CN108910092B - 一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对开式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。本发明中左侧压紧盖板的顶部装有火工品和左支撑座，右侧压紧盖板的顶部装有右支撑座和挡块；锁紧螺钉穿过压缩弹簧、右支撑座以及火工品与左支撑座螺纹连接。在卫星发射的时候，柔性臂能够得到可靠压紧；解锁时，给左侧的火工品通电点燃炸药，火工品切割器将锁紧螺钉切断，锁紧螺钉在压缩弹簧的作用下从火工品中脱离，并停靠在挡块上，压紧盖板向两侧展开。本发明安装方便，可在一定范围内能够承受较大的锁紧力；结构简单，能够预紧；通过火工品解锁可靠性高，成本低，且适用于对柔性臂弯曲段的压紧。
Description
技术领域
本发明涉及一种对开式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
随着空间技术的发展，空间站的建立、维修，卫星的回收、释放等任务会越来越多。如果这些工作都依靠宇航员来完成，其成本将十分高昂，也是十分危险的，因为恶劣的太空环境会给宇航员的空间作业带来巨大的威胁。而空间机器人代替宇航员执行空间任务不仅可以使宇航员免受太空环境的伤害，还可以降低成本，提高空间探索的效益。因此，美国、日本、加拿大以及德国等发达国家都加大力度支持空间机器人在轨服务技术的研究。空间柔性臂是一种有效的在轨维修工具，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)实施其他工具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，本发明提出了一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，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，进而提供一种对开式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进行可靠解锁。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，包括：右侧压紧盖板、固定基座、扭转弹簧、销轴、火工品、锁紧螺钉、压缩弹簧、左侧压紧盖板、左支撑座、右支撑座和挡块；
其中，四个固定基座分别两两对称的通过螺钉固定在卫星舱板上，压紧盖板采用对开式结构，由右侧压紧盖板和左侧压紧盖板组成，右侧压紧盖板和左侧压紧盖板分别通过销轴铰接在固定基座上，销轴的中部安装有扭转弹簧，可对压紧盖板实施扭转力矩，火工品和左支撑座通过螺钉固定在左侧压紧盖板的顶部，右支撑座和挡块通过螺钉固定在右侧压紧盖板的顶部，锁紧螺钉穿过压缩弹簧、右支撑座以及火工品与左支撑座螺纹连接。
所述右侧压紧盖板和左侧压紧盖板内部均开有适应柔性臂形状的圆柱槽。
所述火工品通电点燃炸药，火工品的切割器将锁紧螺钉切断，锁紧螺钉在压缩弹簧的作用下从火工品中脱离，并停靠在挡块上。
所述对开式的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个由火工品、锁紧螺钉、压缩弹簧、左支撑座、右支撑座和挡块构成的锁紧点；总体布局呈对称布置。
所述右侧压紧盖板和左侧压紧盖板与柔性臂外壳的接触圆弧槽部分镀有MoS膜。
本发明的有益效果为：
本发明安装方便，在一定范围内能够承受较大的锁紧力；
本发明结构简单，通过锁紧螺钉穿过压缩弹簧、右支撑座以及火工品与左支撑座螺纹连接，旋拧锁紧螺钉，可使两侧压紧盖板扣住柔性臂，并对其施加一定的预紧力，能够达到预紧的效果；
本发明通过给火工品通电引爆实现对柔性臂的解锁，锁紧螺钉在压缩弹簧的作用下从火工品中脱离，此方法可靠性高，并且成本低；
本发明采用对开式的压紧盖板适用于对柔性臂弯曲段的压紧，而现有的空间柔性臂的压紧释放机构基本都是针对于竖直段的柔性臂。
附图说明
图1为本发明一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构的锁紧状态图。
图2为本发明一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构火工品爆炸解锁后状态图。
图中的附图标记，1为右侧压紧盖板，2为固定基座，3为扭转弹簧，4为销轴，5为卫星舱板，6为柔性臂，7为火工品，8为锁紧螺钉，9为压缩弹簧，10为左侧压紧盖板，11为左支撑座，12为右支撑座，13为挡块。
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和图2所示，本实施例所涉及的一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，包括：右侧压紧盖板1、固定基座2、扭转弹簧3、销轴4、火工品7、锁紧螺钉8、压缩弹簧9、左侧压紧盖板10、左支撑座11、右支撑座12和挡块13；
其中，四个固定基座2分别两两对称的通过螺钉固定在卫星舱板5上，压紧盖板采用对开式结构，由右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10组成，右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10分别通过销轴4铰接在固定基座2上，销轴4的中部安装有扭转弹簧3，可对压紧盖板实施扭转力矩，火工品7和左支撑座11通过螺钉固定在左侧压紧盖板10的顶部，右支撑座12和挡块13通过螺钉固定在右侧压紧盖板1的顶部，锁紧螺钉8穿过压缩弹簧9、右支撑座12以及火工品7与左支撑座11螺纹连接。
