CN115180186A - 一种星箭分离机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种星箭分离机构，包括：第一连接件，其一侧用于与卫星连接，另一侧形成第一凹槽；第二连接件，其一侧用于与运载火箭连接，另一侧形成第二凸起，第二凸起用于与第一凹槽配合，且二者上用于配合的部分的直径沿第一方向逐渐减小；第三连接件，呈销状，当其被限定于第一工位时，用于将第一连接件和第二连接件连接，当第三连接件由第一工位移动至第二工位时，第一连接件和第二连接件脱离连接；分离装置，包括：推动组件，其动作用于沿第一方向向二者施加方向相反的作用力；解锁组件动作用于切换第三连接件的位置，并可触发推动组件动作。该星箭分离机构可使卫星与运载火箭分离后仍可停留在设定轨道内。

Description

一种星箭分离机构

技术领域

本申请一般涉及航空技术领域，尤其涉及一种星箭分离机构。

背景技术

星箭分离是卫星发射过程中的重要环节，当运载火箭和其上被运载的卫星到达设定轨道时，可通过控制二者之间的星箭分离机构动作，实现二者之间的分离。现有的星箭分离机构一般采用火工式和非火工式，其中火工式的星箭分离机构使用爆炸品来实现运载火箭和卫星的分离，非火工式的现有方案中一般会在分离过程中星箭分离机构会对卫星产生作用力，上述两种星箭分离机构均会使得卫星在分离过程中受到作用力，此作用力的方向与卫星和火箭的排列方向呈夹角，使得卫星轨迹发生改变。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种在星箭分离后可卫星停留在设定轨道的星箭分离机构。

具体技术方案如下：

本申请提供一种星箭分离机构，包括：

第一连接件，所述第一连接件的一侧用于与卫星连接，其另一侧形成第一凹槽，所述第一凹槽上设有第一锁定孔；

第二连接件，所述第二连接件的一侧用于与运载火箭连接，其另一侧形成第二凸起，所述第二凸起用于与所述第一凹槽配合，且二者上用于配合的部分的直径沿第一方向逐渐减小，所述第二连接件内部形成第二空腔，所述第二凸起上设有第二锁定孔，所述第一锁定孔和所述第二锁定孔均垂直于所述第一方向，所述第一方向为所述第二连接件和所述第一连接件的排列方向；

第三连接件，所述第三连接件呈销状，当其被限定于第一工位时，其贯穿于所述第一锁定孔和所述第二锁定孔中，用于将所述第一连接件和所述第二连接件连接，当所述第三连接件由所述第一工位移动至第二工位时，所述第一连接件的另一侧和所述第二连接件的另一侧脱离连接；

分离装置，所述分离装置包括解锁组件和推动组件，所述推动组件沿所述第一方向贯穿于所述第一连接件和所述第二连接件之间，其动作用于沿所述第一方向向二者施加方向相反的作用力；所述解锁组件设于所述第二空腔内，并与所述第三连接件连接，其动作用于切换所述第三连接件的位置，并可触发所述推动组件动作。

可选的，所述解锁组件包括：

第一弹性件，所述第一弹性件套于所述第三连接件上，当所述第三连接件位于所述第一工位时，所述第一弹性件被所述第三连接件的另一端压在其与所述第二空腔内壁之间；

旋转电磁铁，所述旋转电磁铁底座固定于所述第二空腔内壁上，其输出轴轴线方向平行于所述第一方向，当所述旋转电磁铁被供电后，其输出轴可绕自身轴线转动；

电源模块，所述电源模块用于为所述旋转电磁铁输出轴的转动供电；

连接轴承，所述连接轴承固定于所述第二空腔内壁上，且所述旋转电磁铁的输出轴与所述连接轴承同轴；

抵接件，所述抵接件的一端连接于所述旋转电磁铁的输出轴上，另一端套接于所述连接轴承内，当其位于第三工位时，其中部可将所述第三连接件抵接于所述第一工位，当其转动至第四工位时，所述第三连接件被所述第一弹性件弹至所述第二工位；

