CN208576736U - 一种多点压紧同步释放的星箭适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种星箭适配器，包括压紧螺母（1）、压紧杆（2）、压紧连杆（3）、支撑连杆A（4）、支撑连杆B（5）、解锁连杆A（6）、支撑连杆C（7）、解锁连杆B（8）、解锁弹簧（9）、压紧法兰（10）、基座（11）、联动杆A（12）、L形连杆A（13）、解锁销（14）、联动杆B（15）、分离连杆C（16）、分离连杆B（17）、分离连杆A（18）、分离推杆（19）、分离弹簧（20）、L形连杆B（21）；在锁紧状态下，本实用新型的压紧释放装置形成两级死点，在解锁时，只需对解锁销（14）施以几N（牛）的解锁力，就能够实现数倍的解锁力裕度；分离推杆同步动作（19），确保弹射过程中负载姿态稳定的同时，对负载重心位置没有严格要求。

Description

一种多点压紧同步释放的星箭适配器

技术领域

本实用新型涉及一种星箭适配器，特别是一种多点压紧同步释放的星箭适配器。

背景技术

在航天领域，有效载荷与运载工具的连接与释放广泛存在，例如多级火箭的级与级、卫星与运载火箭、卫星与飞船、太阳翼与空间飞行器、展开天线与空间飞行器等等。目前采用的方式有，基于火工品的装置进行连接和释放，常用的火工连接与释放装置有基于爆炸螺栓的压紧座、基于爆炸螺栓或者火工切割器的包带、基于火工分离螺母的压紧座、基于火工切割器的压紧座等，这些压紧释放装置的共同特征是承载连接力，为保证连接刚度，连接力往往达到数千甚至数万N，需要利用火药的巨大爆炸冲击力破坏火工品本身实现解锁，解锁时的爆炸冲击易对航天器造成损伤，一次性使用，导致成本较高。还有采用无火工品方式的压紧释放装置，如CN200910122846.1，空间联动压紧释放机构，包括压紧帽、压紧杆、壳体、弹簧盖、弹簧、弹簧支座、锁紧连杆、U型连杆、直连杆、连接轴销、固定销轴、绳连接器和联动绳，当该压紧释放机构处于锁紧状态时，U型连杆和直连杆在水平位置，锁紧连杆对U型连杆和直连杆的力为水平力，连杆机构处于死点位置。当该压紧释放机构处于解锁状态时，U型连杆和直连杆在弹簧的弹力作用下离开水平位置即死点位置，使弹簧处于伸展状态。由于空间联动压紧释放机构具有一个死点，在解锁过程中需要大的解锁力，另外锁紧杆对压紧杆压紧时，由于锁紧杆与压紧杆之间的压紧面积小，所以难以承受大负载工况的解锁。

在有效载荷分离时，需要将有效载荷平稳的推离运载工具，目前采用的方式有，基于单个弹簧或弹簧阵列直接推动载荷的弹射装置，为了保证载荷在弹射过程中的姿态稳定，需要根据载荷质心位置对弹簧的参数或载荷接口位置进行配平，使弹射力对卫星产生的合力矩为零，如果负载质心不在弹簧阵列的几何中心，一般需要安装配重块调节质心位置，增加了负载质量。还有通过导轨约束有效载荷的自由度的弹射装置，如201510777309.6，一种模块化低冲击联动式微小卫星分离装置，当该分离装置处于分离状态时，通过4根压簧推动导杆，4根导杆分别推动卫星上的扣接面，将卫星推离底座。该方案虽然有导轨保证姿态，但如果弹射力对卫星产生的合力矩较大，依然存在导致卫星卡死在导轨上或者解锁不顺畅、弹射初速不足的风险，因此一样需要对负载质心进行精确测量，并且对每个弹簧的弹力准确度有严格要求。对于无导轨的弹射装置，为了使弹射过程中负载姿态稳定，要求推力过负载质心，因此对每个弹簧的推力-形变曲线有严格要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种星箭适配器，克服现有技术的不足，通过对解锁销施以很小的解锁力实现大负载的低冲击解锁，通过4个同步动作的推杆实现载荷的平稳弹射。

