CN109625328A - 熔断式压紧释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种熔断式压紧释放装置，包括压紧座(1)、加热棒组件、张紧组件、绳索组件、锁紧座(5)以及固定组件；所述加热棒组件和张紧组件均设置在压紧座(1)上；所述绳索组件一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒组件热接触；所述固定组件设置在锁紧座(5)上，且与绳索组件相连，通过调节固定组件和锁紧座(5)间的相对位置，能够实现对绳索组件的拉紧和/或预紧力调节。本发明除常规热切割释放过程低冲击、无污染的优点外，还具有整体尺寸小、结构简单、成本低以及预紧力可调等优点。
Description
技术领域
本发明涉及航天器机构压紧释放领域，具体地，涉及一种熔断式压紧释放装置，尤其涉及小型熔断式可调压紧释放装置。
背景技术
快响应、低成本的微小卫星已成为国际航天领域重点发展方向之一，微小卫星上的诸如天线、太阳翼等机构在发射段需压紧，以免发生振动破坏，而入轨后需释放展开，故需要使用压紧释放装置实现上述功能。
传统的压紧释放装置一般采用爆炸螺栓、切割器、拔销器及分离螺母等火工品，如专利文献CN104276294A公开的卫星微振动隔振系统压紧释放装置，火工锁与火工锁安装座螺接，并通过两个上下设置的并紧螺母螺接压紧在被压紧对象压紧点上，火工锁安装座与安装基板之间螺接，火工锁安装座和保护罩之间配合接触，微动开关指示支架设置于两个上下设置的并紧螺母之间，下并紧螺母的外部套装有展开弹簧；微动开关调节支架螺接在安装基板上，微动开关及片簧组件螺接在微动开关调节支架上；片簧组件与微动开关指示支架之间具有相对状态关系，微动开关根据片簧组件与微动开关指示支架之间的相对状态关系给予释放成功信号。
这类压紧释放装置虽然承载力大但相对重量大、冲击大，且无法重复使用，成本较高，不适用于微小卫星重量轻,冲击力小和低成本等要求。
而热刀式压紧释放装置是一般用张力索和热刀，相比火工品，有解锁冲击小、可多次重复试验等优点，但其结构相对复杂，工作功率和电压较大.且热刀刀片形结构较尖锐，在发射振动段可能与张力索接触磨损，且对绳索的蠕变和张力敏感，导致热刀式压紧释放装置的应用受到限制。
因此，提供一种小型的熔断式压紧释放装置具有较高的必要性和实用性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种熔断式压紧释放装置。
根据本发明提供的一种熔断式压紧释放装置，包括压紧座、加热棒组件、张紧组件、绳索组件、锁紧座以及固定组件；
所述加热棒组件和张紧组件均设置在压紧座上；
所述绳索组件一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒组件热接触；
所述固定组件设置在锁紧座上，且与绳索组件相连，通过调节固定组件和锁紧座间的相对位置，能够实现对绳索组件的拉紧和/或预紧力调节。
优选地，所述加热棒组件包括加热棒和隔热套；所述加热棒穿过隔热套架装在压紧座中；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒热接触。
优选地，所述绳索组件包括绳索和夹紧绳头；所述夹紧绳头设置在绳索两端；通过夹紧绳头，绳索一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索与加热棒组件紧贴。
优选地，所述张紧组件包括导向套筒、滑动套以及压簧；所述滑动套安装在导向套筒内，并且通过夹紧绳头与绳索一端相连；所述导向套筒通过第一固定件连接在压紧座侧壁；当所述滑动套压紧压簧时，所述压簧被压紧限制在压紧座的内侧壁。
优选地，所述固定组件包括锁紧件、紧固件以及垫圈；所述锁紧件通过夹紧绳头与绳索一端相连，通过调节锁紧件与锁紧座间的相对位置，能够实现绳索的拉紧和/或预紧力调节；所述紧固件能够固定锁紧件和锁紧座这两者，从而使两者间的相对位置确定；所述垫圈设置在紧固件和锁紧座之间。
优选地，所述加热棒和隔热套上均设置有螺纹，加热棒能够螺纹旋入隔热套，从而固定安装加热棒和隔热套。