控制模块，所述控制模块输入端连接于地面指挥系统，输出端连接于所述旋转电磁铁，用于根据地面指挥系统发出的控制指令，将所述旋转电磁铁与所述电源模块接通。

可选的，所述第二凸起上还设有推动孔和预紧孔，所述预紧孔与所述连接轴承同轴，所述推动孔的轴线平行于所述第一方向；

所述解锁组件还包括限位件，所述限位件设于所述第二空腔内壁上，当所述抵接件绕所述旋转电磁铁输出轴线转动至所述第四工位时，所述限位件用于将所述抵接件限定在该处；

所述推动组件包括：

第二弹性件，所述第二弹性件的一端固定于所述第二空腔的内壁上；

连接架，所述连接架贯穿于所述推动孔，其一端连接于所述第二弹性件的另一端；

预紧模块，所述预紧模块包括：卡接件和预紧件，所述卡接件的一端位于所述第一凹槽内部，其另一端穿过所述预紧孔及所述连接架的另一端，当所述抵接件位于所述第三工位时，所述卡接件的另一端与所述抵接件卡接，当所述抵接件位于所述第四工位时，所述卡接件的另一端与所述抵接件脱离卡接；所述预紧件与所述卡接件螺纹配合，用于向所述连接架的另一端施加沿与所述第一方向相反方向的力，以压缩所述第二连接件。

可选的，所述推动组件还包括自锁件，所述自锁件也与所述卡接件螺纹配合，并位于所述卡接件一端与所述预紧件之间。

可选的，所述分离装置还包括保护组件，所述保护组件包括微动开关，所述微动开关设于所述旋转电磁铁与所述电源模块之间，用于检测所述第一连接件与所述第二连接件之间的相对运动，当其检测到二者之间有相对运动时，其内部可将所述旋转电磁铁与所述电源模块之间的连接断开。

可选的，所述第二弹性件设有多个，且在所述连接架的一端端面上均匀分布。

可选的，所述第一连接件的一侧上还设有隔热垫。

本申请有益效果在于：

由于所述解锁组件设于所述第二空腔内部，其动作后可将所述第三连接件的位置由所述第一工位切换至所述第二工位，进而使得所述第一连接件和所述第二连接件脱离连接，同时所述解锁组件动作还可触发所述推动组件动作，而所述推动组件动作可分别向所述第一连接件和所述第二连接件施加平行于所述第一方向且方向相反的作用力，以使二者分开，在此过程中，与卫星连接的所述第一连接件并未受到与所述第一方向呈夹角的力，因此该星箭分离机构不会对分离后的卫星运动轨迹产生影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的星箭分离机构的结构示意图；

图2为图1中第二弹性件和连接架的示意图。

图中标号：1，第一连接件；2，第二连接件；3，第三连接件；411，第一弹性件；412，旋转电磁铁；413，连接轴承；414，抵接件；415，限位件；421，第二弹性件；422，连接架；423，卡接件；424，预紧件；425，自锁件；43，微动开关；5，隔热垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，为本实施例提供的一种星箭分离机构的结构示意图，所述星箭分离机构包括：

第一连接件1，所述第一连接件1的一侧用于与卫星连接，其另一侧形成第一凹槽，所述第一凹槽上设有第一锁定孔；

第二连接件2，所述第二连接件2的一侧用于与运载火箭连接，其另一侧形成第二凸起，所述第二凸起用于与所述第一凹槽配合，且二者上用于配合的部分的直径沿第一方向逐渐减小，所述第二连接件2内部形成第二空腔，所述第二凸起上设有第二锁定孔，所述第一锁定孔和所述第二锁定孔均垂直于所述第一方向，所述第一方向为所述第二连接件2和所述第一连接件1的排列方向；

第三连接件3，所述第三连接件3呈销状，当其被限定于第一工位时，其贯穿于所述第一锁定孔和所述第二锁定孔中，用于将所述第一连接件1和所述第二连接件2连接，当所述第三连接件3由所述第一工位移动至第二工位时，所述第一连接件1的另一侧和所述第二连接件2的另一侧脱离连接；

分离装置，所述分离装置包括解锁组件和推动组件，所述推动组件沿所述第一方向贯穿于所述第一连接件1和所述第二连接件2之间，其动作用于沿所述第一方向向二者施加方向相反的作用力；所述解锁组件设于所述第二空腔内，并与所述第三连接件3连接，其动作用于切换所述第三连接件3的位置，并可触发所述推动组件动作。

