CN115675938A - 低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及卫星解锁技术领域，尤其涉及一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，包括：机座、拉杆、解锁装置、分离助推装置和多个卫星；其中，基座包括：上板和与上板的下表面固定连接的底座；分离助推装置安装至分离助推装置安装孔中，并且分离助推装置包括：分离座、分离弹簧、顶杆和分离记忆合金拔销器；解锁装置包括：两个解锁器座、两个解锁弹簧和两个解锁记忆合金拔销器；拉杆包括：两个子拉杆、连接杆和两个固定螺母。本申请可以提高一次发射卫星的数量，从而提高整流罩空间使用效率，降低卫星发射的成本。
Description
技术领域
本申请涉及卫星解锁技术领域，尤其涉及一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器。
背景技术
随着航天技术的发展，一箭多星发射模式的应用频率也越来越高。在一箭多星的发射模式下，卫星的数量可以任意组合，应用灵活，在进入预定轨道后卫星被依次释放，并通过卫星自身的调姿态系统进入最终轨道。
目前的一箭多星技术，由于卫星的形状各不相同，因此一次发射卫星的数量也不是很多。
因此，如何提高一次发射卫星的数量，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，以提高一次发射卫星的数量，从而提高整流罩空间使用效率，降低卫星发射的成本。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，包括：机座、拉杆、解锁装置、分离助推装置和多个卫星；其中，基座包括：上板和与上板的下表面固定连接的底座；上板靠近边缘的位置开设有多个上下贯通的定位套筒安装孔，每个定位套筒安装孔均配置有两个上下贯通的拉杆安装孔，并且这两个拉杆安装孔分布至与其配套的定位套筒安装孔的两边，上板的上表面具有向下凹的分离助推装置安装孔；分离助推装置安装至分离助推装置安装孔中，并且分离助推装置包括：分离座、分离弹簧、顶杆和分离记忆合金拔销器；分离座具有开口朝向上方的顶杆配合孔，分离弹簧套装至顶杆上，顶杆的下端插入至顶杆配合孔中，并且顶杆与分离座滑动配合，顶杆的下端具有径向延伸的锁定孔，分离座具有贯通内外的分离记忆合金拔销器插入孔，分离记忆合金拔销器的插销由外插入至分离记忆合金拔销器插入孔，并伸入至顶杆的锁定孔内；每个卫星的边缘位置具有贯通上下的多个定位套筒，并且位于上层的卫星的定位套筒插入至位于下层的卫星的定位套筒中，位于底层的卫星的定位套筒插入至上板的定位套筒安装孔中；解锁装置包括：两个解锁器座、两个解锁弹簧和两个解锁记忆合金拔销器；解锁器座具有开口朝向上方的中心孔，解锁弹簧的下端固定至中心孔的底部，解锁弹簧的上端在中心孔中向上延伸，解锁器座固定至上板的下表面，并且其中心孔与拉杆安装孔对应；拉杆包括：两个子拉杆、连接杆和两个固定螺母；连接杆具有两个贯通上下的固定孔，子拉杆的上端穿过连接杆上的固定孔，与固定螺母固定连接，连接杆压紧至最上层的卫星的定位套筒上；子拉杆的下端穿过拉杆安装孔并伸入至解锁器座的中心孔中；解锁器座的侧壁上具有贯通内外的解锁记忆合金拔销器插入孔，子拉杆的下端具有贯通左右的锁定孔，解锁记忆合金拔销器的插销由外插入至解锁记忆合金拔销器插入孔，并伸入至子拉杆的锁定孔内。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，拉杆安装孔朝外开口，以从开口处卡入拉杆。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，上板为正方形板，并且在正方形板的四个角的位置开设定位套筒安装孔，在正方形板的四个角的位置开设拉杆安装孔。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，底座的上端的尺寸小于上板的尺寸，以便于安装拉杆；底座下端的尺寸大于底座上端的尺寸，以保证底座火箭的连接。