一种空间绳网无源收口装置的制作方法

1.本发明属于空间应用技术领域，尤其涉及一种空间绳网无源收口装置。


背景技术：

2.空间绳网是近些年提出的一种新型空间操控概念，与传统的机械手抓捕方式相比，绳网捕获方式具有捕获适应范围大、捕获距离远、对载体航天器影响小、安全性高、消耗能量少等优点。
3.在实际使用过程中常使用牵引体二次起爆分出收口组件的方式或使用电机驱动的方式将绳网收口，但二次起爆技术方案存在收口组件之间的运动相互制约，收口不彻底的问题。另外，二次起爆的技术方案无法避免绳网使用过程中的绳网松口的问题。电机驱动的技术方案存在控制方案复杂，可靠性较低的问题。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间绳网无源收口装置，解决了现有技术中二次起爆方案的收口组件之间相互制约导致收口不彻底和使用过程中的绳网持续收口的问题和电机驱动方案中控制方案复杂、可靠性低的问题。
5.本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种空间绳网无源收口装置，包括：壳体、延时点火装置、切割器、滑轮组件、收口绳、卷筒式弹射器和钢丝绳；其中，所述延时点火装置设置于所述壳体底部内端；所述切割器设置于所述延时点火装置顶部；所述卷筒式弹射器的一端的内壁与所述切割器的外表面相连接；所述滑轮组件与所述切割器的顶部相连接，并且所述滑轮组件位于所述卷筒式弹射器的内部；所述钢丝绳的两端均与所述卷筒式弹射器的顶部端盖相连接，所述钢丝绳的中部穿过所述切割器开设的通孔；所述收口绳的一端与所述卷筒式弹射器的顶部端盖相连接，所述收口绳的另一端绕过所述滑轮组件后从所述卷筒式弹射器的顶部端盖开设的第二通孔伸出。
6.上述空间绳网无源收口装置中，初始状态下，所述卷筒式弹射器由所述钢丝绳拉紧保持压缩状态；所述空间绳网无源收口装置被高压气体喷出时，所述卷筒式弹射器上的击发装置撞击所述延时点火装置，所述延时点火装置被激活，当所述延时点火装置的预设时间到达之后，所述延时点火装置起爆，激发所述切割器，所述切割器切断所述钢丝绳，所述卷筒式弹射器伸长；在所述卷筒式弹射器伸长的过程中，所述收口绳被收进所述卷筒式弹射器的内部，实现收口。
7.上述空间绳网无源收口装置中，所述卷筒式弹射器的工作长度小于原长，因此所述卷筒式弹射器在工作长度下会有预紧力。
8.上述空间绳网无源收口装置中，所述卷筒式弹射器的另一端的端面与所述壳体的上端面在一个平面上。
9.上述空间绳网无源收口装置中，所述击发装置为点火帽、带有击发针的活塞或电击发装置。
10.上述空间绳网无源收口装置中，所述滑轮组件包括滑轮、滑轮轴和滑轮支座；其中，所述滑轮支座与所述切割器的顶部相连接；所述滑轮通过所述滑轮轴与所述滑轮支座相连接。
11.上述空间绳网无源收口装置中，所述延时点火装置的中心轴线与所述切割器的中心轴线重合。
12.上述空间绳网无源收口装置中，所述钢丝绳的直径应满足以下要求：其中，d为钢丝绳直径，λ为安全系数，k为卷筒式弹射器的刚度，x0为卷筒式弹射器的原长，x为卷筒式弹射器压缩后的长度，σ为钢丝绳的抗拉强度。
13.上述空间绳网无源收口装置中，所述卷筒式弹射器的中心轴线与所述切割器的中心轴线重合。
14.上述空间绳网无源收口装置中，所述卷筒式弹射器的一端的内壁与所述切割器的外表面胶粘接，使得所述卷筒式弹射器的内腔具有密封性，保证切割性能的同时防止高压高温气体外溢破坏收口绳。
15.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