所述右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10内部均开有适应柔性臂6形状的圆柱槽。
所述火工品7通电点燃炸药，火工品7的切割器将锁紧螺钉8切断，锁紧螺钉8在压缩弹簧9的作用下从火工品7中脱离，并停靠在挡块13上。
所述对开式的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个由火工品7、锁紧螺钉8、压缩弹簧9、左支撑座11、右支撑座12和挡块13构成的锁紧点；总体布局呈对称布置。
所述右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10与柔性臂外壳的接触圆弧槽部分镀有MoS2膜。
实施例1
如图1所示，四个固定基座2分别通过螺钉固定在卫星舱板5上，固定基座2两两对称，压紧盖板采用对开式结构，由右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10组成，右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10分别通过销轴4铰接在固定基座2上，销轴4的中部安装有扭转弹簧3，可对压紧盖板实施扭转力矩。右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10内部开有圆柱槽，可使柔性臂6置于压紧盖板的圆柱槽中，这样，增加了压紧接触面积，使压紧更加可靠。火工品7和左支撑座11通过螺钉固定在左侧压紧盖板10的顶部，右支撑座12以及挡块13通过螺钉固定在右侧压紧盖板1的顶部。
发射前，柔性臂6放入压紧盖板的圆柱槽中并用克服扭转弹簧3的扭力矩将两个对开的右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10合拢，此时，让锁紧螺钉8穿过压缩弹簧9、右支撑座12以及火工品7与左支撑座11螺纹连接，并旋紧锁紧螺钉8，对两个对开的压紧盖板施加一定的预紧力，将其紧固。这样，即可实现柔性臂在发射状态下压紧，保护柔性臂6在发射时振动冲击载荷作用下免于损坏。
如图2所示，柔性臂入轨后，给左侧的火工品7通电引爆炸药，火工品7的切割器将锁紧螺钉8切断，锁紧螺钉8的头部在压缩弹簧9的作用下从火工品7中脱离，并与其后部的挡块13相撞击后停靠。右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10分别在扭转弹簧3的作用下向两侧展开，并在机械限位作用下停止。至此，实现了柔性臂6在轨解锁。
如图1和图2所示，该压紧机构两个锁紧点，可一次起爆完成全部解锁，保证了锁紧的可靠性。此外，该压紧机构采用对开式布局，总体上呈对称布置，保证了锁紧的平衡性。
压紧盖板一般采用硬铝合金，材料轻且具有较高的强度和刚度，但是，由于柔性臂6壳体一般也采用铝合金制造，而且其与压紧盖板的接触有一定的压力，因此，应采取空间防冷焊措施，在右侧压紧盖板1和左侧压紧盖板10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)
1.一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，包括：右侧压紧盖板(1)、固定基座(2)、扭转弹簧(3)、销轴(4)、火工品(7)、锁紧螺钉(8)、压缩弹簧(9)、左侧压紧盖板(10)、左支撑座(11)、右支撑座(12)和挡块(13)；其中，四个固定基座(2)分别两两对称的通过螺钉固定在卫星舱板(5)上；压紧盖板采用对开式结构，由右侧压紧盖板(1)和左侧压紧盖板(10)组成；右侧压紧盖板(1)和左侧压紧盖板(10)分别通过销轴(4)铰接在固定基座(2)上；销轴(4)的中部安装有扭转弹簧(3)，可分别对左右侧压紧盖板实施扭转力矩；火工品(7)和左支撑座(11)通过螺钉固定在左侧压紧盖板(10)的顶部；右支撑座(12)和挡块(13)通过螺钉固定在右侧压紧盖板(1)的顶部；锁紧螺钉(8)穿过压缩弹簧(9)、右支撑座(12)以及火工品(7)与左支撑座(11)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，右侧压紧盖板(1)和左侧压紧盖板(10)内部均开有适应柔性臂(6)形状的圆柱槽。
3.根据权利要求1所述的一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，火工品(7)通电点燃炸药，火工品(7)的切割器将锁紧螺钉(8)切断，锁紧螺钉(8)在压缩弹簧(9)的作用下从火工品(7)中脱离，并停靠在挡块(13)上。
4.根据权利要求1所述的一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，所述对开式的空间柔性臂压紧释放机构设置有两个由火工品(7)、锁紧螺钉(8)、压缩弹簧(9)、左支撑座(11)、右支撑座(12)和挡块(13)构成的锁紧点；总体布局呈对称布置。
5.根据权利要求2所述的一种对开式的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于，右侧压紧盖板(1)和左侧压紧盖板(10)与柔性臂外壳的接触圆柱槽部分镀有MoS2膜。
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