CN110498065A - 一种立方体卫星电磁分离释放机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立方体卫星电磁分离释放机构，包括立体框架、卫星本体、位于立体框架内底部的辅助定位组件、位于立体框架内后侧的弹射组件以及位于立体框架底端表面的角度调节组件，其特征在于：辅助定位组件包括第一电磁线圈以及双向滚珠丝杆，第一电磁线圈对称安装在立体框架内两侧表面，双向滚珠丝杆转动连接在槽体内，槽体开设在立体框架内底部，双向滚珠丝杆两侧对称安装第一螺母座以及第二螺母座，第一螺母座顶端表面安装第一夹板，第二螺母座顶端表面安装第二夹板；实现了卫星本体的二次固定功能，通过弹射组件的设计，便于卫星本体的快速分离，通过角度调节组件的设计，能够对卫星本体分离角度进行微调。
Description
技术领域
本发明属于卫星分离技术领域，具体涉及一种立方体卫星电磁分离释放机构。
背景技术
卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。往往气体行星的卫星都很多，八大行星共有卫星59个，除水星和金星外，其它行星都有卫星环绕。按卫星多少的排名顺序是土星18个，天王星17个，木星16个，海王星8个，火星2个和地球各1个。不同卫星的体积和质量相差悬殊，半径大于1000km的卫星有7个，月球即为其一。分离释放装置用于主控载荷释放分离多颗分离载荷，是两者之间的机械接口，分离释放装置在发射和飞行初期阶段能将分离载荷安全可靠地锁紧，可受控随时释放出分离载荷，分离速度能达到一定的大小，目前传统的卫星分离释放机构仍存在各种各样的问题。
如授权公告号为CN107914899A的发明所公开的一种微卫星在轨释放装置，其具有可重复性、释放耗能低、电动与手动互为备份、结构简单、释放运动简单可靠等特点，但是其没有解决卫星运行过程中，安装稳定性不佳，极易造成卫星发生位移，影响后期分离效果的问题，为此我们提出一种立方体卫星电磁分离释放机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立方体卫星电磁分离释放机构，以解决上述背景技术中提出的卫星运行过程中，安装稳定性不佳，极易造成卫星发生位移，影响后期分离效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立方体卫星电磁分离释放机构，包括立体框架、卫星本体、位于立体框架内底部的辅助定位组件、位于立体框架内后侧的弹射组件以及位于立体框架底端表面的角度调节组件，所述辅助定位组件包括第一电磁线圈以及双向滚珠丝杆，所述第一电磁线圈对称安装在立体框架内两侧表面，所述双向滚珠丝杆转动连接在槽体内，所述槽体开设在立体框架内底部，所述双向滚珠丝杆两侧对称安装第一螺母座以及第二螺母座，所述第一螺母座顶端表面安装第一夹板，所述第二螺母座顶端表面安装第二夹板。
优选的，所述弹射组件包括电动推杆以及第二电磁线圈，所述电动推杆安装在立体框架内后侧表面上，所述第二电磁线圈位于导套内环形侧面上，所述导套位于电动推杆前端，所述导套内后侧面上焊接固定弹簧，所述弹簧一端与顶杆后端焊接固定，所述顶杆活动连接在导套内，所述顶杆前端固定连接推板。
优选的，所述角度调节组件包括转轴以及第一齿轮，所述转轴上端通过法兰与立体框架底端表面固定连接，所述转轴下端贯穿支撑板，所述支撑板位于立体框架下侧，所述第一齿轮位于第一电机的输出轴下端，所述第一电机位于支撑板底端表面一侧，所述第一齿轮通过轮齿与第二齿轮啮合，所述第二齿轮固定连接在转轴底端表面。
优选的，所述卫星本体位于立体框架内，所述立体框架两侧表面均安装太阳能光伏板。
优选的，所述立体框架内底部表面开设导向槽，所述导向槽内活动连接导向滑轮，所述导向滑轮上端与卫星本体底端表面固定连接。
优选的，所述双向滚珠丝杆一端通过减速器与第二电机相连接，所述第二电机安装在立体框架一侧表面下部。
优选的，所述第一螺母座通过第一滚珠螺母副与双向滚珠丝杆相连接，所述第二螺母座通过第二滚珠螺母副与双向滚珠丝杆相连接，所述第一螺母座以及第二螺母座规格相同。
优选的，所述转轴下端通过滚珠轴承与套筒转动连接，所述套筒镶嵌在支撑板中部。
优选的，所述第一电磁线圈以及第二电磁线圈均连接线与电磁控制器电性连接，所述电磁控制器安装在立体框架内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过第一电磁线圈的设计，能够对卫星本体进行一级固定，通过双向滚珠丝杆转动，同时带动第一夹板以及第二夹板移动，第一夹板以及第二夹板同时与卫星本体贴合，并将卫星本体夹持，从而实现了卫星本体的二次固定功能，提高了卫星运载时的稳定性。
(2)通过第二电磁线圈将顶杆固定在导套内，然后运行电动推杆，电动推杆推动推板移动，推板推动卫星本体移动，当卫星本体移动至立体框架前侧后，切断第二电磁线圈电路，弹簧在弹力作用下，快速推动顶杆移动，顶杆推动推板移动，推板将卫星本体推出，从而实现了卫星本体的弹射功能，便于卫星本体的快速脱离。