由于所述解锁组件设于所述第二空腔内部，其动作后可将所述第三连接件3的位置由所述第一工位切换至所述第二工位，进而使得所述第一连接件1和所述第二连接件2脱离连接，同时所述解锁组件动作还可触发所述推动组件动作，而所述推动组件动作可分别向所述第一连接件1和所述第二连接件2施加平行于所述第一方向且方向相反的作用力，以使二者分开，在此过程中，与卫星连接的所述第一连接件1并未受到与所述第一方向呈夹角的力，因此该星箭分离机构不会对分离后的卫星运动轨迹产生影响。

其中在提升控制该星箭分离机构动作便利性的优选实施方式中，所述解锁组件包括：

第一弹性件411，所述第一弹性件411套于所述第三连接件3上，当所述第三连接件3位于所述第一工位时，所述第一弹性件411被所述第三连接件3的另一端压在其与所述第二空腔内壁之间；

旋转电磁铁412，所述旋转电磁铁412底座固定于所述第二空腔内壁上，其输出轴轴线方向平行于所述第一方向，当所述旋转电磁铁412被供电后，其输出轴可绕自身轴线转动；

电源模块，所述电源模块用于为所述旋转电磁铁输出轴的转动供电；

连接轴承413，所述连接轴承413固定于所述第二空腔内壁上，且所述旋转电磁铁412的输出轴与所述连接轴承413同轴；

抵接件414，所述抵接件414的一端连接于所述旋转电磁铁412的输出轴上，另一端套接于所述连接轴承413内，当其位于第三工位时，其中部可将所述第三连接件3抵接于所述第一工位，当其转动至第四工位时，所述第三连接件3被所述第一弹性件411弹至所述第二工位；

控制模块，所述控制模块输入端连接于地面指挥系统，输出端连接于所述旋转电磁铁412，用于根据地面指挥系统发出的控制指令，将所述旋转电磁铁412与所述电源模块接通。

当地面指挥系统向所述控制模块发出控制指令时，所述控制模块可将所述旋转电磁铁412与所述电源模块接通，所述旋转电磁铁412在被供电后其输出轴转动，并带动所述抵接件414，所述抵接件414由所述第三工位转动至所述第四工位，进而所述第三连接件3由所述第一工位被所述第一弹性件411弹至所述第二工位，所述第一连接件1与所述第二连接件2之间脱离连接。因此上述结构提升了控制星箭分离动作的便利性。

其中在提升星箭分离速度的优选实施方式中，所述第二凸起上还设有推动孔和预紧孔，所述预紧孔与所述连接轴承413同轴，所述推动孔的轴线平行于所述第一方向；

所述解锁组件还包括限位件415，所述限位件415设于所述第二空腔内壁上，当所述抵接件414绕所述旋转电磁铁412输出轴线转动至所述第四工位时，所述限位件415用于将所述抵接件414限定在该处；

所述推动组件包括：

第二弹性件421，所述第二弹性件421的一端固定于所述第二空腔的内壁上；

连接架422，所述连接架422贯穿于所述推动孔，其一端连接于所述第二弹性件421的另一端；

预紧模块，所述预紧模块包括：卡接件423和预紧件424，所述卡接件423的一端位于所述第一凹槽内部，其另一端穿过所述预紧孔及所述连接架的另一端，当所述抵接件414位于所述第三工位时，所述卡接件423的另一端与所述抵接件414卡接，当所述抵接件414位于所述第四工位时，所述卡接件423的另一端与所述抵接件414脱离卡接；所述预紧件424与所述卡接件423螺纹配合，用于向所述连接架422的另一端施加沿与所述第一方向相反方向的力，以压缩所述第二连接件2。

如图2中所示，由于当所述抵接件414位于所述第三工位时，所述卡接件423的另一端与所述抵接件414卡接，此时所述预紧件424通过其与所述卡接件423的螺纹配合可将所述连接架422的另一端夹在所述预紧件424与所述第二连接件2之间，此时所述连接架422的一端将所述第二弹性件421压缩。当所述抵接件414跟随所述旋转电磁铁412的输出轴转动至所述第四工位时，其被所述限位件415抵在该处，所述卡接件423的另一端与所述抵接件414脱离卡接，此时所述第二弹性件421内储存的势能被释放，所述连接架422整体穿过所述推动孔并沿所述第一方向的反方向运动。在其作用下，所述卡接件423穿过所述预紧孔进入所述第一凹槽内，并对所述第一连接件1产生沿所述第一方向的作用力，从而使得所述第一连接件1和所述第二连接件2加速分离。