本实用新型的技术解决方案是：一种星箭适配器，其特征在于压紧螺母、压紧杆、压紧连杆、支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆A、支撑连杆C、解锁连杆B、解锁弹簧、压紧法兰、基座、联动杆A、L形连杆A、解锁销、联动杆B、分离连杆C、分离连杆B、分离连杆A、分离推杆、分离弹簧、L形连杆B；

所述基座为矩形开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，“L”形孔内设有台阶面，台阶面上设有通孔，通孔上端设有沉槽，腔体四个角内侧均有横截面为“L”形的框架，每个框架的“L”形拐点上端设有上铰接轴，下端设有下铰接轴，“L”形框架与方形腔体为整体件；在腔体四壁上设有第一铰接孔、第二铰接孔、第三铰接孔，第四铰接孔、第五铰接孔和滑动孔，基座的上端面为压紧面；基座的腔体壁上设有解锁销孔、行程开关安装孔以及卫星分离开关顶面支架安装孔；基座在4个角的底部设有安装法兰；

所述压紧杆为柱形块状体，上端设有铰接孔，下端设有螺纹，中部设有凸台；

所述压紧连杆为剖面为“T”形块状体，“T”形左侧下表面为压紧面，右侧设有一带铰接孔的凸耳，下端设有一个铰接孔；

所述压紧法兰为剖面为“τ”形块状体，压紧面位于下端“L”形块状体上表面；压紧法兰上端有安装孔用于连接载荷；

所述压紧法兰下端的“L”形块状体置于基座的“L”形孔内，基座的压紧面与压紧法兰压紧吻合；

所述支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆A和支撑连杆C均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁连杆B为“Γ”形块状体，“Γ”的右端设有铰接孔，“Γ”的底端为铰接轴；

所述联动杆A为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置设有铰接孔A，在联动杆A中点位置设有销孔，并且铰接孔A和销孔的开孔方向与两端的铰接孔垂直；

所述L形连杆A为“L”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔；

压紧杆的下端穿过基座“L”形槽内台阶面上的孔，压紧杆中部的凸台与台阶面上的沉槽配合，底部通过压紧螺母压紧，上端与压紧连杆下端铰接，压紧法兰下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆的压紧面相互压紧；

支撑连杆A一端与压紧连杆上的凸耳铰接，支撑连杆A的另一端同时与支撑连杆B和解锁连杆A的一端铰接，支撑连杆B的另一端与基座上的第一铰接孔铰接；

解锁连杆A的另一端同时与支撑连杆C、解锁连杆B的铰接孔铰接；

支撑连杆C的另一端与基座上的第二铰接孔铰接；

解锁连杆B的铰接轴端一侧穿过基座的滑动孔，与联动杆A的铰接孔A铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，解锁连杆B铰接轴同时与解锁弹簧一端铰接；

解锁弹簧的另一端与基座上的第三铰接孔铰接；

L形连杆A拐角处铰接孔套装于基座的上铰接轴上，L形连杆A可以绕上铰接轴转动，L形连杆A两个端点分别与相邻的两根联动杆A铰接；

解锁销置于基座的解锁销孔和联动杆A销孔内；

所述压紧法兰为带有压紧面、安装孔的块状体，上端有安装孔，法兰下部为“L”形，下端横向上表面为压紧面；

所述分离推杆为圆柱形杆件，下端设有铰接轴；

所述分离连杆A为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述分离连杆B为上侧、左下、右下分别设有铰接轴的⊥形块状体，中心位置设有铰接孔；

