CN113277129A - 一种可调节发射角度的飞网弹射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节发射角度的飞网弹射装置，该飞网弹射装置的多个发射筒沿底座的周向分布于底座的顶部，发射筒的底端外侧通过铰链铰接于底座，底端内侧与角度调节机构连接；角度调节机构能够相对底座移动地安装于底座，用于调节发射筒的倾斜角度；每个发射筒的腔体内均安装有质量块、预压缩弹簧以及弹簧底座；质量块将预压缩弹簧压缩于弹簧底座的顶部；锁销的一端穿过发射筒后与质量块插接配合，用于将质量块锁定于发射筒内；触发机构与锁销相连，用于牵拉锁销脱离质量块，使质量块在预压缩弹簧的弹力作用下弹射出发射筒实现飞网弹射触发。上述飞网弹射装置能够根据母星与目标的距离调节发射角度达到最优捕获效果。

Description

一种可调节发射角度的飞网弹射装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种可调节发射角度的飞网弹射装置。

背景技术

随着科学技术的进步，卫星的年发射任务已成倍增加。然而火箭上面级以及大部分卫星服役或失效后将留在太空成为太空垃圾，这无疑对在轨航天器形成巨大威胁。2009年美国的铱星Iridium33和俄罗斯的军事卫星Kosmos-2251意外相撞已致使上千颗碎片产生。根据Kessler定律的描述，空间碎片在轨撞击极有可能引发一系列连锁反应，进而使得空间碎片的数量呈指数式增长。因此，有必要对具有潜在碰撞风险的空间碎片实施主动移除。

空间飞网捕获法是目前提出的最具有潜力应用于未来空间碎片移除的方法之一。原因在于空间飞网可实施远距离抓捕，且对目标的形状、体积、是否存在捕获接口以及目标自由运动的容忍性较高。在现有的空间飞网捕获方案中，需要服务航天器滑行与目标保持一定距离时触发飞网，该距离需严格满足飞网的发射条件，距离过大或过小均将导致任务的失败。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可调节发射角度的飞网弹射装置，能够根据母星与目标的距离调节发射角度达到最优捕获效果。

