CN112027121B - 一种拉紧式星箭连接解锁机构 - Google Patents

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Abstract

一种拉紧式星箭连接解锁机构，特别涉及一种上、下体对接的星箭连接解锁装置，属于机械技术领域。本发明包括拉紧结构、锁定结构、爆炸螺栓、扭簧、气动模块、铰链座。拉紧结构由两根相连的圆柱轴以及连接部分组成；拉紧结构下端通过耳片与运载结构铰链座相连；拉紧结构上部两端分别通过爆炸螺栓和铰链与锁定结构相连；与锁定结构连接处安装扭簧以实现锁定结构的转动解锁；拉紧结构与爆炸螺栓连接处在星箭连接时实现对堆叠卫星下压力的提供；星箭连接时锁定结构的球头与堆叠卫星连接柱顶部的凹圆接触，通过与爆炸螺栓连接产生的锁紧力对堆叠卫星连接柱施加下压力，实现星箭连接。

Description

一种拉紧式星箭连接解锁机构
技术领域
本发明涉及一种拉紧式星箭连接解锁机构，特别涉及一种上、下体对接的星箭连接解锁装置，具有连接刚度好、分离冲击小、结构简单、分离可靠、制造加工方便等特点，属于机械技术领域。
背景技术
多星发射技术，是指使用一枚火箭一次发射将多颗卫星送入预定轨道的技术，在运载能力和包络允许的条件下，采用一箭多星的发射方式便于多颗卫星入轨后迅速组网，适应星座快速部署的要求。伴随着微小卫星技术的快速发展，一箭多星发射任务的需求越来越多。
传统多星发射多采取传统的外挂式或多星并列的布局方式，而另一种多星布局方式为堆栈式布局，即卫星叠放在一起，极大提升了火箭整流罩的布局效率。传统的包带式、点式星箭分离机构不能适应多星机构式堆栈连接和分离。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，根据卫星堆叠群与运载连接、解锁的需求，提供一种具有连接刚度好、结构简单、连接锁定可靠、分离可靠、制造加工方便等特点的拉紧式星箭连接解锁机构。
本发明的技术解决方案是：一种拉紧式星箭连接解锁机构，包括拉紧结构、锁定结构、爆炸螺栓、扭簧和铰链座；
拉紧结构包括两根通过连接环相连的拉紧柱；拉紧结构下端通过耳片与运载结构铰链座相连；拉紧结构两拉紧柱上端分别通过爆炸螺栓和铰链与锁定结构相连，爆炸螺栓用于实现对堆叠卫星下压力的提供；
锁定结构包括锁定体和球头；所述锁定体的两端设有与爆炸螺栓和扭簧配合的通孔；球头位于锁定体中部，星箭连接时锁定结构的球头与堆叠卫星连接柱顶部的凹圆接触，通过爆炸螺栓产生的锁紧力对堆叠卫星连接柱施加压紧力，实现星箭连接。
进一步地，相邻卫星上的连接环两两连接，连接环的连接形式为锥面与锥孔之间的配合连接。
进一步地，所述拉紧结构与锁定结构连接的铰链处设有扭簧，用于实现锁定结构的转动解锁。
进一步地，所述拉紧结构与爆炸螺栓通过螺纹连接，锁定结构与爆炸螺栓通过孔轴装配连接。
进一步地，所述球头与堆叠卫星连接柱顶部凹圆配合连接，并实现压紧。
进一步地，还包括气动模块；所述气动模块安装于拉紧结构连接环处，在锁定结构解锁后喷气，使得整个拉紧锁定机构绕铰链座远离堆叠卫星转动。
进一步地，所述铰链座通过铰链连接的脱钩角的形式与拉紧结构进行连接，在气动模块的作用下，拉紧结构绕铰链座旋转，达到脱钩角时，拉紧结构与铰链座分离。
进一步地，所述爆炸螺栓通过拉紧螺母与拉紧结构固定连接，通过拉紧螺母对爆炸螺栓螺纹施加的预紧力实现整体结构预紧力的加载。
进一步地，若干套连接解锁机构组合使用，根据堆叠卫星结构安装在堆叠卫星的侧面。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用新型星箭连接解锁机构设计方法，解决了堆栈式布局卫星与运载连接、分离的技术难题；
(2)本发明采用压紧结构球头与堆栈式布局卫星堆顶部凹圆安装的方式实现星箭连接解锁机构与卫星的连接，取得了便捷、高效、通用性高的技术效果；
(3)本发明采用爆炸螺栓连接、分离，气动模块将拉紧机构推离星箭组合体的方式完成堆栈式布局卫星的星箭连接分离，取得了高可靠性、无多余污染、对其他设备影响小的技术效果。
附图说明
图1是本发明连接解锁机构结构与堆叠卫星装配示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3是本发明实施例的锁定结构示意图；
图4是本发明实施例的锁定结构解锁状态结构示意图；
图5是本发明实施例的气动模块喷气，拉紧式星箭连接解锁机构远离卫星堆状态结构示意图。
图6是本发明实施例的拉紧式星箭连接解锁机构与运载支撑分离状态结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种拉紧式星箭连接解锁机构做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1、2所示)：拉紧结构1、锁定结构2、爆炸螺栓3、扭簧4、气动模块5、铰链座6。
