CN109515751B - 一种基于热刀的压紧释放机构 - Google Patents
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Abstract
一种基于热刀的压紧释放机构属于航天技术领域；本机构为了解决基于火工装置的压紧释放机构工作时对结构的冲击很大，安全隐患较为明显并且只能一次性使用的技术问题；本机构使用前，锁紧绳的一端固定在支座穿绳孔上，穿过热刀穿绳孔，另一端由压紧螺钉压紧，驱动弹簧压缩，销轴穿过销轴孔，销轴插入到需要压紧部件的销孔内，实现对需要压紧部件的压紧，星箭分离后，通过程控指令控制电极通电，使电热元件工作，锁紧绳在热刀穿绳孔处熔断，驱动弹簧释放弹簧应变能，驱动销轴座和热刀刀身与支座分离，销轴从销轴孔中拔出，弹出压紧部件，实现压紧释放机构对压紧部件的释放；本机构具有结构简单、安全可靠、低冲击、无污染和可重复使用的优点。
Description
技术领域
本发明属于航天技术领域，具体涉及一种基于热刀的压紧释放机构。
背景技术
压紧释放装置是用于航天器发射时实现本体和附件之间或者部件与部件之间的牢固连接,入轨后又按规定要求解除约束的机械装置。为了提高空间利用率，太阳翼、天线等航天器重要组成部分通常采用发射收拢入轨展开等形式，因此均需使用压紧释放装置。目前,航天器常用的压紧释放装置多为火工装置，利用火药燃烧或爆炸实现释放功能,具有可靠性高、能量储备大、作用时间短、结构紧凑、组成简单、重量和体积小等优点,但其缺点也很明显：工作时对结构的冲击很大，安全隐患较为明显并且只能一次性使用等。随着航天技术的发展,用户对航天器性价比的要求越来越高。为了提高性能,降低成本,必然要求压紧释放装置具有低冲击、无污染、安全可靠和可重复使用的特性。
发明内容
本发明为了解决基于火工装置的压紧释放机构工作时对结构的冲击很大，安全隐患较为明显并且只能一次性使用的技术问题，提供了一种基于热刀的压紧释放机构。
本发明技术方案如下：
一种基于热刀的压紧释放机构，包括：
连接组件，所述连接组件用以连接机构外部部件；
弹开组件，所述弹开组件置于连接组件的下部，且用以分离所述连接组件和机构外部部件；
锁紧绳，所述锁紧绳用以拉紧机构各组件；以及
热刀组件，所述热刀组件置于弹开组件的下部，所述热刀组件采用电加热方式熔断锁紧绳。
所述热刀组件包括置于热刀刀身内部的电热元件，所述热刀刀身的两端设置电极，所述电极与电热元件连接；所述热刀刀身的底部设置热刀穿绳孔。
所述连接组件包括支座，所述支座上设置支座穿绳孔、支座导向面和销轴孔；所述销轴孔位于支座的中心，所述支座导向面为多个且相对于销轴孔对称设置，所述支座穿绳孔设置在支座的边缘；所述支座上固定压紧螺钉和限位元件。
所述弹开组件包括设置在销轴座上的销轴、弹簧挡圈和销轴座安装孔；所述弹簧挡圈上设置卡爪和销轴导向面；
所述弹簧挡圈设置在销轴的外侧，驱动弹簧设置在销轴和弹簧挡圈之间。
所述支座导向面和销轴导向面相互配合连接，实现支座与销轴座相对滑动；所述支座与销轴座相对滑动时，所述销轴相对销轴孔做伸出或缩回运动，所述销轴最大伸出长度小于驱动弹簧最大压缩量。
所述销轴座在驱动弹簧作用下向外弹出时，所述卡爪与限位元件接触，所述限位元件实现对销轴座限位。
所述销轴座与热刀刀身固定连接。
加强肋置于支座导向面的外侧。
