一种卫星分离机构的制作方法

专利检索2022-05-10  169



1.本实用新型属于分离技术领域,尤其涉及一种卫星分离机构。


背景技术:

2.随着商业航天的发展,微纳卫星越来越受青睐。微纳卫星分离技术成为其中的重要技术。传统分离机构有重量较重、成本较高、技术复杂等缺点。由于微纳卫星本身重量较轻,也要求分离机构重量越轻越好、成本越低越好、技术越简单越好。


技术实现要素:

3.本实用新型的目的在于提供一种卫星分离机构,其为点式分离机构,具有使用方便、可靠性高、稳定性高、成本低、可重复使用等优点,用以解决现有技术中分离机构重量大的问题。
4.本实用新型的技术方案为:
5.一种卫星分离机构,包括至少一个分离模块;所述分离模块包括适配器、下裙、分离螺母、连接螺栓、动力部和顶杆;
6.所述适配器用于与运载火箭连接,所述下裙用于与卫星连接,所述适配器和所述下裙贴合且贴合处通过所述分离螺母和所述连接螺栓连接;所述分离螺母为记忆合金分离螺母,用于通电后松开与所述连接螺栓的连接;
7.所述顶杆与所述适配器接触连接,所述动力部分别与所述下裙和所述顶杆连接,用于驱动所述顶杆在所述分离螺母通电后推离所述适配器。
8.优选地,所述适配器和所述下裙均为一端开口的壳体,所述适配器的外底面与所述下裙的外底面贴合;
9.所述适配器具有连通其内底面和外底面的第一通孔,所述下裙具有连通其内底面和外底面的第二通孔,所述分离螺母与所述适配器的内表面连接,所述连接螺栓的头部设于所述下裙内,所述连接螺栓的螺杆穿设所述第二通孔和所述第一通孔与所述分离螺母螺纹连接。
10.优选地,所述壳体为圆柱形壳体,所述适配器的开口端用于与运载火箭连接,所述下裙的开口端用于与卫星连接。
11.优选地,所述适配器在与所述下裙贴合处的接触面上设有抗剪锥台,所述下裙在与所述适配器贴合处的接触面上设有与所述抗剪锥台相匹配的抗剪锥孔,所述抗剪锥台嵌入于所述抗剪锥孔。
12.优选地,所述动力部包括顶板、压板、压簧和顶杆螺母;所述下裙上设有动力部安装腔,所述动力部安装腔的底面上设有顶杆通孔;
13.所述顶杆设于所述动力部安装腔内,所述顶杆的一端穿设所述顶杆通孔与所述适配器接触连接,另一端依次套设有所述顶板、所述压簧、所述压板和所述顶杆螺母,所述顶板与所述顶杆连接,所述压板与所述下裙连接,所述顶杆螺母与所述顶杆螺纹连接,所述压
簧设于所述顶板和所述压板之间。
14.优选地,所述动力部安装腔为一端开口的圆柱形腔体,所述圆柱形腔体的底面设有所述顶杆通孔,所述圆柱形腔体的开口端具有压板安装平台,所述压板朝向所述压簧一面紧贴于所述压板安装平台并与所述安装平台通过紧固件连接。
15.优选地,所述适配器和所述下裙具有同一中心线,所述分离螺母和所述连接螺栓均沿所述中心线设置,所述下裙设有两个关于所述中心线对称的所述动力部安装腔,两个所述动力部安装腔各自设有一个所述动力部和一个所述顶杆。
16.优选地,还包括行程开关,所述行程开关与所述下裙连接,所述下裙上设有行程监测孔,所述行程开关的推杆穿设所述行程监测孔与所述适配器接触连接。
17.优选地,所述行程监测孔朝向远离所述适配器一侧设有行程开关安装平台,所述行程开关上设有连接法兰,所述连接法兰紧贴于所述行程开关安装平台并与其连接。
18.优选地,包括五个所述分离模块,分别为一个中间分离模块和四个四周分离模块,所述中间分离模块用于安装于运载火箭和微信对接面的中心位置,四个所述四周分离模块绕所述中间分离模块对称布置。
19.本实用新型由于采用以上技术方案,使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果:
20.(1)本实用新型由至少一个分离模块组成,是点式分离机构,单个分离模块重量小、技术复杂度低、成本低,可根据微纳卫星的实际情况相应增减分离模块,相比于传统分离机构重量更低,因此解决了现有技术中分离机构重量大的问题。