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，底座的下端具有由下至上凹的安装凹槽，以与火箭的凸出部分对接固定连接。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，分离座的侧壁具有径向延伸的定位翼，顶杆的上端具有径向延伸的定位翼，分离弹簧套装在顶杆上，并且位于分离座的定位翼与顶杆的定位翼之间。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，上板的左半部分层叠堆栈多个左侧卫星，上板的右半部分层叠堆栈多个右侧卫星。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，卫星的形状为长方体状，左侧卫星和右侧卫星组合形成水平截面为正方形的堆栈星座卫星，卫星朝向外侧的长边位置具有一个定位套筒，卫星朝向外侧的每个短边位置均具有一个定位套筒。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，子拉杆的下端设置有径向延伸的导向滑柱，并且导向滑柱位于锁定孔的上方；解锁器座的侧壁上具有开口朝上的滑槽，子拉杆的导向滑柱伸入至解锁器座的滑槽内。
如上所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其中，优选的是，解锁弹簧的上端固定连接有接触板，以使子拉杆的下端与接触板的上表面接触。
相对上述背景技术，由于本申请所提供的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器中的卫星采用的是模块化设计，便于大规模的集成堆栈，并且可充分利用火箭的整流罩内的空间，提高了卫星发射的效率，降低了卫星发射的成本；另外，解锁装置采用记忆合金拔销器，解锁可靠，分离后的子拉杆可以按预定轨迹运动，避免了与分离后的卫星发生碰撞。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器的立体图；
图2是本申请实施例提供的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器的剖视图；
图3是本申请实施例提供的基座的立体图；
图4是本申请实施例提供的拉杆的立体图；
图5是图4中的A部放大图；
图6是本申请实施例提供的解锁装置的立体图；
图7是本申请实施例提供的分离助推装置的立体图；
图8是本申请实施例提供的带定位套筒的卫星的立体图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
如图1和图2所示，本申请提供了一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，包括：机座110、拉杆120、解锁装置130、分离助推装置140和多个卫星150，其中，每个卫星150均带有定位套筒，并且多个卫星150堆叠在一起形成堆栈星座卫星。
其中，如图3所示，基座110包括：上板111和底座112，上板111用于与带定位套筒的卫星150固定连接，底座112用于在火箭的整流罩内与火箭固定连接。
上板111靠近边缘的位置开设有多个上下贯通的定位套筒安装孔1111，用于插入卫星150的定位套筒；每个定位套筒安装孔1111均配置有两个上下贯通上板111的拉杆安装孔1112，并且这两个拉杆安装孔1112分布至与其配套的定位套筒安装孔1111的两边，且这两个拉杆安装孔1112均朝外开口，以从开口处卡入拉杆120；上板111的上表面具有向下凹的分离助推装置安装孔1113，以安装分离助推装置140。
可选的，上板111为正方形板，并且在正方形板的四个角的位置开设定位套筒安装孔1111。依然可选的，在正方形板的四个角的位置开设拉杆安装孔1112。还可选的，分离助推装置安装孔1113开设于上板111的上表面的中间位置。又可选的，分离助推装置安装孔1113包括：分离助推孔和拔销孔，拔销孔与分离助推孔连通，并且分离助推孔内安装分离助推装置的分离座、分离弹簧和顶杆，拔销孔内安装分离助推装置的分离记忆合金拔销器。依然可选的，分离助推孔为圆柱状孔，拔销孔为长方体状孔。
