CN210793684U - 一种简易连体轨道框架式立方星发射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种简易连体轨道框架式立方星发射装置，采用带有四条支腿的推板限制星体在发射器舱内的自由度，避免弹簧对卫星的扰动，提高发射可靠性；在每个侧板上设计两条导轨，导轨表面易通过加工得到较高的形状精度，从而使组成的导轨副具有精度高、可靠性高的优点，并且可降低整个发射装置的加工难度和成本；本实用新型采用框架加筋式侧板，在保证发射装置刚度满足要求的情况下，有效减轻发射装置整体重量；底板和上接口采用内外支撑设计，有效保证四个侧板的相对位置，间接保证导轨副的位置精度。
Description
技术领域
本实用新型属于卫星在轨释放技术领域，具体涉及一种简易连体轨道框架式立方星发射装置。
背景技术
公开号为CN104554826B的专利提供了一种分离轨道式立方星发射装置，它由舱门、挡板、滑轨、底板、侧板、上盖板、后盖板、解锁机构以及弹簧机构组成。供卫星滑动的滑轨通过螺纹连接固定在发射装置内。滑轨本身为细长条状铝合金，在加工过程中很难保证在切削力的作用下不变形、无应力集中现象。由于导轨是星体弹出的速度和姿态的关键部件，本身精度要求较高，该方式下的导轨加工成本较高。该专利还指出“压簧最大压缩高度+卫星长度+舱门背后凸台结构的厚度＝发射装置内部总长”，这种约束星体在发射器内移动自由度的方法实际中难度较高，实际加工制造中，弹簧的精度很难保证，并且上天前需喷涂防真空冷焊材料，弹簧的最大压缩高度很难确定为一个固定值，星体在发射器内晃动的可能性较大，容易造成星体的局部损坏，使发射任务失败。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种简易连体轨道框架式立方星发射装置，可以可靠地限制星体在发射器舱内的自由度，顺利完成发射任务。
一种立方星发射装置，包括四个侧板(3)、上接口(1)、舱门(2)、底板(5)、推板(7)以及弹簧(8)；四个侧板(3)围成用于容纳卫星的长方体框架；框架的上端固定安装上接口(1)，舱门安装在上接口(1)上；框架的下端由底板(5)封闭；推板(7)包括平板以及安装在平板一侧的四个角上的支撑腿；推板(7)置于框架内，四个支撑腿朝向底板(5)；弹簧(8)一端固连在底板(5)上，另一端固连在推板(7)设置支撑腿的一侧；卫星放置在框架内部推板(7)的前方。
进一步的，侧板(3)沿长度方向的一侧表面边缘设置有两条平行的导轨(9)，四个侧板(3)相接成框架后，相接的两个侧板(3)上互相靠近的两条导轨(9)形成一个导轨副；卫星沿四个导轨副前后运动；并且，推板(7)的四个支撑腿也与导轨副配合，沿导轨(9)运动。
进一步的，所述推板(7)的平板的中部设置一个凹向四个支撑腿形成空间的腔体。
较佳的所述弹簧有2条，对称连接在推板(7)的平板表面。
进一步的，还包括压紧释放机构6，用于控制舱门(2)的开启。
进一步的，所述上接口(1)的内壁上设置有推板(7)的限位装置。
较佳的，4个所述侧板(3)中较窄的两个侧板(3)沿长度方向设置一排共4个镂空方框。
较佳的，4个所述侧板(3)中较宽的两个侧板(3)沿长度方向至少设置两排共六个镂空方框。
进一步的，所述底板(5)朝向内侧一面上设置有四条突起连接板，用于分别与四个侧板(3)连接。
进一步的，上接口(1)朝外一侧的边缘设置有与舱门(2)配合的压紧面，并且设置有向内壁延伸的加厚壁面。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型的一种简易连体轨道框架式立方星发射装置，采用带有四条支腿的推板限制星体在发射器舱内的自由度，避免弹簧对卫星的扰动，提高发射可靠性；在每个侧板上设计两条导轨，导轨表面易通过加工得到较高的形状精度，从而使组成的导轨副具有精度高、可靠性高的优点，并且可降低整个发射装置的加工难度和成本；本实用新型采用框架加筋式侧板，在保证发射装置刚度满足要求的情况下，有效减轻发射装置整体重量；底板和上接口采用内外支撑设计，有效保证四个侧板的相对位置，间接保证导轨副的位置精度；舱门设置限位机构，保证舱门可靠限位的同时，返回舱门打开信号；推板设置限位机构，有效减轻发射装置对所搭载飞行器的扰动；用记忆合金压紧释放机构，不产生任何太空污染物，不对星体内产品产生任何电磁性干扰，具有快响应、高可靠的特点。