21.(2)本实用新型一实施例中分离螺母、压簧、行程开关等高度集成设计,系统简单,可靠性高。
22.(3)本实用新型一实施例中采用了记忆合金分离螺母,分离冲击力弱,对卫星的冲击影响很小,降低了卫星的研制难度。
23.(4)本实用新型一实施例,由五件分离模块组成,每个分离模块完全相同,具有模块化、通用化、标准化的特点,降低了技术难度,降低了研制成本。
24.(5)本实用新型一实施例中,中间分离模块安装在卫星与运载火箭对接面的中心位置,四个四周分离模块在中间分离模块的四周对称分布,当需要分离卫星时,首先将四个四周分离模块中的记忆合金分离螺母通电解锁,然后将中间分离模块中的记忆合金分离螺母通电解锁,此刻五个分离模块中的压簧同步作用,顶杆将下裙与适配器推离。该方式避免了多点式分离机构各点分离时间的不同步性,提高了分离姿态稳定性,保证了较小的分离角速度。
附图说明
25.通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。
26.图1为本实用新型的一种卫星分离机构的整体示意图;
27.图2为本实用新型的一种卫星分离机构的剖面示意图;
28.图3为本实用新型的一种卫星分离机构的俯视示意图;
29.图4为本实用新型的一种卫星分离机构的剖面示意图;
30.图5为本实用新型的一种适配器的结构示意图;
31.图6为本实用新型的一种下裙的结构示意图;
32.图7为本实用新型的一种下裙的结构示意图;
33.图8为本实用新型的一种分离螺母的结构示意图;
34.图9为本实用新型的一种行程开关的结构示意图;
35.图10为本实用新型的一种顶杆和顶板的结构示意图。
36.附图标记说明:
37.00:分离模块;
38.1:适配器;101:抗剪锥台;2:下裙;201:动力部安装腔;202:行程监测孔;203:抗剪锥孔;3:分离螺母;4:连接螺栓;5:顶杆;6:顶板;7:压板;8:压簧;9:顶杆螺母;10:行程开关。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
40.为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
41.参看图1至图10,本实施例提供一种卫星分离机构,包括至少一个分离模块;分离模块包括适配器1、下裙2、分离螺母3、连接螺栓4、动力部和顶杆5。
42.适配器1用于与运载火箭连接,下裙2用于与卫星连接,适配器1和下裙2贴合且贴合处通过分离螺母3和连接螺栓4连接。分离螺母3为记忆合金分离螺母,用于通电后松开与连接螺栓4的连接。顶杆5与适配器1接触连接,动力部分别与下裙2和顶杆5连接,用于驱动顶杆5在分离螺母3通电后推离适配器1。
43.分离螺母3采用记忆合金通电解锁方式,未通电时,分离螺母3为完整的螺母,与连接螺杆形成连接,通电时,分离螺母3膨胀释放连接螺杆,适配器1和下裙2的连接断开。
44.现对本实施例的结构进行说明。
45.在本实施例中,适配器1和下裙2均设计为套筒型,具体为一端开口的壳体,在本实施例中,壳体可以为圆柱体壳体。适配器1的开口端设有连接法连,用于与运载火箭连接;下裙2的开口端同样设有连接法连,用于与卫星连接。适配器1具有连通其内底面和外底面的第一通孔,下裙2具有连通其内底面和外底面的第二通孔。适配器1的外底面与下裙2的外底面贴合,分离螺母3和连接螺栓4将分离适配器1和下裙2连接在一起。
46.分离螺母3设于适配器1内部。具体,分离螺母3为圆柱体,其上设有连接法连,通过连接法连与适配器1的内表面连接;分离螺母3朝向适配器1内底面一侧设有螺纹孔,用于与连接螺栓4螺纹连接。连接螺栓4的头部设于下裙2内,连接螺栓4的螺杆穿设第二通孔和第
一通孔后旋入螺纹孔,与分离螺母3螺纹连接。