所述分离连杆C为一侧设有铰接轴，一侧设有铰接孔的条形块状体；

所述联动杆B为两侧设有铰接孔的条形块状体，在靠近一端的位置有铰接孔B，开孔方向与另外两孔垂直；

所述L形连杆B为两侧及拐角处设有铰接孔的L形块状体；

未解锁状态下，压紧机构将压紧法兰与基座压紧，分离推杆的上端面与压紧法兰的下表面压紧，下端与分离连杆A的上端铰接，分离连杆A的下端与分离连杆B的右侧铰接，分离连杆B的上端与分离弹簧的右端铰接，分离连杆B的左端与分离连杆C的右端铰接，分离连杆B中心的铰接孔与基座上的第四铰接孔铰接，分离弹簧的左端与基座上的第五铰接孔铰接，分离连杆C的左端与联动杆B铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，联动杆B两端的铰接孔分别与两个L形连杆B铰接，L形连杆B拐点处的铰接孔与基座L形框架的下铰接轴铰接。

本实用新型的优点在于：

1.本实用新型的连杆式压紧释放装置，由于压紧法兰下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆的压紧面相互压紧，提高了承受的压紧力。本实用新型采用支撑连杆A、支撑连杆B、解锁连杆B、压紧连杆、解锁连杆A和支撑连杆C的连接形式安装于基座上，在锁紧状态下，本实用新型的压紧释放装置形成两级死点，使得压紧连杆难以驱动解锁连杆A，解锁连杆A难以驱动解锁连杆B。而在解锁时，只需对解锁销施以几N（牛）的解锁力，就能够实现数倍的解锁力裕度，提高了大负载工况解锁的可靠性。

2.本实用新型的联动解锁机构，可以确保4组解锁机构同步解锁，使得负载能够被平稳释放。

3.本实用新型的四点联动式弹射装置，由于分离推杆同步动作，确保弹射过程中负载姿态稳定的同时，对负载重心位置没有严格要求。

4.本实用新型的四点联动式弹射装置，由于分离推杆联动，对弹簧参数一致性没有严格要求。

附图说明

图1一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态剖视图；

图2一种四点联动式压紧释放装置解锁释放状态剖视图；

图3一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态外观图；

图4一种四点联动式压紧释放装置基座局部剖视图；

图5一种四点联动式压紧释放装置基座局部示意图；

图6一种四点联动式压紧释放装置的联动杆示意图；

图7一种四点联动式压紧释放装置锁定压紧状态示意图；

图8一种四点联动式压紧释放装置解锁释放状态示意图；

图9一种四点联动式弹射装置压紧状态局部剖视图；

图10 一种四点联动式弹射装置弹射状态局部剖视图；

图11 一种四点联动式弹射装置压紧状态联动工作示意图；

图12 一种四点联动式弹射装置弹射状态联动工作示意图；

图13 一种四点联动式弹射装置外观图；

图14 解锁连杆B外观图。

具体实施方式

如图1至图13所示，一种星箭适配器，其特征在于压紧螺母1、压紧杆2、压紧连杆3、支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆A6、支撑连杆C7、解锁连杆B8、解锁弹簧9、压紧法兰10、基座11、联动杆A12、L形连杆A13、解锁销14、联动杆B15、分离连杆C16、分离连杆B17、分离连杆A18、分离推杆19、分离弹簧20、L形连杆B21；

所述基座11为矩形开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，“L”形孔内设有台阶面，台阶面上设有通孔，通孔上端设有沉槽，腔体四个角内侧均有横截面为“L”形的框架，每个框架的“L”形拐点上端设有上铰接轴11-5，下端设有下铰接轴11-8，“L”形框架与方形腔体为整体件；在腔体四壁上设有第一铰接孔11-1、第二铰接孔11-2、第三铰接孔11-3，第四铰接孔11-6、第五铰接孔11-7和滑动孔11-4，基座11的上端面为压紧面；基座11的腔体壁上设有解锁销孔、行程开关安装孔11-9以及卫星分离开关顶面支架安装孔11-10，其中行程开关安装孔为中心对称布置；基座11在4个角的底部设有安装法兰。