本发明采用以下具体技术方案：

一种可调节发射角度的飞网弹射装置，该飞网弹射装置包括底座、多个发射筒、角度调节机构、触发机构、质量块、预压缩弹簧、弹簧底座、以及与每个所述质量块一一对应的锁销；

多个所述发射筒沿所述底座的周向分布于所述底座的顶部，所述发射筒的底端外侧通过铰链铰接于所述底座，底端内侧与所述角度调节机构连接；

所述角度调节机构能够相对所述底座移动地安装于所述底座，用于调节所述发射筒的倾斜角度；

每个所述发射筒的腔体内均安装有质量块、预压缩弹簧以及弹簧底座；所述质量块将所述预压缩弹簧压缩于所述弹簧底座的顶部；

所述锁销的一端穿过所述发射筒后与所述质量块插接配合，用于将所述质量块锁定于所述发射筒内；

所述触发机构与所述锁销相连，用于牵拉所述锁销脱离所述质量块，使所述质量块在所述预压缩弹簧的弹力作用下弹射出所述发射筒实现飞网弹射触发。

更进一步地，所述角度调节机构包括中空螺杆、调节盘、连杆、以及铰接座；

所述连杆两端分别通过所述铰接座安装于所述发射筒和所述调节盘；

所述发射筒、所述连杆与所述调节盘组成曲柄滑块机构；

所述中空螺杆能够绕其轴心线转动地安装于所述底座；

所述调节盘与所述中空螺杆螺纹配合，能够沿所述中空螺杆上下移动的安装于所述中空螺杆。

更进一步地，所述触发机构包括拉杆、与每个所述锁销一一对应的触发绳、连接座以及复位弹簧；

所述拉杆穿设于所述中空螺杆内，顶部固定安装有所述连接座；

所述触发绳的两端固定连接于对应的所述连接座和所述锁销之间；

所述复位弹簧套设于所述拉杆的外周侧，并位于所述连接座的底端与所述中空螺杆的顶端之间，用于所述拉杆的复位；

所述触发机构通过所述拉杆的下移，拉动触发绳将所述锁销从所述质量块中拉出，所述发射筒中的所述预压缩弹簧将所述质量块弹出。

更进一步地，所述触发机构还包括与每个所述锁销一一对应的导向座和固定安装于所述拉杆底端的限位块；

所述导向座固定安装于所述发射筒，用于使所述导向座与所述锁销之间的所述触发绳沿所述锁销的轴向延伸；

所述限位块的顶面与所述中空螺杆的底端相抵接，用于对所述拉杆的轴向位移进行限位。

更进一步地，所述导向座的顶部安装有平行设置的两个导向杆，所述触发绳穿过形成于两个所述导向杆之间的间隙。

更进一步地，所述导向座的顶部安装有能够转动的导向滑轮，所述导向滑轮设置有用于对所述触发绳进行导向的导向滑槽。

更进一步地，所述调节盘包括沿竖直方向相对设置的顶板和底板、以及固定连接于所述顶板和所述底板之间的侧板；

所述顶板的顶端安装有所述铰接座；

所述底板与所述中空螺杆螺纹配合。

更进一步地，所述底座包括支撑板和罩设于所述支撑板顶部的倒U形板，所述支撑板与倒U形板之间固定连接；

所述调节盘位于由所述支撑板与倒U形板围成的空间内；

所述倒U形板设置有中心孔，所述拉杆以及所述连杆均穿过所述中心孔；

所述发射筒的底端外侧通过铰链铰接于所述倒U形板的顶面；

所述中空螺杆安装于所述支撑板。

更进一步地，所述质量块的顶部设置有与所述锁销插接配合的凹槽；

所述发射筒设置有与所述凹槽相对应且用于穿设所述锁销的穿孔。

更进一步地，多个所述发射筒沿所述底座的周向均匀分布。

有益效果：

1、本发明提供了一种可调节发射角度的飞网弹射装置，由于发射筒的倾斜角度能够调节，可根据母星与目标的距离调节发射角度达到最优捕获效果，无需提前设定母星与目标的距离；

2、本发明中的角度调节机构为联动机构，即，通过转动中空螺杆可以调节调节盘的高度位置，控制发射筒调节角度的连杆另一端均铰接于调节盘，因此，在调节倾斜角度时可以同步调节各个发射筒的倾斜角度，从而可实现多个发射筒的角度同步调节；

3、本发明中的触发机构采用触发绳拉动锁销，使锁销脱离质量块完成质量块的解锁，实现质量块的触发，触发机构的结构简单且紧凑，避免了现有技术中采用的爆炸螺栓等复杂的解锁方式。

附图说明

图1为本发明的飞网弹射装置的立体结构示意图；

图2为图1中飞网弹射装置的主视图；

图3为图1中角度调节机构的结构示意图；

图4为图1中一个质量块的触发机构的结构示意图；

图5为图1中发射筒的爆炸结构示意图。

其中，1-底座，2-发射筒，3-角度调节机构，4-触发机构，5-质量块，6-预压缩弹簧，7-弹簧底座，8-锁销，9-中空螺杆，10-调节盘，11-连杆，12-铰接座，13-螺母，14-铰链，15-拉杆，16-触发绳，17-连接座，18-复位弹簧，19-导向座，20-导向杆，21-限位块。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种可调节发射角度的飞网弹射装置，如图1和图2和图5结构所示，该飞网弹射装置包括底座1、多个发射筒2、角度调节机构3、触发机构4、质量块5、预压缩弹簧6、弹簧底座7、以及与每个质量块5一一对应的锁销8；空间飞网一般多为方形结构，在四个角点周围连接质量块5，通过飞网弹射装置弹射质量块5实现飞网的展开；四个发射筒2可以均匀对称地分布于底座1四周；发射筒2的个数可以由弹射飞网上安装的质量块5个数决定，如：正六边形飞网一般布置有六个质量块5；在本发明实施例中，以设置有四个质量块5的飞网弹射装置为例进行说明；

多个发射筒2沿底座1的周向分布于底座1的顶部，如图2和图3结构所示，发射筒2的底端外侧通过铰链14铰接于底座1，底端内侧与角度调节机构3连接；多个发射筒2可以沿底座1的周向均匀分布；如图1结构所示，四个发射筒2分别安装于底座1的顶部四角；

角度调节机构3能够相对底座1移动地安装于底座1，用于调节发射筒2的倾斜角度；

如图5结构所示，每个发射筒2的腔体内均安装有质量块5、预压缩弹簧6以及弹簧底座7；质量块5将预压缩弹簧6压缩于弹簧底座7的顶部；通过质量块5对预压缩弹簧6进行压缩，使预压缩弹簧6具有弹性势能，为质量块5的弹射提供能量；

锁销8的一端穿过发射筒2后与质量块5插接配合，用于将质量块5锁定于发射筒2内；如图5结构所示，质量块5的顶部设置有与锁销8插接配合的凹槽；发射筒2设置有用于穿设锁销8的穿孔；在发射之前，锁销8的一端穿过发射筒2的穿孔后插入质量块5的凹槽内，对质量块5进行限位，将质量块5锁定于发射筒2内；

触发机构4与锁销8相连，用于牵拉锁销8脱离质量块5，使质量块5在预压缩弹簧6的弹力作用下弹射出发射筒2实现飞网弹射触发。如图4结构所示，触发机构4可以通过触发绳16控制锁销8的拉出，使质量块5在预压缩弹簧6的弹力作用下弹射出发射筒2。

