本发明提供的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构该装置时：电磁锁紧机构1加电，第一安装本体、第二安装本体吸附靠近，并轻微压紧；随后直流电机4通电工作，在减速器5的辅助下带螺栓6旋出，一段时间后螺栓6与对接螺母7的螺纹咬合，并进一步将两侧锁紧；当螺栓6出现锁紧卡死无法解锁的状况时，应急解锁机构3在火工品10的驱动下引爆炸药，切断连接螺栓9，切断后的连接螺栓9保留在螺栓收集器8中，电驱动器对应的第一安装本体与第二安装本体离解锁。

本发明呈圆柱体构型，组装后形成两段，两侧可分别安装在非接触双超平台的分离舱上；锁紧解锁机构采用电磁、电驱动和火工品的复合解锁锁紧方式实现多次重复解锁与锁紧；机构通过电磁吸附锁紧机构实现初步锁紧；采用电驱动螺栓实现高强度稳定可靠的锁定；采用爆炸螺栓机构完成对失效锁紧机构的紧急分离。本发明可满足空间需要重复多次锁定和解锁的机构或部件的要求，同时也在高分辨率遥感测绘卫星、空间科学与试验卫星等领域有重大需求。

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 (5)

1.一种应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，其特征在于，包括第一安装本体、第二安装本体、电磁锁紧机构(1)、电驱动螺栓(2)以及应急解锁机构(3)；

其中，所述第一安装本体上设置有一电磁锁紧机构(1)、电驱动螺栓(2)；所述第二安装本体上设置有另一磁锁紧机构(1)和应急解锁机构；

所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构(1)与另一磁锁紧机构(1)实现通电后相互吸附锁紧和断电后的解除锁定；

所述应急解锁机构设置有与所述电驱动螺栓(2)相匹配的对接螺母(7)；当所述第一安装本体、所述第二安装本体之间通过一电磁锁紧机构(1)与另一磁锁紧机构(1)实现锁紧后，所述电驱动螺栓(2)旋出与所述对接螺母连接。

2.根据权利要求1所述的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，其特征在于，所述应急解锁机构(3)还包括安装底座、螺栓收集器(8)、连接螺栓(9)、点火器(10)以及拔出弹簧；

其中，所述对接螺母(7)和所述螺栓收集器(8)设置在所述安装底座的安装腔内；所述连接螺栓(9)的一端连接所述安装底座，另一端连接所述第二安装本体；所述第二安装本体上与所述连接螺栓(9)相对应的位置设置有装药腔；所述装药腔与所述连接螺栓(9)连接；

所述装药腔用于装填炸药；所述点火器(10)用于炸药点火；所述拔出弹簧连接所述连接螺栓(9)，用于炸断后螺栓的从所述螺栓收集器(8)中拔出。

3.根据权利要求1所述的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，其特征在于，所述电磁锁紧机构(1)包括磁感应线圈、高磁导率磁钢、底座以及磁屏蔽外壳；

其中，所述底座连接所述第一安装本体；所述磁感应线圈和所述磁钢设置在所述底座上；所述磁屏蔽外壳设置在所述高磁导率磁钢、底座外侧，用于防止漏磁和屏蔽外磁场；

所述磁感应线圈用于产生稳定电磁场；所述高磁导率磁钢与通电线圈磁感应线圈配合，磁化后增强所述电磁场。

4.根据权利要求1所述的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，其特征在于，所述电驱动螺栓(2)包括直流电机(4)、减速器(5)、锁紧螺栓(6)、防卡死垫圈、驱动电路以及安装壳体；

其中，所述直流电机(4)通过减速器(5)驱动所述锁紧螺栓(6)正转或反转，实现所述锁紧螺栓(6)与所述对接螺母(7)的连接或端口；所述驱动电路电连接所述直流电机(4)；

所述直流电机(4)、减速器(5)、锁紧螺栓(6)以及所述驱动电路设置在所述安装壳体内；所述防卡死垫圈设置在所述锁紧螺栓(6)和所述安装壳体内的螺套之间，用于防止由于螺栓和螺套之间的卡死。

5.根据权利要求2所述的应用于主从非接触双超卫星平台重复锁紧解锁机构，其特征在于，所述点火器(10)采用双极四点短脉冲电弧点火装置；所述装药腔采用细管圆柱合金制成；

所述螺栓收集器采用轻质高强度铝合金制成。