CN107839906A - 一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置，压紧杆上端通过压紧帽将分离弹簧压缩在上端盖上，压紧杆依次穿过上端盖、上底座、限位块及旋转锁瓣，且压紧杆下端与分离螺母固定连接，分离螺母与下底座固定连接；压紧杆上固定有压紧螺母，压紧螺母通过限位块限制旋转锁瓣的旋转运动；旋转锁瓣的挡块与上底座的挡块之间装有解锁弹簧，锁紧时，分离弹簧和解锁弹簧均处于预压缩状态，同时旋转锁瓣底部的锥型齿与下底座顶部的锥型齿正对咬合。本发明能够实现两端被连接对象的连接与分离，且被连接对象在分离时不会发生相对运动。

Description

一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置
技术领域
本发明涉及遥感卫星技术领域，具体涉及一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置。
背景技术
压紧释放装置常用于卫星平台和有效载荷之间的连接分离或压紧释放。传统的压紧释放装置包括爆炸螺栓、分离推杆、火工锁等(《航天器结构与机构》陈烈民，中国科学技术出版社，2005)，这些传统的火工压紧释放装置冲击较大，随着卫星载荷技术的发展，高精度有效载荷如光学相机等对冲击载荷越来越敏感，传统火工压紧释放装置冲击较大，容易在解锁时对有效载荷造成损伤。
另外，传统的舱段间压紧释放装置解锁后，分离面的分离由两侧航天器舱段的相对运动实现。而一些新的连接分离场合，被连接舱段在解锁前后的相对位置不能发生变化，例如遥感卫星光学相机和卫星平台的连接，在锁紧时由压紧释放装置和隔振装置共同连接遥感卫星光学相机和卫星平台，压紧释放装置提供主要的舱段间连接力。入轨分离后，需要压紧释放装置断开连接，而隔振装置保持连接，从而降低遥感卫星光学相机和卫星平台的连接刚度，通过隔振装置的隔振作用降低卫星平台在轨振动对相机成像的影响。这些新的舱段连接分离需求，要求压紧释放装置能够在解锁时，在两端被连接舱段不发生相对运动的前提下断开压紧释放装置自身连接并提供运动行程，即实现装置的自分离。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置，能够实现两端被连接对象的连接与分离，而不需要两端被连接对象在分离时相对运动。
本发明的具体实施方案如下：
一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置，所述压紧释放装置包括压紧杆、压紧帽、分离弹簧、上端盖、上底座、压紧螺母、限位块、旋转锁瓣、解锁弹簧、下底座及分离螺母；
所述上底座底部设有多个挡块；
所述旋转锁瓣顶部设有多个挡块，旋转锁瓣底部设有锥型齿，旋转锁瓣中间设有楔形槽；
所述下底座顶部设有与旋转锁瓣底部相配合的锥型齿；
所述限位块与旋转锁瓣的楔形槽相匹配；
压紧杆上端通过压紧帽将分离弹簧压缩在上端盖上，上端盖与上底座固定连接，压紧杆依次穿过上端盖、上底座、限位块及旋转锁瓣，并且压紧杆下端与分离螺母固定连接，分离螺母与下底座固定连接；所述压紧杆上固定有压紧螺母，压紧螺母通过限位块限制旋转锁瓣的旋转运动；所述旋转锁瓣的挡块与上底座的挡块之间装有解锁弹簧，锁紧时，分离弹簧和解锁弹簧均处于预压缩状态，同时旋转锁瓣底部的锥型齿与下底座顶部的锥型齿正对咬合。
进一步地，所述上底座的挡块为三个，均匀设置在上底座底部；旋转锁瓣的挡块为三个，均匀设置在旋转锁瓣顶部。
进一步地，所述旋转锁瓣的锥型齿为三个，均匀设置在旋转锁瓣底部；所述下底座的锥型齿为三个，均匀设置在下底座顶部。
进一步地，所述压紧杆通过球垫与上端盖间隙配合。
有益效果：
1、本发明能够实现装置两端被连接对象的连接与分离，而不需要两端被连接对象在分离时相对运动，特别适合卫星隔振装置的连接锁紧；而且，解锁时，将火工品爆炸冲击的分离运动转化为装置内部旋转分离运动，避免了冲击力直接传递到有效载荷上，能够防止解锁冲击对有效载荷造成损伤；具有承载能力大，能够自分离，刚度高，便于安装和拆卸等优点。
2、本发明上底座的挡块、旋转锁瓣的挡块均为三个，是实现装置连接与分离的最小数量。
3、本发明采用三个锥齿连接，且装置高度低，因此连接刚度高，有利于提供被连接对象的连接刚度。
4、本发明上端盖内的球垫用于避免装配误差导致压紧杆受到横向载荷。
附图说明
图1为本发明压紧状态下的剖视图；
图2为本发明压紧状态下的轴测图；
图3为本发明解锁状态下的轴测图；
图4为本发明应用于遥感卫星有效载荷与隔振装置的连接解锁示意图。