上述飞网弹射装置在使用过程中，由于发射筒2能够通过角度调节机构3调节相对底座1的倾斜角度，在捕获空间碎片时，可根据母星与目标的距离调节发射角度，使飞网达到最优捕获效果，无需提前设定母星与目标的距离。

一种具体的实施方式中，如图2和图3结构所示，角度调节机构3包括中空螺杆9、调节盘10、连杆11以及铰接座12；连杆11两端分别通过铰接座12安装于发射筒2和调节盘10；发射筒2、连杆11与调节盘10组成曲柄滑块机构；中空螺杆9能够绕其轴心线转动地安装于底座1；调节盘10与中空螺杆9螺纹配合，能够沿中空螺杆9上下移动的安装于中空螺杆9，调节盘10通过与中空螺杆9的螺旋配合可将中空螺杆9的旋转转换为调节盘10沿中空螺杆9轴向的位移；如图3结构所示，调节盘10的底部可以设置有与中空螺杆9螺纹配合的螺母13，用于将中空螺杆9的旋转运动转换为调节盘10直线位移。

由于角度调节机构3采用上述结构，使得角度调节机构3为联动机构，即，通过转动中空螺杆9可以调节调节盘10的高度位置，控制每个发射筒2调节角度的连杆11另一端均铰接于调节盘10，因此，通过调节盘10与中空螺杆9的螺旋配合能够同时调节与四个发射筒2分别连接的四个连杆11，可以同步调节各个发射筒2的倾斜角度，从而可实现多个发射筒2的角度同步调节，实现发射筒2的同步动作。

更进一步地，如图2和图4结构所示，触发机构4包括拉杆15、与每个锁销8一一对应的触发绳16、连接座17以及复位弹簧18；拉杆15穿设于中空螺杆9内，顶部固定安装有连接座17；触发绳16的两端固定连接于对应的连接座17和锁销8之间；复位弹簧18套设于拉杆15的外周侧，并位于连接座17的底端与中空螺杆9的顶端之间，用于拉杆15的复位；触发机构4通过拉杆15的下移，拉动触发绳16将锁销8从质量块5中拉出，发射筒2中的预压缩弹簧6将质量块5弹出。

上述触发机构4采用触发绳16拉动锁销8，使锁销8脱离质量块5的方式完成质量块5的解锁，实现质量块5的触发和弹射，触发机构4通过触发绳16实现质量块5的触发控制，结构简单且紧凑，避免了现有技术中采用的爆炸螺栓等复杂的解锁方式。

为了能够更加精确地控制锁销8的动作，如图2和图4结构所示，触发机构4还包括与每个锁销8一一对应的导向座19和固定安装于拉杆15底端的限位块21；导向座19固定安装于发射筒2，用于使导向座19与锁销8之间的触发绳16沿锁销8的轴向延伸；如图4结构所示，限位块21的顶面与中空螺杆9的底端相抵接，用于对拉杆15的轴向位移进行限位，限位块21可以为固定连接于中空螺杆9的限位螺母，也可以为形成于中空螺杆9的凸起、挡块或挡板。如图2结构所示，导向座19的顶部安装有平行设置的两个导向杆20，触发绳16穿过形成于两个导向杆20之间的间隙，两个导向杆20用于对触发绳16进行导向和限位。

通过设置导向座19能够对触发绳16的拉伸方向和所处位置进行严格控制，从而保证触发绳16的作用力沿锁销8的轴向作用，保证触发效果，避免对作用力进行分解，防止因触发绳16的走向误差而导致对质量块5的触发失败，进一步提高触发效果，提高飞网捕获的成功率。

另外，为了通过导向座19对触发绳16的导向和限位，还可以在导向座19的顶部安装有能够转动的导向滑轮(图中未示出)，导向滑轮设置有用于对触发绳16进行导向的导向滑槽，触发绳16容置于导向滑轮的导向滑槽内，通过导向滑槽可以对触发绳16的进行精确限位，并且通过导向滑轮的转动还可以使触发绳16与导向滑轮之间相对静止，从而减小触发绳16与导向滑轮之间的摩擦，延长触发绳16的使用寿命。

在上述各种实施例的基础上，如图2和图3结构所示，调节盘10包括沿竖直方向相对设置的顶板和底板、以及固定连接于顶板和底板之间的侧板；顶板的顶端安装有铰接座12，连杆11的底端铰接于铰接座12，实现连杆11与调节盘10的铰接连接；底板与中空螺杆9螺纹配合。