其中在确保所述推动组件可以发挥其对所述第一连接件1的推动作用的优选实施方式中，所述推动组件还包括自锁件425，所述自锁件425也与所述卡接件423螺纹配合，并位于所述卡接件423一端与所述预紧件424之间。

在运载火箭发射及飞行的过程中，其上会产生一定幅度的震动，当该震动作用于所述预紧件424时，可使所述预紧件424与所述连接架422之间的连接松动，所述预紧件424沿所述卡接件423上的螺纹移动。而当发生上述情况后，所述第二弹性组件421的弹性势能将会被提前释放，在星箭分离的过程中所述推动组件则不能对所述第一连接件1产生推动作用。而当在所述卡接件423一端与所述预紧件424之间增设所述自锁件425后，即使运载火箭上产生较大震动时，所述预紧件424与所述连接架422之间的连接也不会发生松动，这样有效保证了在星箭分离过程中，所述推动组件可以发挥其对所述第一连接件1的推动作用。

其中在节约该星箭分离机构的重复利用成本的优选实施方式中，所述分离装置还包括保护组件，所述保护组件包括微动开关43，所述微动开关43设于所述旋转电磁铁412与所述电源模块之间，用于检测所述第一连接件1与所述第二连接件2之间的相对运动，当其检测到二者之间有相对运动时，其内部可将所述旋转电磁铁412与所述电源模块之间的连接断开。

由于所述微动开关43设于所述旋转电磁铁412与所述电源模块之间，而当其检测到所述第一连接件1与所述第二连接件2之间发生相对运动时，其内部可将所述旋转电磁铁412与所述电源模块之间的连接断开，从而避免了所述旋转电磁铁412在持续通电的情况下烧毁。当运载火箭返回发射地面后，所述星箭分离机构中的旋转电磁铁412可被重复使用，进而降低了后续发射成本。

其中在进一步确保卫星在与运载火箭分离过程中不会受到与其运动方向不一致的作用力影响的优选实施方式中，所述第二弹性件421设有多个，且在所述连接架422的一端端面上均匀分布。

由于所述第二弹性件421设有多个，且在所述连接架422的一端端面上均匀分布，因此所述连接架422的另一端端面受到的来自于所述第二弹性件421的弹力在该面上分布较为均匀，因此所述连接架422会沿所述第一方向的反方向向所述第一连接件1靠近，并最终作用于所述第一连接件1上，因此确保了卫星在与运载火箭分离过程中不会受到与其运动方向不一致的作用力影响。

其中在确保卫星不受运载火箭的高温影响的优选实施方式中，所述第一连接件1的一侧上还设有隔热垫5。

由于所述第一连接件1的一侧上还设有隔热垫5，所述隔热垫5可有效阻隔运载火箭上过多的热量对卫星产生的影响，有效保护了卫星。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种星箭分离机构，其特征在于，包括：

第一连接件（1），所述第一连接件（1）的一侧用于与卫星连接，其另一侧形成第一凹槽，所述第一凹槽上设有第一锁定孔；

第二连接件（2），所述第二连接件（2）的一侧用于与运载火箭连接，其另一侧形成第二凸起，所述第二凸起用于与所述第一凹槽配合，且二者上用于配合的部分的直径沿第一方向逐渐减小，所述第二连接件（2）内部形成第二空腔，所述第二凸起上设有第二锁定孔，所述第一锁定孔和所述第二锁定孔均垂直于所述第一方向，所述第一方向为所述第二连接件（2）和所述第一连接件（1）的排列方向；

第三连接件（3），所述第三连接件（3）呈销状，当其被限定于第一工位时，其贯穿于所述第一锁定孔和所述第二锁定孔中，用于将所述第一连接件（1）和所述第二连接件（2）连接，当所述第三连接件（3）由所述第一工位移动至第二工位时，所述第一连接件（1）和所述第二连接件（2）脱离连接；