优选地：
-所述张紧组件还包括第一防逃帽，所述第一防逃帽可拆卸地设置在导向套筒远离压紧座一侧，当第一防逃帽处于未拆卸状态时，绳索被限制在导向套筒以内，当第一防逃帽处于已拆卸状态时，绳索处于自由更换状态；和/或
-所述固定组件还包括第二防逃帽，所述第二防逃帽可拆卸地设置在锁紧件远离锁紧座一侧，当第二防逃帽处于未拆卸状态时，绳索被限制在锁紧件以内，当第二防逃帽处于已拆卸状态时，绳索处于自由更换状态。
优选地，所述夹紧绳头为分瓣带锥面结构，与锁紧件及滑动套的锥面配合，在绳索拉紧时，夹紧绳头的夹紧力随绳索拉紧力的增大而增大，从而使得绳索与夹紧绳头不脱开。
优选地，所述压紧座与压紧物以第一方式相连；所述锁紧座与被压紧物以第二方式相连；所述压紧物包括航天器本体；所述第一方式包括通过连接件相连；所述第二方式包括胶连和/或通过连接件相连。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的熔断式压紧释放装置，除常规热切割释放过程低冲击、无污染的优点外，还具有整体尺寸小、结构简单、成本低的优点；
2、本发明提供的熔断式压紧释放装置，采用表面光滑的圆筒形加热棒代替传统刀片型电热元件，降低在发射振动段可能与张力索的接触磨损；同时，张紧组件使绳索在熔断前始终与加热棒紧贴，保证熔断性，且具有一定的防蠕变功能；这两点结合，能够有效提升装置的可靠性；
3、本发明提供的熔断式压紧释放装置，具有预紧力调节功能，可根据不同压紧力的需求，改变绳索的直径、材料等适应不同最大预紧力的要求；并且绳索结构本身成本低，可替换性好，适用于对尺寸质量有较高要求的低成本微小卫星展开机构的压紧释放。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的熔断式压紧释放装置的总体结构示意图；
图2为本发明提供的熔断式压紧释放装置中圆筒形加热棒的示意图；
图3为本发明提供的熔断式压紧释放装置中张紧组件的剖视示意图；
图4为本发明提供的熔断式压紧释放装置中夹紧绳头的示意图。
图中示出：
压紧座 1
加热棒 21
隔热套 22
导向套筒 31
滑动套 32
第一防逃帽 33
压簧 34
绳索 41
夹紧绳头 42
锁紧座 5
锁紧件 61
第二防逃帽 62
紧固件 63
垫圈 64
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种熔断式压紧释放装置，包括压紧座1、加热棒组件、张紧组件、绳索组件、锁紧座5以及固定组件；所述加热棒组件和张紧组件均设置在压紧座1上；所述绳索组件一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒组件热接触；所述固定组件设置在锁紧座5上，且与绳索组件相连，通过调节固定组件和锁紧座5间的相对位置，能够实现对绳索组件的拉紧和/或预紧力调节。
优选地，所述加热棒组件包括加热棒21和隔热套22；所述加热棒21穿过隔热套22架装在压紧座1中；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒21热接触。所述绳索组件包括绳索41和夹紧绳头42；所述夹紧绳头42设置在绳索41两端；通过夹紧绳头42，绳索41一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索41在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索41与加热棒组件紧贴。所述张紧组件包括导向套筒31、滑动套32以及压簧34；所述滑动套32安装在导向套筒31内，并且通过夹紧绳头42与绳索41一端相连；所述导向套筒31通过第一固定件连接在压紧座1侧壁；当所述滑动套32压紧压簧34时，所述压簧34被压紧限制在压紧座1的内侧壁。
具体地，所述固定组件包括锁紧件61、紧固件63以及垫圈64；所述锁紧件61通过夹紧绳头42与绳索41一端相连，通过调节锁紧件61与锁紧座5间的相对位置，能够实现绳索41的拉紧和/或预紧力调节；所述紧固件63能够固定锁紧件61和锁紧座5这两者，从而使两者间的相对位置确定；所述垫圈64设置在紧固件63和锁紧座5之间。所述加热棒21和隔热套22上均设置有螺纹，加热棒21能够螺纹旋入隔热套22，从而固定安装加热棒21和隔热套22。
