CN110562487A - 一种立方星弹射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立方星弹射器，包括主体外壳，所述主体外壳的下端外表面固定安装有安装接口，所述主体外壳的下端外表面安装有展开到位锁定组件和展开到位反馈组件，所述主体外壳的一侧外表面固定安装有扭簧，所述主体外壳的一侧外表面设置有旋转端盖，所述主体外壳的上端外表面固定安装有锁紧释放机构和第一微动开关。本发明利用锁紧释放机构解除对旋转端盖的约束，旋转端盖在扭簧作用下展开，主体外壳内部储存的立方星在弹射机构作用下沿直线滑槽导轨向外滑出，在滑出过程中旋转端盖旋转到一定角度被锁定，整个展开过程中会将旋转端盖开始展开、旋转端盖展开到位、弹簧释放到位信号回传给火箭，确保立方星与弹射器成功分离。

Description

一种立方星弹射器

技术领域

本发明涉及弹射器领域，特别涉及一种立方星弹射器。

背景技术

传统卫星和运载火箭的分离往往采用包带和爆炸螺栓结合的分离方式，这种分离技术较为成熟，在大卫星上也广泛采用，然而火攻器在爆炸的瞬间可能产生细小微粒，这些细小微粒进入到卫星后，如光学镜头等，会对卫星的器件造成极大的损伤，另外爆炸螺栓的爆炸冲击力可能会影响到立方星的释放，目前的12U以下的立方星的释放都通常采用特制的弹射器来实现卫星的在轨释放，通用性极差，另外对于12U的弹射器主要是采用进口或者利用同小卫星一样的释放方法，极其浪费资源，目前6U立方星的弹射器（POD）可实现与火箭的连接及小卫星分离，POD内部一端安装圆柱弹簧，另一端是可旋转端盖，根部带有扭簧，盖子通过上部释放装置释放后，在扭簧作用下旋转打开，卫星在储能元件圆柱弹簧作用下沿直线导轨向外滑出，现有的弹射器普遍存在以下几个问题：目前立方星弹射器通用性比较差，立方形研制出来后找不到合适的弹射器装置，大大延缓了其研制进程；弹射器的旋转端盖在扭簧作用下打开后由于惯性会回弹，容易碰到并损伤正在滑出的立方星；缺少足够反馈信息，包括旋转端盖是否展开，旋转端盖是否展开到位，弹簧是否释放到位等信息，用来判断立方星是否成功弹出；旋转端盖的锁紧机构大部分采用电磁阀原理或者拉力绳原理，附属零件较多，且结构较复杂，可靠性偏低。

因此，发明一种立方星弹射器来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立方星弹射器，利用记忆合金锁紧释放机构解除对旋转端盖的约束，旋转端盖在扭簧作用下展开，主体外壳内部储存的立方星在弹射机构作用下沿直线滑槽导轨向外滑出，在滑出过程中旋转端盖旋转到一定角度被锁定，整个展开过程中会将旋转端盖开始展开、旋转端盖展开到位、弹簧释放到位信号回传给火箭，确保立方星与弹射器成功分离。以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立方星弹射器，包括主体外壳，所述主体外壳的下端外表面固定安装有安装接口，所述主体外壳的下端外表面安装有展开到位锁定组件和展开到位反馈组件，所述主体外壳的一侧外表面固定安装有扭簧，所述主体外壳的一侧外表面设置有旋转端盖，所述主体外壳的上端外表面固定安装有锁紧释放机构和第一微动开关，所述主体外壳的上端和两个侧面外表面安装有多个观察挡板，所述主体外壳的内部一侧固定安装弹射机构，所述主体外壳的内部开设有立方星室，所述主体外壳的内部四边表面设置有滑槽导轨。

优选的，所述主体外壳内部有可拆卸的3U附属件，当安装3U附属件时，立方星室可容纳2个3U立方星进行弹射，当卸载3U附属件后，立方星室可容纳1个6U立方星进行弹射。

优选的，所述主体外壳内部一侧的固定安装弹射机构由圆柱弹簧和弹簧连接板构成，当锁紧释放机构释放后，圆柱弹簧储存的弹性势能释放，弹簧连接板推动立方星室的立方星向外滑动，当弹簧连接板外滑到一定位置会触发第一微动开关。

优选的，锁紧释放机构的拔销器支撑件和第二微动开关固定安装在主体外壳上，记忆合金拔销器安装固定在拔销器支撑件上，拔销器弹簧与拔销器压紧件固定安装在旋转端盖上。

优选的，展开到位锁定组件的定位销外壳与主体外壳的下端外表面靠近旋转端盖端安装固定，内部通过定位销弹簧提供定位销向外的推力，定位销的另一端安装有定位销帽，旋转端盖相应位置留有缺口，在展开到位时被定位销弹出卡住。