底座112的上端与上板111的下表面固定连接，底座112的下端用于与火箭固定连接。可选的，底座112与上板111为整体成型结构。还可选的，底座112的上端的尺寸小于上板111的尺寸，以便于安装拉杆120；底座112下端的尺寸大于底座112上端的尺寸，以保证底座112与火箭稳定的固定连接。又可选的，底座112的下端具有由下至上凹的安装凹槽，以与火箭的凸出部分对接固定连接。依然可选的，底座112的下端的水平截面的形状为圆形，以适应火箭的整流罩的形状。
如图4和图5所示，拉杆120包括：两个子拉杆121、连接杆122和两个固定螺母123；连接杆122具有两个贯通上下的固定孔，用于穿过子拉杆121的上端；子拉杆121的上端穿过连接杆122上的固定孔，与固定螺母123固定连接，连接杆122压紧至堆栈星座卫星最上层的卫星150的定位套筒上，从而限制了整个堆栈星座卫星的上端；子拉杆121的下端穿过上板111上的拉杆安装孔1112并伸入至解锁装置130的解锁器座131的中心孔中。
另外，子拉杆121的下端具有贯通左右的锁定孔1211，用于在子拉杆121插入至解锁装置130的解锁器座131的中心孔后，卡入解锁装置130的解锁记忆合金拔销器133的插销，以锁定子拉杆121。为了在解锁时保证子拉杆121能够按照预定轨迹分离，在子拉杆121的下端设置有径向延伸的导向滑柱1212，并且导向滑柱1212位于锁定孔1211的上方，以伸入至解锁装置130的解锁器座131上滑槽内，与解锁器座131上的滑槽配合。
可选的，子拉杆121具有两组导向滑柱1212，上组导向滑柱位于下组导向滑柱的上方，并且上组导向滑柱的长度大于下组导向滑柱的长度。还可选的，子拉杆121靠近下端的部分具有两个轴向延伸的设置面，两个设置面平行设置，锁定孔1211贯通两个设置面，每组导向滑柱1212均由设置面上向外延伸。又可选的，本申请中具有四组拉杆120，以与上板111上的四组拉杆安装孔1112配合。依然可选的，拉杆120还包括：连接卡箍124，连接卡箍124连接至两个子拉杆121之间。可选的，连接卡箍124为弧形，以适应卫星150上的定位套筒。
如图6所示，解锁装置130包括：两个解锁器座131、两个解锁弹簧132和两个解锁记忆合金拔销器133；解锁器座131具有开口朝向上方的中心孔，解锁弹簧132的下端固定至中心孔的底部，解锁弹簧132的上端在中心孔中向上延伸，在未解锁时解锁弹簧132被伸入至中心孔中的子拉杆121的下端压缩，此时解锁弹簧132处于压缩状态，在解锁后子拉杆121的下端解除对解锁弹簧132的压缩，此时解锁弹簧132处于自然状态；解锁器座131固定至基座110的上板111的下表面，并且其中心孔与上板111上的拉杆安装孔1112对应，从而可以保证拉杆120的下端由拉杆安装孔1112插入至中心孔中；解锁器座131的侧壁上具有贯通内外的解锁记忆合金拔销器插入孔，解锁记忆合金拔销器133的插销1331由外插入至解锁记忆合金拔销器插入孔，并伸入至子拉杆121的锁定孔1211内，从而锁定子拉杆121。本申请中的解锁装置130采用了记忆合金拔销器，使得机构可靠。
可选的，解锁器座131包括：底座1311和侧壁1312；侧壁1312的下边缘固定至底座1311的上表面的边缘位置，并且侧壁1312沿着底座1311的边缘位置围绕形成中心孔。还可选的，底座1311的形状为正方形，从而解锁器座131的形状为长方体形。又可选的，解锁弹簧132的上端固定连接有接触板134，以使子拉杆121的下端与解锁弹簧132上端的接触板134的上表面接触，避免子拉杆121与解锁弹簧132直接接触。还可选的，解锁器座131的侧壁1312的外表面上具有向外延伸的固定耳1313，固定耳1313上具有贯通上下的固定孔，螺钉穿过固定孔将解锁器座131固定至上板111的下表面上。依然可选的，解锁器座131的侧壁1312上具有开口朝上的滑槽，以卡入子拉杆121上的导向滑柱1212，从而在解锁时保证子拉杆121能够按照预定轨迹分离，避免了子拉杆121与分离后的卫星发生碰撞。还可选的，解锁器座131的侧壁1312上具有两组滑槽，上组滑槽位于下组滑槽的上方，并且上组滑槽位于下组滑槽的外侧，以与子拉杆121的两组导向滑柱配合。