附图说明
图1为本实用新型的连体轨道框架式立方星发射装置的外形图；
图2为本实用新型的连体轨道框架式立方星发射装置的开盖示意图
图3为本实用新型的推板结构示意图；
图4为本实用新型的纵侧板结构示意图；
图5为本实用新型的横侧板结构示意图；
图6为本实用新型的上接口结构示意图；
图7为本实用新型的底板结构示意图；
图8为本实用新型的舱门结构示意图；
其中，1-上接口，2-舱门，3-侧板，4-支耳，5-底板，6-压紧释放机构，7-推板，8-弹簧，9-导轨。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
如图1和2所示，本实用新型的一种简易连体轨道框架式立方星发射装置主要包括四个侧板3、上接口1、舱门2、底板5、压紧释放机构6、推板7以及弹簧8；四个侧板3组成用于容纳卫星的长方体框架；框架的上端固定安装上接口1，舱门安装在上接口1上；框架的下端由底板5封闭；如图3所示，推板7包括平板以及安装在平板一侧的四个角上的支撑腿；平板的中部设置一个凹向四个支撑腿形成空间的腔体；推板7置于框架内，四个支撑腿朝向底板5；弹簧8一端固连在底板5上，另一端固连在推板7设置支撑腿的一侧；卫星放置在框架内部推板7的前方；推板7的腔体用于容纳卫星的天线。
卫星从上接口1开始装入发射装置后，卫星抵住推板7，推板7向底板5运动，逐渐压紧弹簧8，直到推板7的支撑腿到达底板5，卫星安装到位，关闭舱门2，并由压紧释放机构6将舱门2锁紧，卫星被限制在发射装置内。需要释放卫星时，压紧释放机构6释放舱门2，舱门2打开，在弹簧8的弹力作用下，推板7及前端的卫星被推出发射装置，完成卫星释放。
为保证弹簧8对推板7的弹力均匀，本实施例采用2条弹簧，对称连接在推板7的腔体两侧的平板表面。
本实用新型在推板7上设计4条支撑腿，卫星安装到发射装置后，支撑腿支撑在底板5上，则卫星星体被压紧在推板7与舱门2之间，此时推板7沿舱体纵向总高度+星体长度＝发射器装置内部总长，其压紧状态完全不依靠弹簧8来限制其自由度，因此，弹簧8的状态可为完全压并或者不完全压并，即使不完全压并也不会对卫星造成扰动，因此可提高卫星在搭载阶段的稳定性。
进一步的，本实用新型还对发射装置的导轨进行了改进，如图4和5所示，侧板3沿长度方向的一侧表面边缘设置有两条平行的导轨9，四个侧板3相接成框架后，相接的两个侧板3上靠近的两条导轨9形成一个导轨副，共有4个导轨副，卫星沿四个导轨副前后运动；并且，推板7的四个支撑腿也与导轨副配合，沿导轨9运动。
每个侧板3的连接处均为框架加厚设计，保证连接刚度和可靠性。两个纵向侧板根据框架式筋板的布置分别设置4个镂空方框；连接压紧释放机构6的横向侧板设计6个分布排列的镂空方框，另一个横向侧板用于连接发射器与所搭载的飞行器，因其本身刚度要求较高，整体板厚度相同，因此仅设计八个镂空方框，不再添加筋板结构，同时预留与所搭载飞行器的机械连接接口。
为保证框架结构的可靠性，底板5和上接口1分别采用内外支撑设计。底板5采用内支撑设计，底板5在舱体内部的区域设计带螺纹孔的四个突起连接板，分别于四个侧板3连接在一起，对框架式舱体提供尺寸内向约束，为提高底板5的刚度，使底板5在装配和星体压紧状态下不变形，采用加筋式结构设计形式；上接口1采用外部包络支撑设计，上接口1除提供与舱门配合的压紧面外，向下延伸加厚的壁面，四个侧面组成的舱体上端限制在设计尺寸内。这种底板5和上接口1的组合设计能够保证框架结构的连接和组合精度。
上接口1与压紧释放机构6对面的一侧伸出四个支耳，与舱门组成舱门轴铰链限位机构。限位机构采用冗余设计形式，其一，铰链连接处设计相互配合的缺口，实现舱门打开一定角度后的与扭簧配合的机械限位；其二，设计铰链锁定机构，该机构在舱门2打开一定角度时完全限制舱门的转动，同时触动微动开关，向控制器返回舱门2打开信号。
