CN107352051B - 多向推力集成式微推力器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多向推力集成式微推力器，该推力器包含：第一壳体，其内部设有第一气路；微型电磁阀，其进气端气路连接第一气路的出气口；第二壳体，其内部设有第二气路，第二气路的进气口连接微型电磁阀的出气端；喷嘴，其进气端气路连接第二气路的出气口。本发明采用微型电磁阀分别控制不同输出方向的喷嘴，可满足多种系统推力需求，大大提高微推力器的通用性与互换性，并且本推力器结构紧凑，安装便捷。
Description
技术领域
本发明涉及空间微推进技术领域，具体涉及一种多向推力集成式微推力器及其控制方法。
背景技术
标准化、模块化设计与制造技术，使得微纳卫星能够在流水线上批量生产并储存、便于机动发射，是当前微小卫星技术及微推进技术的发展趋势。目前应用较为成熟的推进技术是冷气推进系统，它将推进剂以液态贮存在贮箱中，系统工作时液体推进剂气化后从推力器喷射产生推力。国内的冷气推进系统多采用分离组件构成，每个组件根据需要单独装配连接在系统中，每个推力器配一个喷管，工作时仅对一个方向产生推力。为满足卫星不同的推力需求，通常整个推力系统需配多个推力器，且有多个安装方位。这种方式系统配置比较灵活，但缺点是通用性和互换性较低，当系统需求改变后，需重新研发新的推力器产品，生产周期长，产品成本较高。
发明内容
本发明提供一种多向推力集成式微推力器及其控制方法，提高了推力器的通用性与互换性，能够降低系统成本，缩短研制周期。
为实现上述目的，本发明提供一种多向推力集成式微推力器，其特点是，该推力器包含：
第一壳体，其内部设有第一气路；
微型电磁阀，其进气端气路连接第一气路的出气口；
第二壳体，其内部设有第二气路，第二气路的进气口连接微型电磁阀的出气端；
喷嘴，其进气端气路连接第二气路的出气口。
上述推力器包含：一个或若干路推力通路，每路推力通路包含有一一对应的一个用于喷射推力的喷嘴、一路第二气路和一个用于控制其所在推力通路气路通断的微型电磁阀。
上述第一壳体的第一气路设有一个用于连接气源的进气口和一个或若干个连接微型电磁阀的出气口。
若干上述喷嘴的喷射方向不同。
上述推力器包含连接紧固装置，其固定连接在第一壳体与第二壳体之间。
上述第二壳体上加工喷嘴安装孔，与喷嘴进气端相通；或采用喷嘴与第二壳体一体成型。
一种多向推力集成式微推力器的控制方法，其特点是，该控制方法包含：
若干喷嘴的出气端分别朝向不同方向的推力输出方向；
若干微型电磁阀接收推力方向指令，当微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴需要输出推力时，则该微型电磁阀接通推力通路，使工质通过微型电磁阀接通的推力通路，由对应的喷嘴输出，产生推力方向指令设定的反向推力。
上述微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴不需要输出推力时，则该微型电磁阀关闭推力通路，切断工质由该微型电磁阀对应喷嘴输出的通路。
上述喷嘴根据推力要求更换。
上述推力方向指令设定的推力方向为一个喷嘴输出方向的反向推力，或者为若干喷射方向不同的喷嘴组合产生的输出方向的反向推力。
本发明多向推力集成式微推力器及其控制方法和现有技术相比，其优点在于，本发明采用微型电磁阀分别控制不同输出方向的喷嘴，可满足多种系统推力需求，大大提高微推力器的通用性与互换性；
本发明采用连接紧固装置固定拦截两个壳体，将微型电磁阀和喷嘴集成在其中，结构紧凑，安装便捷；
本发明结构简单，降低了微推进系统的研制成本，缩短研制周期。
附图说明
图1为本发明多向推力集成式微推力器实施例一的结构示意图；
图2为本发明多向推力集成式微推力器实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
如图1所示，公开了一种多向推力集成式微推力器实施例一，该推力器包含：第一壳体110、微型电磁阀120、连接紧固装置130、第二壳体140和喷嘴150。
第一壳体130内部设有第一气路，第一气路设有一个进气口和与若干个出气口。第一气路的进气口气路连通推力源，用于接收推力源输出的工质。本实施例中，第一气路设有四个出气口，将第一气路通过一个进气口输入的工质分为四路输出。
微型电磁阀120进气端气路连接第一气路的出气口。本实施例中设有四个微型电磁阀120，每个微型电磁阀120进气端分别气路连通第一气路四个出气口中的一个，并分别控制第一气路四个出气口所在气路的通断。
第二壳体140内部设有第二气路，第二气路的进气口连接微型电磁阀的出气端，出气口连接喷嘴150。本实施例中第二壳体140内部设有四路相互气密隔离的第二气路，每路第二气路的进气口对应连接四个微型电磁阀120中一个的出气端；并且每路第二气路的出气口对应连接一个喷嘴150。