所述压紧杆2为柱形块状体，上端设有铰接孔，下端设有螺纹，中部设有凸台；

所述压紧连杆3为剖面为“T”形块状体，“T”形左侧下表面为压紧面，右侧设有一带铰接孔的凸耳，下端设有一个铰接孔；

所述压紧法兰10为剖面为“τ”形块状体，压紧面位于下端“L”形块状体上表面；压紧法兰10上端有安装孔用于连接载荷；

所述压紧法兰10下端的“L”形块状体置于基座11的“L”形孔内，基座11的压紧面与压紧法兰10压紧吻合；

所述支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆A6和支撑连杆C7均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁连杆B8为“Γ”形块状体，“Γ”的右端设有铰接孔，“Γ”的底端为铰接轴；

所述联动杆A12为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置设有铰接孔A12-1，在联动杆A12中点位置设有销孔12-2，并且铰接孔A12-1和销孔12-2的开孔方向与两端的铰接孔垂直；

所述L形连杆A13为“L”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔；

压紧杆2的下端穿过基座11“L”形槽内台阶面上的孔，压紧杆中部的凸台与台阶面上的沉槽配合，底部通过压紧螺母1压紧，上端与压紧连杆3下端铰接，压紧法兰10下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆3的压紧面相互压紧；

支撑连杆A4一端与压紧连杆3上的凸耳铰接，支撑连杆A4的另一端同时与支撑连杆B5和解锁连杆A6的一端铰接，支撑连杆B5的另一端与基座11上的第一铰接孔11-1铰接；

解锁连杆A6的另一端同时与支撑连杆C7、解锁连杆B8的铰接孔铰接；

支撑连杆C7的另一端与基座11上的第二铰接孔11-2铰接；

解锁连杆B8的铰接轴端一侧穿过基座11的滑动孔11-4，与联动杆A12的铰接孔A12-1铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，解锁连杆B8铰接轴同时与解锁弹簧9一端铰接；

解锁弹簧9的另一端与基座11上的第三铰接孔11-3铰接；

L形连杆A13拐角处铰接孔套装于基座11的上铰接轴11-5上，L形连杆A13可以绕上铰接轴11-5转动，L形连杆A13两个端点分别与相邻的两根联动杆A12铰接；

解锁销14置于基座的解锁销孔和联动杆A销孔12-2内；

所述分离推杆19为圆柱形杆件，下端设有铰接轴；

所述分离连杆A18为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述分离连杆B17为上侧、左下、右下分别设有铰接轴的⊥形块状体，中心位置设有铰接孔；

所述分离连杆C16为一侧设有铰接轴，一侧设有铰接孔的条形块状体；

所述联动杆B15为两侧设有铰接孔的条形块状体，在靠近一端的位置有铰接孔B15-1，开孔方向与另外两孔垂直；

所述L形连杆B21为两侧及拐角处设有铰接孔的L形块状体；

未解锁状态下，压紧机构将压紧法兰10与基座11压紧，分离推杆19的上端面与压紧法兰10的下表面压紧，下端与分离连杆A18的上端铰接，分离连杆A18的下端与分离连杆B17的右侧铰接，分离连杆B17的上端与分离弹簧20的右端铰接，分离连杆B17的左端与分离连杆C16的右端铰接，分离连杆B17中心的铰接孔与基座上的第四铰接孔11-6铰接，分离弹簧20的左端与基座上的第五铰接孔11-7铰接，分离连杆C16的左端与联动杆B15铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，联动杆B15两端的铰接孔分别与两个L形连杆B21铰接，L形连杆B21拐点处的铰接孔与基座11L形框架的下铰接轴11-8铰接。

星箭适配器装配完成后，将行程开关与卫星分离开关顶面支架安装在之前所述的行程开关安装孔11-9与顶面支架安装孔11-10上，负载（卫星）与压紧法兰10通过螺钉连接，基座11通过螺钉安装在运载支撑平台上。