在舱体内部为推板7设计限位机构，一般情况下推板7在圆柱弹簧8的作用下很可能有飞出舱体外部的情况，在无其他遮挡物的情况下，推板7会在弹簧8的平衡位置做有阻尼振动，直到弹簧8储存的能量耗尽，推板7达到平衡位置。这种情况下，搭载立方星发射器的飞行器需要承受较大的扰动，对其姿态会有较大影响，从而影响其后续任务的实施与执行。考虑这种情况，在舱体内部增加推板7的限位装置，使推板7在弹簧8的作用下仅做一次振动便静止在限定位置。该限位装置安装在上接口1的内壁上。推板7顶面的短边设计延伸两个支耳，支耳形状配合与限位机构的接触面实现推板限位。
采用记忆合金压紧释放机构6，能够反复进行多次试验而无需更换任何部件。在太空中释放时不产生任何污染物和电磁干扰，同时具有快响应、高可靠的特点，保证星体能够成功发射。记忆合金压紧释放机构6，在未接到释放星体的信号时，能够可靠地使舱门2压紧在上接口1上，在接到释放信号时，立即释放舱门2，舱门2转动到135°后锁定，在微动开关的作用下返回舱门2打开信号。此时，推板7在两个圆柱弹簧8的作用下推着星体向舱体外部弹射，直直到星体完全脱离发射装置而完成发射，推板7在推板限位装置的作用下锁定。最终，星体成功发射。
底部的一个侧板1边缘伸出8个支耳4，用于将发射装置固定在所搭载的飞行器上。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种立方星发射装置，其特征在于，包括四个侧板(3)、上接口(1)、舱门(2)、底板(5)、推板(7)以及弹簧(8)；四个侧板(3)围成用于容纳卫星的长方体框架；框架的上端固定安装上接口(1)，舱门安装在上接口(1)上；框架的下端由底板(5)封闭；推板(7)包括平板以及安装在平板一侧的四个角上的支撑腿；推板(7)置于框架内，四个支撑腿朝向底板(5)；弹簧(8)一端固连在底板(5)上，另一端固连在推板(7)设置支撑腿的一侧；卫星放置在框架内部推板(7)的前方。
2.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，侧板(3)沿长度方向的一侧表面边缘设置有两条平行的导轨(9)，四个侧板(3)相接成框架后，相接的两个侧板(3)上互相靠近的两条导轨(9)形成一个导轨副；卫星沿四个导轨副前后运动；并且，推板(7)的四个支撑腿也与导轨副配合，沿导轨(9)运动。
3.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，所述推板(7)的平板的中部设置一个凹向四个支撑腿形成空间的腔体。
4.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，所述弹簧有2条，对称连接在推板(7)的平板表面。
5.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，还包括压紧释放机构(6)，用于控制舱门(2)的开启。
6.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，所述上接口(1)的内壁上设置有推板(7)的限位装置。
7.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，4个所述侧板(3)中较窄的两个侧板(3)沿长度方向设置一排共4个镂空方框。
8.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，4个所述侧板(3)中较宽的两个侧板(3)沿长度方向至少设置两排共六个镂空方框。
9.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，所述底板(5)朝向内侧一面上设置有四条突起连接板，用于分别与四个侧板(3)连接。
10.如权利要求1所述的一种立方星发射装置，其特征在于，上接口(1) 朝外一侧的边缘设置有与舱门(2)配合的压紧面，并且设置有向内壁延伸的加厚壁面。
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