优选的，展开到位反馈组件的定位销在旋转端盖展开过程中逐渐滑出，旋转端盖旋转到位时滑出端会触发第三微动开关。

本发明的技术效果和优点：

（1）本发明通过第一微动开关安装在主体外壳上端，当锁紧释放机构释放后，主体外壳内部的圆柱弹簧储存的弹性势能释放，弹簧连接板推动立方星室的立方星向外滑动，当弹簧连接板外滑到一定位置会触发第一微动开关上的弹片，产生弹簧释放到位信号返回给运载火箭。

（2）本发明通过采用结构系统简单的记忆合金锁紧释放机构代替以往的电磁原理和拉力绳原理机构，对记忆合金拔销器通电时，拔销器内部的记忆合金杆收缩，解除对拔销器压紧件的约束，旋转端盖释放，安装在锁紧释放机构旁的微动开关被触发，旋转端盖开始释放信号返回给运载火箭，立方星向外弹出。

（3）本发明通过设置在主体外壳下端外表面靠近旋转端盖的展开到位锁定组件，当旋转端盖展开110°时，展开到位锁定组件中的定位销弹出与旋转端盖预留的缺口卡住，防止旋转端盖回弹与正在弹出的立方星发生碰撞。

（4）本发明通过设置在主体外壳下端外表面靠近旋转端盖的展开到位反馈组件，当旋转端盖展开110°时，展开到位反馈组件中的定位销弹出与触发第三微动开关，产生展开到位信号并反馈给运载火箭。

（5）本发明通过展开到位锁定组件实现旋转端盖锁定，并通过三个信号（弹簧连接板释放到位信号、旋转端盖开始展开信号、旋转端盖展开到位信号）综合判断各部件的工作状态和立方星是否顺利从弹射器弹出。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明旋转端盖展开示意图。

图3为本发明弹射器的剖视图；

图4为本发明锁紧释放机构的结构图；

图5为本发明展开到位锁定组件的结构图。

图6为本发明展开到位反馈组件的结构图。

图中：1主体外壳、2安装接口、3展开到位锁定组件、4展开到位反馈组件、5扭转弹簧、6旋转端盖、7锁紧释放机构、8第一微动开关、9观察挡板、10弹射机构、11立方星室、12滑槽导轨、13 3U附属件、14圆柱弹簧、15弹簧连接板、16弹簧、17第二微动开关、18记忆合金拔销器、19拔销器弹簧、20拔销器压紧件、21定位销外壳、22定位销弹簧、23定位销、24定位销帽、25第三微动开关。

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。

本发明提供了如图1-6所示的为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括主体外壳1，所述主体外壳1的下端外表面固定安装有安装接口2，所述主体外壳1的下端外表面安装有展开到位锁定组件3和展开到位反馈组件4，所述主体外壳1的一侧外表面固定安装有扭簧5，所述主体外壳1的一侧外表面设置有旋转端盖6，所述主体外壳1的上端外表面固定安装有锁紧释放机构7和第一微动开关8，所述主体外壳1的上端和两个侧面外表面安装有多个观察挡板9，所述主体外壳1的内部一侧固定安装弹射机构10，所述主体外壳1的内部开设有立方星室11，所述主体外壳1的内部四边表面设置有滑槽导轨12。

进一步的，在上述方案中，所述主体外壳1内部有可拆卸的3U附属件13，当安装3U附属件13时，立方星室11可容纳2个3U立方星进行弹射，当卸载3U附属件13后，立方星室11可容纳1个6U立方星进行弹射；

进一步的，在上述方案中，所述主体外壳1内部一侧的固定安装弹射机构10由圆柱弹簧14和弹簧连接板15构成，当锁紧释放机构7释放后，圆柱弹簧14储存的弹性势能释放，弹簧连接板15推动立方星室11的立方星向外滑动，当弹簧连接板15外滑到一定位置会触发第一微动开关8；

进一步的，在上述方案中，锁紧释放机构7的拔销器支撑件16和第二微动开关17固定安装在主体外壳1上，记忆合金拔销器18安装固定在拔销器支撑件16上，拔销器弹簧19与拔销器压紧件20固定安装在旋转端盖6上；

进一步的，在上述方案中，展开到位锁定组件3的定位销外壳21与主体外壳1的下端外表面靠近旋转端盖6端安装固定，内部通过定位销弹簧22提供定位销23向外的推力，定位销23的另一端安装有定位销帽24，旋转端盖6相应位置留有缺口，在展开到位时被定位销23弹出卡住；