本实施例中设有四个连接紧固装置130，分别固定连接在第一壳体110与第二壳体120之间。四个微型电磁阀120设置于第一壳体110与第二壳体120的中部部分，四个连接紧固装置130设置于第一壳体110与第二壳体120的边缘部分，四个连接紧固装置130围绕设置在四个微型电磁阀120外侧。
本实施例中，对应气路连接的一个微型电磁阀120、第二壳体140中的一第二气路和一个喷嘴150，组成一路推力通路。本实施例的一种多向推力集成式微推力器共设有四路推力通路。每路推力通路中的一个微型电磁阀120控制其所在推力通路的通断。
进一步的，每个喷嘴140的喷射方向不同，多向推力集成式微推力器输出的推力方向为一个喷嘴140的喷射方向或若干喷嘴140喷射方向的组合，。满足不同推力方向的要求。
进一步的，喷嘴140的型号和结构可以根据推力要求更换，以满足不同推力要求。
如图2所示，为一种多向推力集成式微推力器实施例二的结构示意图，该实施例二中推力器包含：上壳体210、微型电磁阀220、螺钉230、下壳体240和喷嘴250。在上壳体210和下壳体240之间布置四个微型电磁阀220，并通过螺钉230进行连接紧固。在下壳体240上加工进气孔，并和四个微型电磁阀220相通。在下壳体240上加工出呈一定角度的喷嘴安装孔，与喷嘴250相通。或者，喷嘴250可以与下壳体240设为一体成型。工质通过上壳体210上的进气口进入后，流经微型电磁阀220后进入下壳体240，再从喷嘴250喷出，产生反向推力。采用这种集成式结构，可以通过设置不同的微型电磁阀220的通断状态，得到不同的推进方向，更换不同规格的喷嘴250可满足不同推力要求。
本发明还公开了一种多向推力集成式微推力器的控制方法，该控制方法具体包含：
若干喷嘴的出气端分别设定朝向不同方向的推力输出方向。
微型电磁阀接收推力方向指令，每个微型电磁阀判断自身气路连接的喷嘴是否需要输出推力。
当部分微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴需要输出推力时，则该些微型电磁阀接通推力通路，使工质通过微型电磁阀接通的推力通路，由对应的喷嘴输出，产生推力方向指令设定的反向推力。
当部分微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴不需要输出推力时，则该些微型电磁阀关闭推力通路，切断工质由该微型电磁阀对应喷嘴输出的通路。
最终推力方向指令设定多向推力集成式微推力器输出的推力方向为一个喷嘴输出方向的反向推力，或者为若干喷射方向不同的喷嘴组合产生的输出方向的反向推力。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种多向推力集成式微推力器，其特征在于，该推力器包含：
第一壳体，其内部设有第一气路；
微型电磁阀，其进气端气路连接第一气路的出气口；
第二壳体，其内部设有第二气路，第二气路的进气口连接微型电磁阀的出气端；
喷嘴，其进气端气路连接第二气路的出气口；
该推力器包含若干路推力通路，每路推力通路包含有一一对应的一个用于喷射推力的喷嘴、一路第二气路和一个用于控制其所在推力通路气路通断的微型电磁阀；
若干所述喷嘴的喷射方向不同，多向推力集成式微推力器输出的推力方向为若干喷嘴喷射方向的组合。
2.如权利要求1所述的多向推力集成式微推力器，其特征在于，所述第一壳体的第一气路设有一个用于连接推力源的进气口和一个或若干个连接微型电磁阀的出气口。
3.如权利要求1所述的多向推力集成式微推力器，其特征在于，该推力器包含连接紧固装置，其固定连接在第一壳体与第二壳体之间。
4.如权利要求1所述的多向推力集成式微推力器，其特征在于，所第二壳体上加工喷嘴安装孔，与喷嘴进气端相通；或采用喷嘴与第二壳体一体成型。
5.一种多向推力集成式微推力器的控制方法，其特征在于，该控制方法包含：
若干喷嘴的出气端分别朝向不同方向的推力输出方向；
若干微型电磁阀接收推力方向指令，当微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴需要输出推力时，则该微型电磁阀接通推力通路，使工质通过微型电磁阀接通的推力通路，由对应的喷嘴输出，产生推力方向指令设定的反向推力；
所述推力方向指令设定的推力方向为一个喷嘴输出方向的反向推力，或者为若干喷射方向不同的喷嘴组合产生的输出方向的反向推力。
6.如权利要求5所述的多向推力集成式微推力器的控制方法，其特征在于，所述微型电磁阀判定为自身气路连接的喷嘴不需要输出推力时，则该微型电磁阀关闭推力通路，切断工质由该微型电磁阀对应喷嘴输出的通路。
7.如权利要求5所述的多向推力集成式微推力器的控制方法，其特征在于，所述喷嘴根据推力要求更换。
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