工作过程：

如图1、图3和图7所示，当压紧法兰10下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆3的压紧面相互压紧、解锁销14置于基座上解锁销孔和联动杆销孔12-2内时，此时机构处于压紧状态，解锁弹簧9处于拉伸状态，支撑连杆A4、支撑连杆B5、解锁连杆B8处于水平位置，压紧连杆3、解锁连杆A6和支撑连杆C7处于竖直位置，此时形成两级死点，使得压紧连杆3难以驱动解锁连杆A6，解锁连杆A6难以驱动解锁连杆B8，四点联动式压紧释放装置处于锁定状态。

如图2、图8所示，当拔出解锁销14时，解锁弹簧9释放，解锁连杆B8沿滑孔11-4向右滑动，同时带动解锁连杆A6一端向右上运动，解锁连杆A6另一端带动支撑连杆A4向右下运动，支撑连杆A4带动压紧连杆3“Γ”形凸出端向右侧展开，压紧法兰10脱离压紧束缚。四点联动式压紧释放装置处于释放状态。

如图9所示，压紧状态下，分离弹簧20处于拉伸状态。

如图10所示，压紧法兰10解锁后，分离弹簧20拉动分离连杆B17绕基座11上的铰接孔11-6逆时针转动，分离连杆B17推动分离连杆A18与分离推杆19向上运动，同时分离连杆B17拉动分离连杆C16向右运动，分离推杆19推动压紧法兰10向上运动。

如图11和图12所示，当4组弹射机构动作时，分离连杆C16会带动联动杆15与L形连杆21逆时针运动，其中L形连杆21是绕基座上的铰接轴11-8转动。

综上所述，当解锁销14拔出时，压紧法兰10连同负载一起被推离运载支撑平台，星箭适配器的其余部分依然与运载支撑平台保持连接。

Claims (2)

1.一种星箭适配器，其特征在于压紧螺母（1）、压紧杆（2）、压紧连杆（3）、支撑连杆A（4）、支撑连杆B（5）、解锁连杆A（6）、支撑连杆C（7）、解锁连杆B（8）、解锁弹簧（9）、压紧法兰（10）、基座（11）、联动杆A（12）、L形连杆A（13）、解锁销（14）、联动杆B（15）、分离连杆C（16）、分离连杆B（17）、分离连杆A（18）、分离推杆（19）、分离弹簧（20）、L形连杆B（21）；

所述基座（11）为矩形开放腔体件，腔体的四个角的上表面开有“L”形孔，“L”形孔内设有台阶面，台阶面上设有通孔，通孔上端设有沉槽，腔体四个角内侧均有横截面为“L”形的框架，每个框架的“L”形拐点上端设有上铰接轴（11-5），下端设有下铰接轴（11-8），“L”形框架与方形腔体为整体件；在腔体四壁上设有第一铰接孔（11-1）、第二铰接孔（11-2）、第三铰接孔（11-3），第四铰接孔（11-6）、第五铰接孔（11-7）和滑动孔（11-4），基座（11）的上端面为压紧面；基座（11）的腔体壁上设有解锁销孔、行程开关安装孔（11-9）以及卫星分离开关顶面支架安装孔（11-10）；基座（11）在4个角的底部设有安装法兰；

所述压紧杆（2）为柱形块状体，上端设有铰接孔，下端设有螺纹，中部设有凸台；

所述压紧连杆（3）为剖面为“T”形块状体，“T”形左侧下表面为压紧面，右侧设有一带铰接孔的凸耳，下端设有一个铰接孔；

所述压紧法兰（10）为剖面为“τ”形块状体，压紧面位于下端“L”形块状体上表面；压紧法兰（10）上端有安装孔用于连接载荷；

所述压紧法兰（10）下端的“L”形块状体置于基座（11）的“L”形孔内，基座（11）的压紧面与压紧法兰（10）压紧吻合；

所述支撑连杆A（4）、支撑连杆B（5）、解锁连杆A（6）和支撑连杆C（7）均为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述解锁连杆B（8）为“Γ”形块状体，“Γ”的右端设有铰接孔，“Γ”的底端为铰接轴；