在本发明实施例提供的技术方案中，拉紧结构1由两根相连的圆柱轴以及连接部分组成；拉紧结构1下端通过耳片与运载结构铰链座6相连；如图3，拉紧结构1上部两端分别通过爆炸螺栓3和铰链与锁定结构2相连；与锁定结构2连接处安装扭簧4以实现锁定结构的转动解锁；拉紧结构1与爆炸螺栓3连接处在星箭连接时实现对堆叠卫星下压力的提供；星箭连接时锁定结构2的球头与堆叠卫星连接柱顶部的凹圆接触，通过与爆炸螺栓3连接产生的锁紧力对堆叠卫星连接柱施加下压力，实现星箭连接。气动模块5安装于拉紧结构1连接环处，在锁定结构2解锁后喷气，使得整个拉紧锁定机构绕铰链座6远离堆叠卫星转动。
可选的，铰链座6通过铰链连接的脱钩角的形式与拉紧结构1进行连接，在气动模块5的作用下，拉紧结构1绕铰链座6旋转，达到脱钩角时，拉紧结构1与铰链座6分离。
进一步，堆叠卫星通过单个卫星侧面的三个连接环实现卫星之间的两两连接；连接环的连接形式为锥面与锥孔之间的配合连接。
进一步，在一种可能实现的方式中，扭簧4安装于拉紧结构1与锁定结构3连接的铰链处，用于实现锁定结构的转动解锁。
在一种可能实现的方式中，拉紧结构1与爆炸螺栓3通过螺纹连接，锁定结构2与爆炸螺栓3通过孔轴装配连接。
可选的，锁定结构1与堆叠卫星连接柱顶端的连接形式为，锁定装置2的球头与连接柱顶部凹圆配合连接，并实现压紧。
在一种优选的实施方式中，可以将若干套连接解锁机构组合使用，根据堆叠卫星结构安装在堆叠卫星的侧面。
可选的，将至少三个连接解锁机构分别安装在堆叠卫星的三个侧面，形成稳固的三角结构。
本发明的工作原理为：
如图4、5、6，锁定结构2分别与拉紧结构1的两上端以及堆叠卫星连接柱相连；爆炸螺栓3断裂破坏，锁定结构2与一侧拉紧柱分离；安装在铰链中的扭簧4作用，使锁定结构2顺时针转动，球头与堆叠卫星连接柱顶部的凹圆分离；安装在拉紧结构1连接弧的气动模块5喷气，使得拉紧结构1绕着与运载支撑结构连接处铰链座6远离堆叠卫星转动，当转动的角度达到该处转动脱离结构的脱离角时整个拉紧锁定机构与运载支撑分离，从而实现卫星释放。
本发明拉紧式星箭连接解锁机构，针对堆叠卫星质心位置高、拉紧结构内部张力大的特性与星箭分离装置工作环境的特点，实现了堆叠卫星与运载的可靠连接和可靠分离，取得了结构简单、连接锁定可靠、分离可靠、制造加工方便等有益效果。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：包括拉紧结构(1)、锁定结构(2)、爆炸螺栓(3)、扭簧(4)和铰链座(6)；
拉紧结构(1)包括两根通过连接环相连的拉紧柱；拉紧结构(1)下端通过耳片与运载结构铰链座(6)相连；拉紧结构(1)两拉紧柱上端分别通过爆炸螺栓(3)和铰链与锁定结构(2)相连，爆炸螺栓(3)用于实现对堆叠卫星下压力的提供；
锁定结构(2)包括锁定体和球头；所述锁定体的两端设有与爆炸螺栓(3)和扭簧(4)配合的通孔；球头位于锁定体中部，星箭连接时锁定结构(2)的球头与堆叠卫星连接柱顶部的凹圆接触，通过爆炸螺栓(3)产生的锁紧力对堆叠卫星连接柱施加压紧力，实现星箭连接。
2.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：相邻卫星上的连接环两两连接，连接环的连接形式为锥面与锥孔之间的配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：所述拉紧结构(1)与锁定结构(2)连接的铰链处设有扭簧(4)，用于实现锁定结构的转动解锁。
4.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：所述拉紧结构(1)与爆炸螺栓(3)通过螺纹连接，锁定结构(2)与爆炸螺栓(3)通过孔轴装配连接。
5.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：还包括气动模块(5)；所述气动模块(5)安装于拉紧结构(1)连接环处，在锁定结构(2)解锁后喷气，使得整个拉紧式星箭连接解锁机构绕铰链座(6)远离堆叠卫星转动。
6.根据权利要求5所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：所述铰链座(6)通过铰链连接的脱钩角的形式与拉紧结构(1)进行连接，在气动模块(5)的作用下，拉紧结构(1)绕铰链座(6)旋转，达到脱钩角时，拉紧结构(1)与铰链座(6)分离。
7.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：所述爆炸螺栓(3)通过拉紧螺母与拉紧结构(1)固定连接，通过拉紧螺母对爆炸螺栓(3)螺纹施加的预紧力实现整体结构预紧力的加载。
8.根据权利要求1所述的一种拉紧式星箭连接解锁机构，其特征在于：若干套连接解锁机构组合使用，根据堆叠卫星结构安装在堆叠卫星的侧面。
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