(3)通过第一齿轮以及第二齿轮带动转轴转动，转轴转动带动立体框架转动，立体框架带动卫星本体转动，进而对立体框架的角度进行微调，从而实现了卫星本体分离角度的调节功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中立体框架的主视剖面结构示意图；
图3为本发明中立体框架的俯视剖面结构示意图；
图4为图3中A处的放大结构示意图；
图5为本发明的主视剖面结构示意图；
图中：1、立体框架；2、卫星本体；3、导向槽；4、导向滑轮；11、第一电磁线圈；12、第一夹板；13、第一螺母座；14、双向滚珠丝杆；15、槽体；16、第二螺母座；17、第二夹板；21、电动推杆；22、导套；23、弹簧；24、第二电磁线圈；25、顶杆；26、推板；101、支撑板；102、转轴；103、第一电机；104、第一齿轮；105、第二齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种立方体卫星电磁分离释放机构，包括立体框架1、卫星本体2、位于立体框架1内底部的辅助定位组件、位于立体框架1内后侧的弹射组件以及位于立体框架1底端表面的角度调节组件，辅助定位组件包括第一电磁线圈11以及双向滚珠丝杆14，第一电磁线圈11对称安装在立体框架1内两侧表面，能够对卫星本体2进行一级固定，双向滚珠丝杆14转动连接在槽体15内，槽体15开设在立体框架1内底部，双向滚珠丝杆14两侧对称安装第一螺母座13以及第二螺母座16，第一螺母座13顶端表面安装第一夹板12，第二螺母座16顶端表面安装第二夹板17，实现了卫星本体2的二次固定功能，提高了卫星运载时的稳定性。
为了能够通过第二电磁线圈24将顶杆25固定在导套22内，然后运行电动推杆21，电动推杆21推动推板26移动，推板26推动卫星本体2移动，当卫星本体2移动至立体框架1前侧后，切断第二电磁线圈24电路，弹簧23在弹力作用下，快速推动顶杆25移动，顶杆25推动推板26移动，推板26将卫星本体2推出，从而实现了卫星本体2的弹射功能，便于卫星本体2的快速脱离，本实施例中，优选的，弹射组件包括电动推杆21以及第二电磁线圈24，电动推杆21安装在立体框架1内后侧表面上，第二电磁线圈24位于导套22内环形侧面上，导套22位于电动推杆21前端，导套22内后侧面上焊接固定弹簧23，弹簧23一端与顶杆25后端焊接固定，顶杆25活动连接在导套22内，顶杆25前端固定连接推板26。
为了通过第一齿轮104以及第二齿轮105带动转轴102转动，转轴102转动带动立体框架1转动，立体框架1带动卫星本体2转动，进而对立体框架1的角度进行微调，从而实现了卫星本体2分离角度的调节功能，本实施例中，优选的，角度调节组件包括转轴102以及第一齿轮104，转轴102上端通过法兰与立体框架1底端表面固定连接，转轴102下端贯穿支撑板101，支撑板101位于立体框架1下侧，第一齿轮104位于第一电机103的输出轴下端，第一电机103位于支撑板101底端表面一侧，第一齿轮104通过轮齿与第二齿轮105啮合，第二齿轮105固定连接在转轴102底端表面。
为了能够将太阳能转换成电能，便于太阳资源的合理利用，降低了电能消耗，本实施例中，优选的，卫星本体2位于立体框架1内，立体框架1两侧表面均安装太阳能光伏板。
为了能够提高卫星本体2分离过程中的导向性，避免了卫星本体2移动过程偏移的情况发生，本实施例中，优选的，立体框架1内底部表面开设导向槽3，导向槽3内活动连接导向滑轮4，导向滑轮4上端与卫星本体2底端表面固定连接。
为了能够控制双向滚珠丝杆14进行降速转动，本实施例中，优选的，双向滚珠丝杆14一端通过减速器与第二电机相连接，第二电机安装在立体框架1一侧表面下部。
为了能够将双向滚珠丝杆14的旋转运动转换成直线运动，使第一螺母座13以及第二螺母座16在双向滚珠丝杆14上线性移动，本实施例中，优选的，第一螺母座13通过第一滚珠螺母副与双向滚珠丝杆14相连接，第二螺母座16通过第二滚珠螺母副与双向滚珠丝杆14相连接，第一螺母座13以及第二螺母座16规格相同。
为了提高转轴102转动时的稳定性，本实施例中，优选的，转轴102下端通过滚珠轴承与套筒转动连接，套筒镶嵌在支撑板101中部。
为了能够控制第一电磁线圈11以及第二电磁线圈24的运行，本实施例中，优选的，第一电磁线圈11以及第二电磁线圈24均连接线与电磁控制器电性连接，电磁控制器安装在立体框架1内。
本发明中第一电机103以及第二电机型号为Y-160M 2-2，本发明中电动推杆21的型号为hydj24-300。