如图7所示，分离助推装置140安装至上板111的分离助推装置安装孔1113中。并且，分离助推装置140包括：分离座141、分离弹簧142、顶杆143和分离记忆合金拔销器144；分离座141具有开口朝向上方的顶杆配合孔，分离弹簧142套装至顶杆143上，顶杆143的下端插入至顶杆配合孔中，并且顶杆143与分离座143滑动配合。在堆栈星座卫星未分离时，顶杆143的插入并滑动至顶杆配合孔的下方，分离弹簧142被压缩，在堆栈星座卫星分离时，顶杆143滑动至顶杆配合孔的上方，分离弹簧142依然被压缩或者恢复自然状态。另外，顶杆143的下端具有径向延伸的锁定孔，分离座141具有贯通内外的分离记忆合金拔销器插入孔，分离记忆合金拔销器144的插销由外插入至分离记忆合金拔销器插入孔，并伸入至顶杆143的锁定孔内，从而锁定顶杆143。本申请中的分离助推装置140采用了记忆合金拔销器，使得机构可靠。当堆栈星座卫星需要分离时，分离记忆合金拔销器144的插销从顶杆143的锁定孔中拔出，顶杆143在分离弹簧142的推力作用下由分离座141的顶杆配合孔中滑向上方，即堆栈星座卫星被顶杆143从机座110的上板111上分离。
可选的，分离座141的侧壁具有径向延伸的定位翼1411，顶杆143的上端具有径向延伸的定位翼1431，分离弹簧142套装在顶杆143上，并且位于分离座141的定位翼1411与顶杆143的定位翼1431之间。还可选的，由于分离记忆合金拔销器144位于分离座141的径向，因此分离记忆合金拔销器144安装至分离助推装置安装孔1113的拔销孔中，分离座141、分离弹簧142、顶杆143安装至分离助推装置安装孔1113的分离助推孔中。
如图8所示，每个卫星150采用模块化设计，即每个卫星150的边缘位置具有贯通上下的多个定位套筒151；并且，位于上层的卫星150的定位套筒151插入至位于下层的卫星150的定位套筒151中，位于底层的卫星150的定位套筒151插入至上板111的定位套筒安装孔1111中，从而便于将模块化设计的多个卫星150层叠堆栈至上板111上，正是由于多个卫星150可以层叠堆栈发射，从而提高了卫星发射的效率，降低了卫星发射的成本，并且还由于多个卫星150可以层叠堆栈，可充分利用火箭整流罩内的空间；另外，位于顶层的卫星150的定位套筒151上还具有压槽，以卡入连接杆122，从而使得连接杆122对卫星150的压紧更加可靠。
可选的，上板111的左半部分层叠堆栈多个左侧卫星，上板111的右半部分层叠堆栈多个右侧卫星。还可选的，卫星150的形状为长方体状，从而左侧卫星和右侧卫星组合形成水平截面为正方形的堆栈星座卫星。又可选的，卫星150朝向外侧的长边位置具有一个定位套筒151，卫星150朝向外侧的每个短边位置均具有一个定位套筒151。依然可选的，卫星150朝向内侧(也就是朝向另一个卫星150)的长边可延伸至卫星150位于短边位置的定位套筒151的轴线处，从而左侧卫星的短边位置的定位套筒可插入至右侧卫星的短边位置的定位套筒中，右侧卫星的短边位置的定位套筒可插入至左侧卫星的短边位置的定位套筒中，进而左侧卫星和右侧卫星可以交互叠放到至上板111上。
火箭携带本申请的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器和卫星到达预定轨道时，多个解锁装置130同时解锁，拉杆120被同时分离，卫星150处于无约束状态，分离助推装置140的分离记忆合金拔销器144解锁，分离助推装置140的顶杆143推动卫星150与基座110分离，从而实现卫星150与火箭的分离。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，包括：机座、拉杆、解锁装置、分离助推装置和多个卫星；