更具体地：
-所述张紧组件还包括第一防逃帽33，所述第一防逃帽33可拆卸地设置在导向套筒31远离压紧座1一侧，当第一防逃帽33处于未拆卸状态时，绳索41被限制在导向套筒31以内，当第一防逃帽33处于已拆卸状态时，绳索41处于自由更换状态；和/或
-所述固定组件还包括第二防逃帽62，所述第二防逃帽62可拆卸地设置在锁紧件61远离锁紧座5一侧，当第二防逃帽62处于未拆卸状态时，绳索41被限制在锁紧件61以内，当第二防逃帽62处于已拆卸状态时，绳索41处于自由更换状态。
所述夹紧绳头42为分瓣带锥面结构，与锁紧件61及滑动套32的锥面配合，在绳索41拉紧时，夹紧绳头42的夹紧力随绳索41拉紧力的增大而增大，从而使得绳索41与夹紧绳头42不脱开。所述压紧座1与压紧物以第一方式相连；所述锁紧座5与被压紧物以第二方式相连；所述压紧物包括航天器本体；所述第一方式包括通过连接件相连；所述第二方式包括胶连和/或通过连接件相连。
进一步地，所述加热棒21穿过隔热套架装在压紧座中，能够避免加热棒21产生的热量通过压紧座1传至航天器本体；所述张紧组件通过所述压簧34的作用，使绳索41在熔断之前始终与加热棒21紧贴，保证熔断性，且具有一定的防蠕变功能。当绳索41拉紧时，绳索41带动滑动套32将压簧34压紧，当绳索41熔断时，压簧34释放带动滑动套32移动，导向套筒31同时起到导向限位和防滑动套32逃逸的作用；在确定锁紧件61与锁紧座5的相对位置后，调节紧固件63保证所述锁紧件61与锁紧座5的紧固，并使得绳索41的预紧力固定。在张紧组件与固定组件上均设置防绳索逃逸盖帽，即第一防逃帽33和第二防逃帽62，保证在轨释放后绳索留在压紧释放装置内。压紧座1与张紧组件目前包络为60mm×50mm×30mm，所述锁紧座5及所述固定组件目前包络为φ42mm×55mm，可根据要求进一步优化尺寸。锁紧件61是在标准件基础上加工而成。通过选择绳索41的抗拉能力，若改变绳索41的直径、材料等，能够适应不同最大预紧力的要求。在进行地面试验绳索41熔断后，仅需更换绳索41就能再次装配试验，因此本装置的成本较低。
更进一步地，如图1所示，被压紧物介于所述压紧座1与锁紧座5之间，被压紧物上设置直口与所述压紧座1配合，但一旦释放，被压紧物与压紧座1之间能自由运动。所述锁紧座5通过胶接或螺接与被压紧物固连，释放后锁紧座5带着固定组件一起随被压紧物运动。如图1-4，在安装时首先将压簧34、滑动套32通过导向套筒31安装于压紧座1侧壁；隔热套22通过胶接与压紧座1连接，再将加热棒21拧入隔热套22对应螺纹孔安装；其次将压紧座1与航天器本体连接；再将被压紧物(锁紧座5已安装在外表面)与压紧座1直口配合定位；将紧固件63拧至锁紧件61根部，套上垫圈64，拧入锁紧座5到底；将绳索41一端通过夹紧绳头42放入滑动套32拉紧，再将绳索41紧贴加热棒21穿至锁紧件61头部，放入夹紧绳头42，将锁紧件61向上拧起直至绳索41拉紧至设定的预紧力，最后将紧固件63向下拧紧，至此装配完成。进行地面试验时，加热棒21通电加热，直至熔断绳索41，需重复试验时，只需更换绳索41，重复穿绳索41的步骤即可进行。最终发射前，将第一防逃帽33和第二防逃帽62拧入即可。
本发明的优选例整体尺寸小，结构简单，成本低，预紧力可调，张紧组件能保证绳索41在熔断之前一直与加热棒21接触，具有一定的防蠕变功能，可靠性高，可重复使用，适用于对尺寸质量有较高要求的低成本微小卫星展开机构的压紧释放。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种熔断式压紧释放装置，其特征在于，包括压紧座(1)、加热棒组件、张紧组件、绳索组件、锁紧座(5)以及固定组件；
所述加热棒组件和张紧组件均设置在压紧座(1)上；
所述绳索组件一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒组件热接触；
