CN108583942B - 一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，属于空间柔性臂压紧释放机构技术领域。本发明包括固定基座、熔线解锁装置、压紧盖板、位置检测微动开关、苯基硅橡胶片、扭转弹簧、销轴和限位微动开关；发射前，调节熔线解锁装置的锁紧器，通过拉绳对压紧盖板施加适当的预紧力，使空间柔性臂压紧在固定基座上。入轨后，由地面发送指令，对熔线解锁装置的切割器通电，切割器的电阻丝迅速升温，熔断拉绳。本发明压紧可靠，采用熔线解锁装置作为压紧、解锁工具，结构简单、能够施加较准确预紧力、装调方便；解锁时无冲击、振动，能够保护空间柔性臂在发射时免受振动冲击载荷的损害，适用于对空间柔性臂锁紧力要求不大的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，属于空间柔性臂压紧释放机构技术领域。
背景技术
全球平均每年发射80-130颗卫星，然而有2-3颗卫星未能正确入轨，而正确入轨的卫星中，又有5-10颗在寿命初期(入轨后前30天)即失效，这导致了巨大的经济损失。例如，我国的鑫诺二号卫星，于2006年10月29日发射升空后，卫星虽然成功定轨，且卫星的测控、姿轨控等分系统均处于良好的状态，然而，由于太阳帆板二次展开和天线展开未能完成，卫星无法正常工作，这颗耗资20亿人民币、设计寿命为15年的卫星随即成了一颗废星。为了尽可能挽回损失，各国正在研究以空间机器人为手段、以卫星维修和生命延长为目的的在轨服务技术。空间柔性臂是一种有效的在轨维护设备，由于它的灵巧性，它能在有限的操作空间(如钻到狭缝或内腔中)实施其他设备所难以企及的维修任务。由于其构型又细又长，导致其强度和刚度有限，如果在发射时不可靠压紧，在发射载具的强烈振动、冲击下，其损坏是不可避免的。针对这种实际情况，本发明提出了一种熔线解锁形式的空间柔性臂压紧机构，它能实现上述目标，并能够在入轨时通过外力对柔性臂解锁。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，使空间柔性臂在发射时振动、冲击载荷作用下免受损坏以及入轨后柔性臂的可靠解锁。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，包括：固定基座、熔线解锁装置、压紧盖板、位置检测微动开关、苯基硅橡胶片、扭转弹簧、销轴和限位微动开关；
其中，固定基座通过螺钉连接在卫星舱板上，位置检测微动开关、苯基硅橡胶片和限位微动开关通过螺钉连接在固定基座上，固定基座上开有适应置柔性臂形状的圆柱槽，压紧盖板的一端通过销轴连接在固定基座上，销轴的中部安装有扭转弹簧，对压紧盖板实施扭转力矩；压紧盖板开有适应柔性臂形状的圆柱槽；
所述熔线解锁装置由切割器、拉绳和锁紧器构成，切割器通过螺钉连接在固定基座上，锁紧器通过螺钉固定在压紧盖板的另一端，其上安装有拉绳，拉绳一端穿过切割器的电阻丝连接在固定基座上，另一端连接在锁紧器上。
锁紧器上设置有调节装置，可通过锁紧器的调节装置调节拉绳的预紧力，对柔性臂的压紧力进行调节。
所述熔线解锁装置中的切割器上设置有电阻丝，电阻丝通电发热使拉绳被熔断实现解锁。
所述熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个熔线解锁装置，呈对称布置。
所述压紧盖板和固定基座与柔性臂外壳的接触圆弧槽部分镀有MoS2膜。
本发明的有益效果为：
本发明压紧可靠，采用熔线解锁装置作为压紧、解锁工具，其包含锁紧器、拉绳和切割器三个部分，结构简单、能够施加较准确预紧力、装调方便。
本发明解锁时无冲击、振动，能够保护空间柔性臂在发射时免受振动冲击载荷的损害，并且能够在入轨后，以熔线解锁的形式可靠地释放柔性臂。
本发明适用于对空间柔性臂锁紧力要求不大的场合。
附图说明
图1为本发明一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构的锁紧正面状态图。
图2为本发明一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构的锁紧背面状态图。
图3为本发明一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构在外力作用下对空间柔性臂解锁后的状态图。
图中的附图标记，1为固定基座，2为切割器，3为拉绳，4为锁紧器，5为压紧盖板，6为位置检测微动开关，7为苯基硅橡胶片，8为扭转弹簧，9为销轴，10为限位微动开关，11为柔性臂。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1、图2和图3所示，本实施例所涉及的一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，包括：固定基座1、熔线解锁装置、压紧盖板5、位置检测微动开关6、苯基硅橡胶片7、扭转弹簧8、销轴9和限位微动开关10；
其中，固定基座1通过螺钉连接在卫星舱板上，位置检测微动开关6、苯基硅橡胶片7和限位微动开关10通过螺钉连接在固定基座1上，固定基座1上开有适应置柔性臂11形状的圆柱槽，压紧盖板5的一端通过销轴9连接在固定基座1上，销轴9的中部安装有扭转弹簧8，对压紧盖板5实施扭转力矩；压紧盖板5开有适应柔性臂11形状的圆柱槽；