本发明的工作原理及使用流程：首先将卫星本体2上的导向滑轮4卡入导向槽3内，然后先后推动卫星本体2，卫星本体2带动导向滑轮4在导向槽3内移动，当卫星本体2与推板26贴合后，停止推动卫星本体2，并通过电磁控制器接通第一电磁线圈11电路，第一电磁线圈11通电产生磁性，并将卫星本体2进行固定，然后接通第二电机电路，第二电机通过减速器带动双向滚珠丝杆14降速转动，第一螺母副以及第二螺母副将双向滚珠丝杆14的旋转运动转换直线运动，第一螺母座13以及第二螺母座16在双向滚珠丝杆14上线性移动，第一螺母座13带动第一夹板12移动，第二螺母座16带动第二夹板17移动，当第一夹板12以及第二夹板17分别与卫星本体2贴合后，停止运动第二电机，进而第一夹板12以及第二夹板17将卫星本体2进行夹持，实现了卫星本体2的二次固定，提高了卫星本体2运载时的稳定性，当卫星本体2达到指定分离位置后，首先通过电磁控制器接通第二电磁线圈24的电路，第二电磁线圈24将顶杆25固定在导套22内，同时顶杆25压缩弹簧23，然后运行电动推杆21，电动推杆21推动推板26移动，推板26推动卫星本体2移动，当卫星本体2移动至立体框架1前侧后，切断第二电磁线圈24电路，磁性消失，弹簧23在回弹力作用下，将顶杆25在导套22内快速顶出，顶杆25带动推板26快速顶出，推板26将卫星本体2快速推出，将卫星本体2与立体框架1分离，实现了卫星本体2的弹射功能，便于卫星本体2与立体框架1快速分离，当需要对卫星本体2的分离角度进行调整时，接通第一电机103的电路，第一电机103带动第一齿轮104转动，第一齿轮104带动第二齿轮105转动第二齿轮105转动带动转轴102转动，转轴102转动带动立体框架1转动，立体框架1转动带动卫星本体2转动，当卫星本体2转动至指定分离角度后，停止运动第一电机103，实现了卫星本体2分离角度的微调功能，提高了本装置的适用范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种立方体卫星电磁分离释放机构，包括立体框架(1)、卫星本体(2)、位于立体框架(1)内底部的辅助定位组件、位于立体框架(1)内后侧的弹射组件以及位于立体框架(1)底端表面的角度调节组件，其特征在于：所述辅助定位组件包括第一电磁线圈(11)以及双向滚珠丝杆(14)，所述第一电磁线圈(11)对称安装在立体框架(1)内两侧表面，所述双向滚珠丝杆(14)转动连接在槽体(15)内，所述槽体(15)开设在立体框架(1)内底部，所述双向滚珠丝杆(14)两侧对称安装第一螺母座(13)以及第二螺母座(16)，所述第一螺母座(13)顶端表面安装第一夹板(12)，所述第二螺母座(16)顶端表面安装第二夹板(17)。
2.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述弹射组件包括电动推杆(21)以及第二电磁线圈(24)，所述电动推杆(21)安装在立体框架(1)内后侧表面上，所述第二电磁线圈(24)位于导套(22)内环形侧面上，所述导套(22)位于电动推杆(21)前端，所述导套(22)内后侧面上焊接固定弹簧(23)，所述弹簧(23)一端与顶杆(25)后端焊接固定，所述顶杆(25)活动连接在导套(22)内，所述顶杆(25)前端固定连接推板(26)。
3.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述角度调节组件包括转轴(102)以及第一齿轮(104)，所述转轴(102)上端通过法兰与立体框架(1)底端表面固定连接，所述转轴(102)下端贯穿支撑板(101)，所述支撑板(101)位于立体框架(1)下侧，所述第一齿轮(104)位于第一电机(103)的输出轴下端，所述第一电机(103)位于支撑板(101)底端表面一侧，所述第一齿轮(104)通过轮齿与第二齿轮(105)啮合，所述第二齿轮(105)固定连接在转轴(102)底端表面。
4.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述卫星本体(2)位于立体框架(1)内，所述立体框架(1)两侧表面均安装太阳能光伏板。
5.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述立体框架(1)内底部表面开设导向槽(3)，所述导向槽(3)内活动连接导向滑轮(4)，所述导向滑轮(4)上端与卫星本体(2)底端表面固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述双向滚珠丝杆(14)一端通过减速器与第二电机相连接，所述第二电机安装在立体框架(1)一侧表面下部。
7.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述第一螺母座(13)通过第一滚珠螺母副与双向滚珠丝杆(14)相连接，所述第二螺母座(16)通过第二滚珠螺母副与双向滚珠丝杆(14)相连接，所述第一螺母座(13)以及第二螺母座(16)规格相同。
8.根据权利要求3所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述转轴(102)下端通过滚珠轴承与套筒转动连接，所述套筒镶嵌在支撑板(101)中部。
9.根据权利要求1所述的一种立方体卫星电磁分离释放机构，其特征在于：所述第一电磁线圈(11)以及第二电磁线圈(24)均连接线与电磁控制器电性连接，所述电磁控制器安装在立体框架(1)内。
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