其中，1-压紧杆，2-压紧帽，3-分离弹簧，4-上端盖，5-球垫，6-上底座，7-压紧螺母，8-限位块，9-旋转锁瓣，10-解锁弹簧，11-外壳，12-下底座，13-分离螺母，14-有效载荷，15-压紧释放装置，16-隔振装置，17-卫星平台。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置，该压紧释放装置包括压紧杆1、压紧帽2、分离弹簧3、上端盖4、球垫5、上底座6、压紧螺母7、限位块8、旋转锁瓣9、解锁弹簧10、外壳11、下底座12及分离螺母13，如图1所示。
上底座6底部设有三个挡块，均匀设置在上底座6底部；旋转锁瓣9顶部设有三个挡块，均匀设置在旋转锁瓣9顶部，旋转锁瓣9底部设有锥型齿，锥型齿为三个，旋转锁瓣9中间设有楔形槽；下底座12顶部设有与旋转锁瓣9底部相配合的锥型齿，锥型齿为三个；限位块8与旋转锁瓣9的楔形槽相匹配。
压紧杆1上端通过压紧帽2将分离弹簧3压缩在上端盖4上，上端盖4与上底座6固定连接，压紧杆1依次穿过上端盖4、上底座6、限位块8及旋转锁瓣9，并且压紧杆1通过球垫5与上端盖4间隙配合，压紧杆1下端与分离螺母13固定连接，分离螺母13与下底座12固定连接；压紧杆1上固定有压紧螺母7，压紧螺母7通过限位块8限制旋转锁瓣9的旋转运动；旋转锁瓣9的挡块与上底座6的挡块之间装有解锁弹簧10。上底座6和外壳11固定连接形成一个容腔，旋转锁瓣9置于容腔内。上底座6与外部有效载荷相连接，下底座12与卫星平台相连接。
锁紧状态如图2所示，在压紧杆1上施加预紧力载荷后，通过分离螺母13将压紧杆1轴向压紧，此时，分离弹簧3和解锁弹簧10均处于预压缩状态，通过压紧螺母7将限位块8压入旋转锁瓣9中，通过限位块8卡住旋转锁瓣9，因此压紧时旋转锁瓣9不能在上底座6和外壳11形成的容腔内旋转运动。同时，旋转锁瓣9底部的三个锥型齿与下底座顶部的三个锥型齿正对咬合，从而能够传递载荷，提供连接承载的功能。
如图3所示，解锁时，给分离螺母13通电，分离螺母13内的火药爆炸后，断开分离螺母13和压紧杆1之间的连接，压紧杆1在分离弹簧3预压缩力释放的作用下向上拔出，带动压紧螺母7向上运动，解除对限位块8的压紧作用，由于限位块8与旋转锁瓣9的楔形连接形式，使得限位块8有向上运动的趋势，解除限位块8对旋转锁瓣9的限制。同时，旋转锁瓣9在解锁弹簧10的推动作用下，旋转60°，使得旋转锁瓣9下面的三个锥型齿与下底座12三个锥型齿相对旋转60°，正好错开，实现解锁，从而断开上下两部分的连接，起到释放掉有效载荷和卫星平台该位置连接的功能。
应用在遥感卫星上，如图4所示，有效载荷14同时通过隔振装置16和本发明的压紧释放装置15与卫星平台17相连接。在卫星发射时，压紧释放装置15处于图2所示的锁紧状态，能够承受和传递载荷，主要承担有效载荷14和卫星平台17的连接功能，保证隔振装置16不会承受太大的载荷造成损伤。卫星入轨后，压紧释放装置15处于解锁状态，如图3所示，释放掉有效载荷14和卫星平台17的连接，有效载荷14只通过隔振装置16与卫星平台17连接，利用隔振装置16较低的连接刚度，提供隔振功能降低从卫星平台17传入有效载荷14的振动干扰，保证有效载荷14的正常工作。压紧释放装置15的数量和布局可以根据承载要求和卫星结构布局的要求进行调整。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种旋转式低冲击自分离压紧释放装置，其特征在于，所述压紧释放装置包括压紧杆、压紧帽、分离弹簧、上端盖、上底座、压紧螺母、限位块、旋转锁瓣、解锁弹簧、下底座及分离螺母；
所述上底座底部设有多个挡块；
所述旋转锁瓣顶部设有多个挡块，旋转锁瓣底部设有锥型齿，旋转锁瓣中间设有楔形槽；
所述下底座顶部设有与旋转锁瓣底部相配合的锥型齿；
所述限位块与旋转锁瓣的楔形槽相匹配；
压紧杆上端通过压紧帽将分离弹簧压缩在上端盖上，上端盖与上底座固定连接，压紧杆依次穿过上端盖、上底座、限位块及旋转锁瓣，并且压紧杆下端与分离螺母固定连接，分离螺母与下底座固定连接；所述压紧杆上固定有压紧螺母，压紧螺母通过限位块限制旋转锁瓣的旋转运动；所述旋转锁瓣的挡块与上底座的挡块之间装有解锁弹簧，锁紧时，分离弹簧和解锁弹簧均处于预压缩状态，同时旋转锁瓣底部的锥型齿与下底座顶部的锥型齿正对咬合。
2.如权利要求1所述的旋转式低冲击自分离压紧释放装置，其特征在于，所述上底座的挡块为三个，均匀设置在上底座底部；旋转锁瓣的挡块为三个，均匀设置在旋转锁瓣顶部。
3.如权利要求1所述的旋转式低冲击自分离压紧释放装置，其特征在于，所述旋转锁瓣的锥型齿为三个，均匀设置在旋转锁瓣底部；所述下底座的锥型齿为三个，均匀设置在下底座顶部。
4.如权利要求1所述的旋转式低冲击自分离压紧释放装置，其特征在于，所述压紧杆通过球垫与上端盖间隙配合。
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