所述固定组件设置在锁紧座(5)上，且与绳索组件相连，通过调节固定组件和锁紧座(5)间的相对位置，能够实现对绳索组件的拉紧和/或预紧力调节。
2.根据权利要求1所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述加热棒组件包括加热棒(21)和隔热套(22)；所述加热棒(21)穿过隔热套(22)架装在压紧座(1)中；当绳索组件在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索组件与加热棒(21)热接触。
3.根据权利要求1所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述绳索组件包括绳索(41)和夹紧绳头(42)；所述夹紧绳头(42)设置在绳索(41)两端；通过夹紧绳头(42)，绳索(41)一端与张紧组件相连，另一端与固定组件相连；当绳索(41)在张紧组件和固定组件的共同作用下拉紧时，绳索(41)与加热棒组件紧贴。
4.根据权利要求3所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述张紧组件包括导向套筒(31)、滑动套(32)以及压簧(34)；所述滑动套(32)安装在导向套筒(31)内，并且通过夹紧绳头(42)与绳索(41)一端相连；所述导向套筒(31)通过第一固定件连接在压紧座(1)侧壁；当所述滑动套(32)压紧压簧(34)时，所述压簧(34)被压紧限制在压紧座(1)的内侧壁。
5.根据权利要求4所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述固定组件包括锁紧件(61)、紧固件(63)以及垫圈(64)；所述锁紧件(61)通过夹紧绳头(42)与绳索(41)一端相连，通过调节锁紧件(61)与锁紧座(5)间的相对位置，能够实现绳索(41)的拉紧和/或预紧力调节；所述紧固件(63)能够固定锁紧件(61)和锁紧座(5)这两者，从而使两者间的相对位置确定；所述垫圈(64)设置在紧固件(63)和锁紧座(5)之间。
6.根据权利要求2所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述加热棒(21)和隔热套(22)上均设置有螺纹，加热棒(21)能够螺纹旋入隔热套(22)，从而固定安装加热棒(21)和隔热套(22)。
7.根据权利要求5所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于：
-所述张紧组件还包括第一防逃帽(33)，所述第一防逃帽(33)可拆卸地设置在导向套筒(31)远离压紧座(1)一侧，当第一防逃帽(33)处于未拆卸状态时，绳索(41)被限制在导向套筒(31)以内，当第一防逃帽(33)处于已拆卸状态时，绳索(41)处于自由更换状态；和/或
-所述固定组件还包括第二防逃帽(62)，所述第二防逃帽(62)可拆卸地设置在锁紧件(61)远离锁紧座(5)一侧，当第二防逃帽(62)处于未拆卸状态时，绳索(41)被限制在锁紧件(61)以内，当第二防逃帽(62)处于已拆卸状态时，绳索(41)处于自由更换状态。
8.根据权利要求3所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述夹紧绳头(42)为分瓣带锥面结构，与锁紧件(61)及滑动套(32)的锥面配合，在绳索(41)拉紧时，夹紧绳头(42)的夹紧力随绳索(41)拉紧力的增大而增大，从而使得绳索(41)与夹紧绳头(42)不脱开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的熔断式压紧释放装置，其特征在于，所述压紧座(1)与压紧物以第一方式相连；所述锁紧座(5)与被压紧物以第二方式相连；所述压紧物包括航天器本体；所述第一方式包括通过连接件相连；所述第二方式包括胶连和/或通过连接件相连。
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