所述熔线解锁装置由切割器2、拉绳3和锁紧器4构成，切割器2通过螺钉连接在固定基座1上，锁紧器4通过螺钉固定在压紧盖板5的另一端，其上安装有拉绳3，拉绳3一端穿过切割器2的电阻丝连接在固定基座1上，另一端连接在锁紧器4上。
锁紧器4上设置有调节装置，可通过锁紧器4的调节装置调节拉绳3的预紧力，对柔性臂11的压紧力进行调节。
所述熔线解锁装置中的切割器2上设置有电阻丝，电阻丝通电发热使拉绳3被熔断实现解锁。
所述熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个熔线解锁装置，呈对称布置。
所述压紧盖板5和固定基座1与柔性臂11外壳的接触圆弧槽部分镀有MoS2膜。
实施例1
固定基座1通过螺钉连接在卫星舱板上，切割器2、位置检测微动开关6、限位微动开关10、苯基硅橡胶片7通过螺钉连接在固定基座1上，柔性臂11置于固定基座1的圆柱槽中。压紧盖板5的一端通过销轴9连接在固定基座1上，销轴9的中部安装有扭转弹簧8，对压紧盖板5实施扭转力矩；锁紧器4通过螺钉固定在压紧盖板5的另一端，其上安装有拉绳3。压紧盖板5开有圆柱槽，适应柔性臂形状，增大了压紧的接触面积，使压紧更加可靠。
发射前，将柔性臂11置于固定基座1的圆柱槽中，并且位置检测微动开关6能够检测到柔性臂11已经安装到位。然后，合拢压紧盖板5，将拉绳3一端穿过切割器2的电阻丝连接在固定基座1上，另一端连接在锁紧器4上，并通过锁紧器4的调节装置调节拉绳3的预紧力，通过拉绳3对压紧盖板5施加适当的预紧力，使柔性臂11压紧在固定基座上。这样，即可实现发射前锁紧柔性臂11，该机构即可承受发射时的振动和冲击，使柔性臂11免受运载火箭的发射载荷损坏。
柔性臂入轨后，由地面发送指令，对熔线解锁装置的切割器通电，切割器2上电，其上面的电阻丝迅速升温，熔断拉绳3，压紧盖板5得到释放。压紧盖板5在扭转弹簧8的作用下翻转，柔性臂11解锁，直至触发限位微动开关10发出解锁到位信号。这样，压紧盖板5完全打开，柔性臂11即可从固定基座1的型槽中脱离。
如图1和图2所示，每个压紧释放机构有两个熔线解锁装置，呈对称布置，保证了锁紧的平衡性以及锁紧的可靠性。
固定基座1和压紧盖板5一般采用硬铝合金，材料轻且具有较高的强度和刚度，但是，由于柔性臂11壳体一般也采用铝合金制造，而且其与固定基座1和压紧盖板5的接触有一定的压力，因此，应采取空间防冷焊措施，在固定基座1和压紧盖板5与柔性臂外壳的接触圆弧槽部分要镀MoS2膜。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，包括：固定基座(1)、熔线解锁装置、压紧盖板(5)、位置检测微动开关(6)、苯基硅橡胶片(7)、扭转弹簧(8)、销轴(9)和限位微动开关(10)；
其中，固定基座(1)通过螺钉连接在卫星舱板上，位置检测微动开关(6)、苯基硅橡胶片(7)和限位微动开关(10)通过螺钉连接在固定基座(1)上，固定基座(1)上开有适应柔性臂(11)形状的圆柱槽，压紧盖板(5)的一端通过销轴(9)连接在固定基座(1)上，销轴(9)的中部安装有扭转弹簧(8)，对压紧盖板(5)实施扭转力矩；压紧盖板(5)开有适应柔性臂(11)形状的圆柱槽；
所述熔线解锁装置由切割器(2)、拉绳(3)和锁紧器(4)构成，切割器(2)通过螺钉连接在固定基座(1)上，锁紧器(4)通过螺钉固定在压紧盖板(5)的另一端，其上安装有拉绳(3)，拉绳(3)一端穿过切割器(2)的电阻丝连接在固定基座(1)上，另一端连接在锁紧器(4)上；
柔性臂入轨后，由地面发送指令，对熔线解锁装置的切割器通电，切割器(2)上电，其上面的电阻丝迅速升温，熔断拉绳(3)，压紧盖板(5)得到释放；压紧盖板(5)在扭转弹簧(8)的作用下翻转，柔性臂(11)解锁，直至触发限位微动开关(10)发出解锁到位信号；压紧盖板(5)完全打开，柔性臂(11)即可从固定基座(1)的型槽中脱离。
2.根据权利要求1所述的一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，锁紧器(4)上设置有调节装置，可通过锁紧器(4)的调节装置调节拉绳(3)的预紧力，对柔性臂(11)的压紧力进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，熔线解锁装置中的切割器(2)上设置有电阻丝，电阻丝通电发热使拉绳(3)被熔断实现解锁。
4.根据权利要求1所述的一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，所述熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个熔线解锁装置，呈对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种熔线解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，所述压紧盖板(5)和固定基座(1)与柔性臂(11)外壳的接触圆弧槽部分镀有MoS2膜。
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