所述压紧释放机构使用前，所述锁紧绳的一端固定在支座穿绳孔上，锁紧绳穿过热刀穿绳孔，另一端由压紧螺钉压紧，所述锁紧绳压紧支座、销轴座和热刀刀身；所述驱动弹簧压缩，所述销轴穿过销轴孔，销轴插入到机构外部部件的销孔内，实现对机构外部部件的压紧；星箭分离后，压紧的机构外部部件需要释放时，通过程控指令控制电极通电，使电热元件工作，所述锁紧绳在热刀穿绳孔处熔断；所述驱动弹簧释放弹簧应变能，驱动销轴座和热刀刀身与支座分离，所述销轴从销轴孔中拔出，弹出机构外部部件，所述压紧释放机构释放机构外部部件。
本发明的有益效果：本发明所述的星载设备压紧释放机构与现有的基于火工装置的压紧释放机构相比具有结构简单、安全可靠、低冲击、无污染和可重复使用的优点。
附图说明
图1为本发明一种基于热刀的压紧释放机构的压紧释放机构结构示意图；
图2为本发明一种基于热刀的压紧释放机构的压紧释放机构剖视图；
图3为本发明一种基于热刀的压紧释放机构的支座结构示意图；
图4为本发明一种基于热刀的压紧释放机构的销轴座结构示意图。
其中，1、支座，2、支座安装孔，3、支座穿绳孔，4、支座导向面，5、销轴孔，6、压紧螺钉，7、限位元件，8、销轴座，9、销轴，10、卡爪，11、销轴导向面，12、弹簧挡圈，13、驱动弹簧，14、热刀刀身，15、电热元件，16、电极，17、热刀穿绳孔，18、锁紧绳，19、销轴座安装孔。
具体实施方式
为使本发明技术方案更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明中的技术方案进行详细的描述。
如图1至图4所示，一种基于热刀的压紧释放机构，为非火工方式，包括：
连接组件，弹开组件，锁紧绳18和热刀组件。
连接组件用以连接机构外部部件。连接组件包括支座1上设置支座安装孔2、支座穿绳孔3、支座导向面4和销轴孔5。所述销轴孔5位于支座1的中心，所述支座导向面4为多个且相对于销轴孔5对称设置，所述支座穿绳孔3设置在支座1的边缘。所述支座1上固定压紧螺钉6和限位元件7。加强肋401置于支座导向面4的外侧。支座安装孔2用于支座1与机构外部部件通过螺钉安装连接，限位元件7通过螺钉固定在支座1上。
弹开组件置于连接组件的下部，且用以分离所述连接组件和机构外部部件。弹开组件包括设置在销轴座8上的销轴9、弹簧挡圈12和销轴座安装孔19。所述弹簧挡圈12上设置卡爪10和销轴导向面11。弹簧挡圈12设置在销轴9的外侧，驱动弹簧13设置在销轴9和弹簧挡圈12之间。
锁紧绳18用以拉紧机构各组件。
热刀组件置于弹开组件的下部，工作时采用电加热方式，用以熔断锁紧绳18。热刀组件包括设置安装于热刀刀身14内部的电热元件15，电热元件15为通电加热材料，例如陶瓷、电阻丝等。热刀刀身14的两端设置电极16，电极16与电热元件15连接，电热元件15需要通电加热时，电极16与航天器上电源连接，可为电热元件15供电。热刀刀身14的底部设置热刀穿绳孔17。
支座1与销轴座8分别通过支座导向面4和销轴导向面11相互配合连接，实现支座1与销轴座8相对滑动。支座1与销轴座8相对滑动时，销轴9相对销轴孔5做伸出或缩回运动，销轴9最大伸出长度小于驱动弹簧13最大压缩量。销轴座8在驱动弹簧13作用下向外弹出时，卡爪10与限位元件7接触，限位元件7对销轴座8的限位，防止锁紧绳18熔断时销轴座8与热刀刀身14飞出脱落。
销轴座8的销轴座安装孔19通过螺钉与热刀刀身14固定连接。