进一步的，在上述方案中，展开到位反馈组件4的定位销23在旋转端盖6展开过程中逐渐滑出，旋转端盖6旋转到位时滑出端会触发第三微动开关25。

本实用工作原理：

参照说明书附图1，弹射器通过安装接口2固定在火箭上，当火箭升上外太空后，在盖子关闭的情况下，拔销器压紧件20一端的缺口与记忆合金拔销器18配合，使旋转端盖6保持紧闭状态；需要释放卫星时，电源通电，记忆合金拔销器18通电后内部记忆合金杆会收缩，解除对拔销器压紧件20的约束，从而使旋转端盖6释放展开，立方星室11内部的立方星在圆柱弹簧14的弹性势能释放下被弹簧连接板15向外推出，旋转端盖6受到立方星向外推出的同时进一步旋转展开；

参照说明书附图2，当立方星室11内部安装3U附属件13时，立方星室11内部可同时容纳并弹射两个3U立方星或者多个1U和2U立方星，当去掉3U附属件13时，立方星室11内部可以容纳并弹射1个6U立方星。可以解决弹射器通用性差的问题，减少卫星发射成本和研发周期；

参照说明书附图3，在立方星被圆柱弹簧14释放产生的力推出弹射器时，立方星沿四个滑槽导轨12向外移动，当弹簧连接板15移动到距离末端1/3位置时，此时弹簧连接板15触发第一微动开关 8，产生并返回弹簧释放到位信号给火箭，标志立方星可以顺畅地弹出弹射器；

参照说明书附图4，需要释放卫星时，电源通电，锁紧释放机构7中的记忆合金拔销器18通电后内部记忆合金杆会收缩，解除对拔销器压紧件20的约束，从而使旋转端盖6释放展开，同时第二微动开关 17被触发，产生并返回旋转端盖6开始展开信号给火箭，标志锁紧释放机构7已成功解锁，旋转端盖6开始展开；

参照说明书附图5，在立方星弹出过程中当，旋转端盖6展开到110°时，展开到位锁定组件3中的定位销23会弹出并卡到旋转端盖6底部的缺口中，限制旋转端盖6继续展开或者回弹，防止回弹与正在弹出的立方星发生碰撞；

参照说明书附图6，在立方星弹出过程中当，旋转端盖6展开到110°时，展开到位反馈组件4中的定位销23会弹出并触发第三微动开关 25，产生并返回旋转端盖6旋转到位信号给火箭，标志旋转端盖6已经旋转到位并被锁定；

通过展开到位锁定组件实现旋转端盖锁定，并通过三个信号（弹簧连接板释放到位信号、旋转端盖开始展开信号、旋转端盖展开到位信号）可以综合判断各部件的工作状态和立方星是否顺利从弹射器弹出

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种立方星弹射器，包括主体外壳（1），其特征在于：所述主体外壳（1）的下端外表面固定安装有安装接口（2），所述主体外壳（1）的下端外表面安装有展开到位锁定组件（3）和展开到位反馈组件（4），所述主体外壳（1）的一侧外表面固定安装有扭簧（5），所述主体外壳（1）的一侧外表面设置有旋转端盖（6），所述主体外壳（1）的上端外表面固定安装有锁紧释放机构（7）和第一微动开关（8），所述主体外壳（1）的上端和两个侧面外表面安装有多个观察挡板（9），所述主体外壳（1）的内部一侧固定安装弹射机构（10），所述主体外壳（1）的内部开设有立方星室（11），所述主体外壳（1）的内部四边表面设置有滑槽导轨（12）。

2.根据权利要求1所述的一种立方星弹射器，其特征在于：所述主体外壳（1）内部有可拆卸的3U附属件（13）。

3.根据权利要求1所述的一种立方星弹射器，其特征在于：所述弹射机构（10）由圆柱弹簧（14）和弹簧连接板（15）构成。

4.根据权利要求1所述的一种立方星弹射器，其特征在于：所述锁紧释放机构（7）包括拔销器支撑件（16）和第二微动开关（17），所述拔销器支撑件（16）和第二微动开关（17）固定安装在主体外壳（1）上，所述拔销器支撑件（16）上固定安装有记忆合金拔销器（18），所述旋转端盖（6）上固定安装安装有拔销器弹簧（19）与拔销器压紧件（20）。

5.根据权利要求1所述的一种立方星弹射器，其特征在于：所述展开到位锁定组件（3）的定位销外壳（21）与主体外壳（1）的下端外表面靠近旋转端盖（6）端安装固定，所述定位销（23）的另一端安装有定位销帽（24），所述旋转端盖（6）相应位置留有缺口。

6.根据权利要求1所述的一种立方星弹射器，其特征在于：所述定位销（23）的一侧固定安装有第三微动开关（25）。