并且，底座1包括支撑板和罩设于支撑板顶部的倒U形板，支撑板与倒U形板之间固定连接；调节盘10位于由支撑板与倒U形板围成的空间内；倒U形板设置有中心孔，拉杆15以及连杆11均穿过中心孔；发射筒2的底端外侧通过铰链14铰接于倒U形板的顶面；中空螺杆9安装于支撑板，如中空螺杆9可以与支撑板之间通过轴孔配合，使得中空螺杆9能够相对支撑板转动，也可以在中空螺杆9与支撑板的孔之间安装轴承，通过轴承减小中空螺杆9与支撑板之间的磨损。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种可调节发射角度的飞网弹射装置，其特征在于，包括底座(1)、多个发射筒(2)、角度调节机构(3)、触发机构(4)、质量块(5)、预压缩弹簧(6)、弹簧底座(7)、以及与每个所述质量块(5)一一对应的锁销(8)；

多个所述发射筒沿所述底座的周向分布于所述底座的顶部，所述发射筒的底端外侧通过铰链(14)铰接于所述底座，底端内侧与所述角度调节机构(3)连接；

所述角度调节机构(3)能够相对所述底座移动地安装于所述底座，用于调节所述发射筒的倾斜角度；

每个所述发射筒的腔体内均安装有质量块(5)、预压缩弹簧(6)以及弹簧底座(7)；所述质量块将所述预压缩弹簧(6)压缩于所述弹簧底座(7)的顶部；

所述锁销的一端穿过所述发射筒后与所述质量块插接配合，用于将所述质量块锁定于所述发射筒内；

所述触发机构(4)与所述锁销相连，用于牵拉所述锁销脱离所述质量块，使所述质量块在所述预压缩弹簧(6)的弹力作用下弹射出所述发射筒。

2.如权利要求1所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述角度调节机构(3)包括中空螺杆(9)、调节盘(10)、连杆(11)以及铰接座(12)；

所述连杆(11)两端分别通过所述铰接座(12)安装于所述发射筒和所述调节盘；

所述发射筒(2)、所述连杆(11)与所述调节盘(10)组成曲柄滑块机构；

所述中空螺杆(9)能够绕其轴心线转动地安装于所述底座(1)；

所述调节盘(10)与所述中空螺杆(9)螺纹配合，能够沿所述中空螺杆(9)上下移动的安装于所述中空螺杆(9)。

3.如权利要求2所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述触发机构(4)包括拉杆(15)、与每个所述锁销(8)一一对应的触发绳(16)、连接座(17)以及复位弹簧(18)；

所述拉杆(15)穿设于所述中空螺杆(9)内，顶部固定安装有所述连接座(17)；

所述触发绳(16)的两端固定连接于对应的所述连接座(17)和所述锁销(8)之间；

所述复位弹簧(18)套设于所述拉杆(15)的外周侧，并位于所述连接座(17)的底端与所述中空螺杆(9)的顶端之间，用于所述拉杆的复位；

所述触发机构(4)通过所述拉杆(15)的下移，拉动触发绳(16)将所述锁销(8)从所述质量块(5)中拉出，所述发射筒(2)中的所述预压缩弹簧(6)将所述质量块(5)弹出。

4.如权利要求3所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述触发机构(4)还包括与每个所述锁销(8)一一对应的导向座(19)和固定安装于所述拉杆底端的限位块(21)；

所述导向座(19)固定安装于所述发射筒，用于使所述导向座(19)与所述锁销之间的所述触发绳(16)沿所述锁销的轴向延伸；

所述限位块(21)的顶面与所述中空螺杆的底端相抵接，用于对所述拉杆的轴向位移进行限位。

5.如权利要求4所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述导向座(19)的顶部安装有平行设置的两个导向杆(20)，所述触发绳(16)穿过形成于两个所述导向杆(20)之间的间隙。

6.如权利要求4所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述导向座(19)的顶部安装有能够转动的导向滑轮，所述导向滑轮设置有用于对所述触发绳(16)进行导向的导向滑槽。

7.如权利要求2所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述调节盘包括沿竖直方向相对设置的顶板和底板、以及固定连接于所述顶板和所述底板之间的侧板；

所述顶板的顶端安装有所述铰接座(12)；

所述底板与所述中空螺杆(9)螺纹配合。

8.如权利要求6所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述底座包括支撑板和罩设于所述支撑板顶部的倒U形板，所述支撑板与倒U形板之间固定连接；

所述调节盘位于由所述支撑板与倒U形板围成的空间内；

所述倒U形板设置有中心孔，所述拉杆以及所述连杆均穿过所述中心孔；

所述发射筒的底端外侧通过铰链(14)铰接于所述倒U形板的顶面；

所述中空螺杆安装于所述支撑板。

9.如权利要求1-8任一项所述的飞网弹射装置，其特征在于，所述质量块的顶部设置有与所述锁销插接配合的凹槽；

所述发射筒设置有与所述凹槽相对应且用于穿设所述锁销(8)的穿孔。

10.如权利要求1-8任一项所述的飞网弹射装置，其特征在于，多个所述发射筒沿所述底座的周向均匀分布。

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