所述联动杆A（12）为两端各设有一铰接孔的条形块状体，其中，在靠近一端的位置设有铰接孔A（12-1），在联动杆A（12）中点位置设有销孔（12-2），并且铰接孔A（12-1）和销孔（12-2）的开孔方向与两端的铰接孔垂直；

所述L形连杆A（13）为“L”形块状体，两个端点及拐角处均设有铰接孔；

压紧杆（2）的下端穿过基座（11）“L”形槽内台阶面上的孔，压紧杆中部的凸台与台阶面上的沉槽配合，底部通过压紧螺母（1）压紧，上端与压紧连杆（3）下端铰接，压紧法兰（10）下端的“L”形块状体的压紧面与压紧连杆（3）的压紧面相互压紧；

支撑连杆A（4）一端与压紧连杆（3）上的凸耳铰接，支撑连杆A（4）的另一端同时与支撑连杆B（5）和解锁连杆A（6）的一端铰接，支撑连杆B（5）的另一端与基座（11）上的第一铰接孔（11-1）铰接；

解锁连杆A（6）的另一端同时与支撑连杆C（7）、解锁连杆B（8）的铰接孔铰接；

支撑连杆C（7）的另一端与基座（11）上的第二铰接孔（11-2）铰接；

解锁连杆B（8）的铰接轴端一侧穿过基座（11）的滑动孔（11-4），与联动杆A（12）的铰接孔A（12-1）铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，解锁连杆B（8）铰接轴同时与解锁弹簧（9）一端铰接；

解锁弹簧（9）的另一端与基座（11）上的第三铰接孔（11-3）铰接；

L形连杆A（13）拐角处铰接孔套装于基座（11）的上铰接轴（11-5）上，L形连杆A（13）可以绕上铰接轴（11-5）转动，L形连杆A（13）两个端点分别与相邻的两根联动杆A（12）铰接；

解锁销（14）置于基座的解锁销孔和联动杆A销孔（12-2）内；

所述压紧法兰（10）为带有压紧面、安装孔的块状体，上端有安装孔，法兰下部为“L”形，下端横向上表面为压紧面；

所述分离推杆（19）为圆柱形杆件，下端设有铰接轴；

所述分离连杆A（18）为两端带有铰接孔的条形块状体；

所述分离连杆B（17）为上侧、左下、右下分别设有铰接轴的⊥形块状体，中心位置设有铰接孔；

所述分离连杆C（16）为一侧设有铰接轴，一侧设有铰接孔的条形块状体；

所述联动杆B（15）为两侧设有铰接孔的条形块状体，在靠近一端的位置有铰接孔B（15-1），开孔方向与另外两孔垂直；

所述L形连杆B（21）为两侧及拐角处设有铰接孔的L形块状体；

未解锁状态下，压紧机构将压紧法兰（10）与基座（11）压紧，分离推杆（19）的上端面与压紧法兰（10）的下表面压紧，下端与分离连杆A（18）的上端铰接，分离连杆A（18）的下端与分离连杆B（17）的右侧铰接，分离连杆B（17）的上端与分离弹簧（20）的右端铰接，分离连杆B（17）的左端与分离连杆C（16）的右端铰接，分离连杆B（17）中心的铰接孔与基座上的第四铰接孔（11-6）铰接，分离弹簧（20）的左端与基座上的第五铰接孔（11-7）铰接，分离连杆C（16）的左端与联动杆B（15）铰接，该轴孔配合除转动关系外，兼具轴向滑动关系，联动杆B（15）两端的铰接孔分别与两个L形连杆B（21）铰接，L形连杆B（21）拐点处的铰接孔与基座（11）L形框架的下铰接轴（11-8）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种星箭适配器，其铰接方式不限于上述具体方案中所述的轴孔搭配关系，轴与孔的布局可以对调，也可以是孔-轴-孔或者轴-孔-轴的布局。