47.进一步地,在适配器1与下裙2贴合处的接触面上设有抗剪锥台101,在下裙2与适配器1贴合处的接触面上设有与抗剪锥台101相匹配的抗剪锥孔203,抗剪锥台101嵌入于抗剪锥孔203。抗剪锥台101和抗剪锥孔203配合起到了抗剪的作用。
48.动力部包括顶板6、压板7、压簧8和顶杆螺母9。在下裙2上设有动力部安装腔201,用于安装动力部。其中,动力部安装腔201的底面上设有顶杆通孔。顶杆5设于动力部安装腔201内,顶杆5的一端穿设顶杆通孔与适配器1接触连接,另一端依次套设有顶板6、压簧8、压板7和顶杆螺母9,顶板6与顶杆5连接,压板7与下裙2连接,顶杆螺母9与顶杆5螺纹连接,压簧8设于顶板6和压板7之间。顶杆5在压簧8的作用下顶在适配器1的外底面上,当分离螺母3和连接螺栓4处的连接松开后,在压簧8的作用下,顶杆5将下裙2推离适配器1,实现分离。
49.具体地,顶板6和顶杆5可以是一体制成的,顶杆5朝向动力部安装腔201开口端的一侧设有螺纹,用于与顶杆螺母9连接。动力部安装腔201为一端开口的圆柱形腔体,顶杆通孔设置在圆柱形腔体的底面上,圆柱形腔体的开口端具有压板安装平台,压板7朝向压簧8一面紧贴于压板安装平台并与安装平台通过紧固件连接。
50.在本实施例汇中,适配器1和下裙2具有同一中心线,即圆柱体壳体的轴线。分离螺母3、连接螺栓4、抗剪锥台101和抗剪锥孔203均沿中心线设置,下裙2内设有两个关于中心线对称的动力部安装腔201,对应的,两个动力部安装腔201内各自设有一个动力部和一个顶杆5。因此,本实施例中具有两个对称分布的动力部和顶杆5,而动力部和顶杆5配合提供使适配器1和下裙2分离的分离力,而对称分布的动力部和顶杆5保证了分离力的对称。两个压簧8对称分布在下裙2内,保证了分离力的对中性。
51.进一步地,在本实施例中还包括行程开关10,行程开关10设于下裙2内,用于监测适配器1和下裙2的分离状态。具体地,下裙2内设有行程监测孔202,行程监测孔202连通下裙2的外底面,行程监测孔202朝向下裙2开口端一侧具有行程开关安装平台;部分行程开关10置于行程监测孔202内,行程开关10的推杆与适配器1的外底面接触连接(也就是顶在适配器1的外底面上),行程开关10上设有连接法连,连接法连紧贴于行程开关安装平台上,通过紧固件连接,从而实现行程开关10和下裙2的连接。
52.在本实施例中,卫星分离机构包括五个分离模块,分别为一个中间分离模块和四个四周分离模块,中间分离模块用于安装于运载火箭和微信对接面的中心位置,四个四周分离模块绕中间分离模块对称布置。当需要分离卫星时,首先将四个四周分离模块中的记忆合金分离螺母通电解锁,然后将中间分离模块中的记忆合金分离螺母通电解锁,此刻五个分离模块中的压簧8同步作用,顶杆5将下裙2与适配器1推离,行程开关10监测分离状态。因此本实施例能够避免多点式分离机构各点分离时间的不同步性,提高了分离姿态稳定性,保证了较小的分离角速度。
53.本实施例,分离螺母3、压簧8、行程开关10等一体化设计,高度集成在适配器1和下裙2的连接体内,成为独立的分离模块,具备了连接、解锁、分离、监测等功能,且单一分离模块即可实现轻载荷的分离功能。
54.本实施例提供的分离机构中的五个分离模块完全相同,具有模块化、标准化、通用化的特点,降低了技术难度,降低了研制成本,使用方便,可靠性高;无冲击,分离稳定性高,对卫星的冲击影响力小,降低了卫星的研制难度;且可重复使用,可广泛应用于卫星与运载
分离领域。
55.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化,倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
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