压紧释放机构通过支座1上的支座安装孔2与需要压紧释放的机构外部部件采用螺钉连接，压紧释放机构使用前，锁紧绳18的一端固定在支座穿绳孔3上，锁紧绳18穿过热刀穿绳孔17，另一端由压紧螺钉6压紧，实现锁紧绳18压紧支座1、销轴座8和热刀刀身14。驱动弹簧13压缩，支座1与销轴座8分别通过支座导向面4和销轴导向面11的圆弧面相互配合，相对滑动，销轴9穿过销轴孔5，销轴9插入到机构外部部件的销孔内，通过机构外部部件的销孔配合实现对需要压紧的机构外部部件的压紧；星箭分离后，压紧的机构外部部件需要释放时，通过程控指令控制电极16通电，使电热元件15工作，锁紧绳18在热刀穿绳孔17处熔断。驱动弹簧13释放弹簧应变能，驱动销轴座8和热刀刀身14与支座1分离，销轴9从销轴孔5中拔出，即销轴9从压紧的机构外部部件的销孔中拔出，弹出机构外部部件，实现压紧释放机构释放机构外部部件。
Claims (5)
1.一种基于热刀的压紧释放机构，其特征在于，包括：连接组件，所述连接组件用以连接机构外部部件；
弹开组件，所述弹开组件置于连接组件的下部，且用以分离所述连接组件和机构外部部件；
锁紧绳(18)，所述锁紧绳(18)用以拉紧机构各组件；以及
热刀组件，所述热刀组件置于弹开组件的下部，所述热刀组件采用电加热方式熔断锁紧绳(18)；
所述热刀组件包括置于热刀刀身(14)内部的电热元件(15)，所述热刀刀身(14)的两端设置电极(16)，所述电极(16)与电热元件(15)连接；
所述热刀刀身(14)的底部设置热刀穿绳孔(17)；
所述连接组件包括支座(1)，所述支座(1)上设置支座穿绳孔(3)、支座导向面(4)和销轴孔(5)；
所述销轴孔(5)位于支座(1)的中心，所述支座导向面(4)为多个且相对于销轴孔(5)位置对称，所述支座穿绳孔(3)设置在支座(1)的边缘；
所述支座(1)上固定压紧螺钉(6)和限位元件(7)；
所述弹开组件包括设置在销轴座(8)上的销轴(9)、弹簧挡圈(12)和销轴座安装孔(19)；
所述弹簧挡圈(12)上设置卡爪(10)和销轴导向面(11)；
所述弹簧挡圈(12)设置在销轴(9)的外侧，驱动弹簧(13)设置在销轴(9)和弹簧挡圈(12)之间；
所述支座导向面(4)和销轴导向面(11)相互配合连接，实现支座(1)与销轴座(8)相对滑动；
所述支座(1)与销轴座(8)相对滑动时，所述销轴(9)相对销轴孔(5)做伸出或缩回运动，所述销轴(9)最大伸出长度小于驱动弹簧(13)最大压缩量。
2.如权利要求1所述的一种基于热刀的压紧释放机构，其特征在于，所述销轴座(8)在驱动弹簧(13)作用下向外弹出时，所述卡爪(10)与限位元件(7)接触，限位元件(7)实现对销轴座(8)的限位。
3.如权利要求2所述的一种基于热刀的压紧释放机构，其特征在于，所述销轴座(8)与热刀刀身(14)固定连接。
4.如权利要求3所述的一种基于热刀的压紧释放机构，其特征在于，加强肋(401)置于支座导向面(4)的外侧。
5.如权利要求4所述的一种基于热刀的压紧释放机构，其特征在于，所述压紧释放机构使用前，锁紧绳(18)的一端固定在支座穿绳孔(3)上，锁紧绳(18)穿过热刀穿绳孔(17)，另一端由压紧螺钉(6)压紧，所述锁紧绳(18)压紧支座(1)、销轴座(8)和热刀刀身(14)；
所述驱动弹簧(13)压缩，所述销轴(9)穿过销轴孔(5)，销轴(9)插入到机构外部部件的销孔内，实现对机构外部部件的压紧；
星箭分离后，压紧的机构外部部件需要释放时，通过程控指令控制电极(16)通电，使电热元件(15)工作，所述锁紧绳(18)在热刀穿绳孔(17)处熔断；
所述驱动弹簧(13)释放弹簧应变能，驱动销轴座(8)和热刀刀身(14)与支座(1)分离，所述销轴(9)从销轴孔(5)中拔出，弹出机构外部部件，所述压紧释放机构释放机构外部部件。
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