其中，基座包括：上板和与上板的下表面固定连接的底座；上板靠近边缘的位置开设有多个上下贯通的定位套筒安装孔，每个定位套筒安装孔均配置有两个上下贯通的拉杆安装孔，并且这两个拉杆安装孔分布至与其配套的定位套筒安装孔的两边，上板的上表面具有向下凹的分离助推装置安装孔；
分离助推装置安装至分离助推装置安装孔中，并且分离助推装置包括：分离座、分离弹簧、顶杆和分离记忆合金拔销器；分离座具有开口朝向上方的顶杆配合孔，分离弹簧套装至顶杆上，顶杆的下端插入至顶杆配合孔中，并且顶杆与分离座滑动配合，顶杆的下端具有径向延伸的锁定孔，分离座具有贯通内外的分离记忆合金拔销器插入孔，分离记忆合金拔销器的插销由外插入至分离记忆合金拔销器插入孔，并伸入至顶杆的锁定孔内；
每个卫星的边缘位置具有贯通上下的多个定位套筒，并且位于上层的卫星的定位套筒插入至位于下层的卫星的定位套筒中，位于底层的卫星的定位套筒插入至上板的定位套筒安装孔中；
解锁装置包括：两个解锁器座、两个解锁弹簧和两个解锁记忆合金拔销器；解锁器座具有开口朝向上方的中心孔，解锁弹簧的下端固定至中心孔的底部，解锁弹簧的上端在中心孔中向上延伸，解锁器座固定至上板的下表面，并且其中心孔与拉杆安装孔对应；
拉杆包括：两个子拉杆、连接杆和两个固定螺母；连接杆具有两个贯通上下的固定孔，子拉杆的上端穿过连接杆上的固定孔，与固定螺母固定连接，连接杆压紧至最上层的卫星的定位套筒上；子拉杆的下端穿过拉杆安装孔并伸入至解锁器座的中心孔中；
解锁器座的侧壁上具有贯通内外的解锁记忆合金拔销器插入孔，子拉杆的下端具有贯通左右的锁定孔，解锁记忆合金拔销器的插销由外插入至解锁记忆合金拔销器插入孔，并伸入至子拉杆的锁定孔内。
2.根据权利要求1所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，拉杆安装孔朝外开口，以从开口处卡入拉杆。
3.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，上板为正方形板，并且在正方形板的四个角的位置开设定位套筒安装孔，在正方形板的四个角的位置开设拉杆安装孔。
4.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，底座的上端的尺寸小于上板的尺寸，以便于安装拉杆；底座下端的尺寸大于底座上端的尺寸，以保证底座火箭的连接。
5.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，底座的下端具有由下至上凹的安装凹槽，以与火箭的凸出部分对接固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，分离座的侧壁具有径向延伸的定位翼，顶杆的上端具有径向延伸的定位翼，分离弹簧套装在顶杆上，并且位于分离座的定位翼与顶杆的定位翼之间。
7.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，上板的左半部分层叠堆栈多个左侧卫星，上板的右半部分层叠堆栈多个右侧卫星。
8.根据权利要求7所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，卫星的形状为长方体状，左侧卫星和右侧卫星组合形成水平截面为正方形的堆栈星座卫星，卫星朝向外侧的长边位置具有一个定位套筒，卫星朝向外侧的每个短边位置均具有一个定位套筒。
9.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，子拉杆的下端设置有径向延伸的导向滑柱，并且导向滑柱位于锁定孔的上方；
解锁器座的侧壁上具有开口朝上的滑槽，子拉杆的导向滑柱伸入至解锁器座的滑槽内。
10.根据权利要求1或2所述的低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器，其特征在于，解锁弹簧的上端固定连接有接触板，以使子拉杆的下端与接触板的上表面接触。
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