分离装置，所述分离装置包括解锁组件和推动组件，所述推动组件沿所述第一方向贯穿于所述第一连接件（1）和所述第二连接件（2）之间，其动作用于沿所述第一方向向二者施加方向相反的作用力；所述解锁组件设于所述第二空腔内，并与所述第三连接件（3）连接，其动作用于切换所述第三连接件（3）的位置，并可触发所述推动组件动作。

2.根据权利要求1所述的星箭分离机构，其特征在于，所述解锁组件包括：

第一弹性件（411），所述第一弹性件（411）套于所述第三连接件（3）上，当所述第三连接件（3）位于所述第一工位时，所述第一弹性件（411）被所述第三连接件（3）的另一端压在其与所述第二空腔内壁之间；

旋转电磁铁（412），所述旋转电磁铁（412）底座固定于所述第二空腔内壁上，其输出轴轴线方向平行于所述第一方向，当所述旋转电磁铁（412）被供电后，其输出轴可绕自身轴线转动；

电源模块，所述电源模块用于为所述旋转电磁铁输出轴的转动供电；

连接轴承（413），所述连接轴承（413）固定于所述第二空腔内壁上，且所述旋转电磁铁（412）的输出轴与所述连接轴承（413）同轴；

抵接件（414），所述抵接件（414）的一端连接于所述旋转电磁铁（412）的输出轴上，另一端套接于所述连接轴承（413）内，当其位于第三工位时，其中部可将所述第三连接件（3）抵接于所述第一工位，当其转动至第四工位时，所述第三连接件（3）被所述第一弹性件（411）弹至所述第二工位；

控制模块，所述控制模块输入端连接于地面指挥系统，输出端连接于所述旋转电磁铁（412），用于根据地面指挥系统发出的控制指令，将所述旋转电磁铁（412）与所述电源模块接通。

3.根据权利要求2所述的星箭分离机构，其特征在于，所述第二凸起上还设有推动孔和预紧孔，所述预紧孔与所述连接轴承（413）同轴，所述推动孔的轴线平行于所述第一方向；

所述解锁组件还包括限位件（415），所述限位件（415）设于所述第二空腔内壁上，当所述抵接件（414）绕所述旋转电磁铁（412）输出轴线转动至所述第四工位时，所述限位件（415）用于将所述抵接件（414）限定在该处；

所述推动组件包括：

第二弹性件（421），所述第二弹性件（421）的一端固定于所述第二空腔的内壁上；

连接架（422），所述连接架（422）贯穿于所述推动孔，其一端连接于所述第二弹性件（421）的另一端；

预紧模块，所述预紧模块包括：卡接件（423）和预紧件（424），所述卡接件（423）的一端位于所述第一凹槽内部，其另一端穿过所述预紧孔及所述连接架（422）的另一端，当所述抵接件（414）位于所述第三工位时，所述卡接件（423）的另一端与所述抵接件（414）卡接，当所述抵接件（414）位于所述第四工位时，所述卡接件（423）的另一端与所述抵接件（414）脱离卡接；所述预紧件（424）与所述卡接件（423）螺纹配合，用于向所述连接架（422）的另一端施加沿与所述第一方向相反方向的力，以压缩所述第二连接件（2）。

4.根据权利要求3所述的星箭分离机构，其特征在于，所述推动组件还包括自锁件（425），所述自锁件（425）也与所述卡接件（423）螺纹配合，并位于所述卡接件（423）一端与所述预紧件（424）之间。

5.根据权利要求2所述的星箭分离机构，其特征在于，所述分离装置还包括保护组件，所述保护组件包括微动开关（43），所述微动开关（43）设于所述旋转电磁铁（412）与所述电源模块之间，用于检测所述第一连接件（1）与所述第二连接件（2）之间的相对运动，当其检测到二者之间有相对运动时，其内部可将所述旋转电磁铁（412）与所述电源模块之间的连接断开。

6.根据权利要求3所述的星箭分离机构，其特征在于，所述第二弹性件（421）设有多个，且在所述连接架（422）的一端端面上均匀分布。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的星箭分离机构，其特征在于，所述第一连接件（1）的一侧上还设有隔热垫（5）。

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