16.(1)本发明使用卷筒式弹射器作为收口的执行机构，是将卷筒的弹性势能完全转换成动能，且在整个收口过程中卷筒式弹射器始终有力，不存在相互之间动量守恒的问题，也就不会造成各个收口组件之间的干扰；
17.(2)本发明使用的卷筒式弹射器完全张开距离大于实际需要的距离，因此工作时卷筒式弹射器的最终长度会小于原长，具有一定的预紧力，可以有效的起到防松的作用；
18.(3)本发明没有电子元件的参与，不需要控制电路板，结构简单，可靠性更高。
附图说明
19.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，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
20.图1是本发明实施例提供的空间绳网无源收口装置正面截面图；
21.图2是本发明实施例提供的空间绳网无源收口装置侧面截面图；
22.图3是本发明实施例提供的空间绳网无源收口装置展开正面截面图。
具体实施方式
23.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
24.图1是本发明实施例提供的空间绳网无源收口装置正面截面图；图2是本发明实施例提供的空间绳网无源收口装置侧面截面图。如图1和图2所示，该空间绳网无源收口装置包括壳体1、驱动单元和收线单元。壳体起到为驱动单元和收线单元提供安装空间的作用。
25.驱动单元包括延时点火装置2、切割器3；收线单元包括卷筒式弹射器6、钢丝绳7、滑轮机构4和收口绳5。延时点火装置2设置于壳体1底部内端；切割器3设置于延时点火装置2顶部；卷筒式弹射器6的一端的内壁与切割器3的外表面相连接；滑轮组件4与切割器3的顶部相连接，并且滑轮组件4位于卷筒式弹射器6的内部；钢丝绳7的两端均与卷筒式弹射器6的顶部端盖相连接，钢丝绳7的中部穿过切割器3开设的通孔；收口绳5的一端与卷筒式弹射器6的顶部端盖相连接，收口绳5的另一端绕过滑轮组件4后从卷筒式弹射器6的顶部端盖开设的第二通孔伸出。
26.滑轮组件4包括滑轮、滑轮轴和滑轮支座；其中，滑轮支座与切割器3的顶部相连接；滑轮通过滑轮轴与滑轮支座相连接。
27.卷筒式弹射器初始状态为拉紧状态，由钢丝绳拉紧。当的钢丝绳被切割器切断后，卷筒式弹射器会伸长，但其工作长度小于原长，因此卷筒式弹射器在工作伸长的长度下会有一定的预紧力。整个收口装置需要击发装置以提供初始动力和触发延时点火装置。击发装置包括但不限于点火帽、带有击发针的活塞和电击发装置等。延时点火装置会被击发，击发后会延时并在规定的时间后起爆。切割器有一通孔，钢丝绳由此通孔穿出，切割器被延时点火装置起爆击发后会被激活切断钢丝绳。滑轮组件由滑轮、滑轮轴和滑轮支座组成，滑轮组件安装在切割器顶端，收口绳穿过滑轮组件固定在弹性套筒的端盖上，滑轮组件起到延长收口距离的作用，使收口距离是卷筒式弹射器伸长距离的两倍，可视实际使用情况确定是否使用滑轮组件。
28.初始状态下，卷筒式弹射器6由钢丝绳7拉紧保持压缩状态；空间绳网无源收口装置被高压气体喷出时，卷筒式弹射器6上的击发装置撞击延时点火装置2，延时点火装置2被激活，当延时点火装置2的预设时间到达之后，延时点火装置2起爆，激发切割器3，切割器3切断钢丝绳7，卷筒式弹射器6伸长；在卷筒式弹射器6伸长的过程中，收口绳5被收进卷筒式弹射器6的内部，实现收口。
29.卷筒式弹射器工作长度小于原长，因此卷筒式弹射器6不会恢复原长而是会保持工作长度，在此长度下具有一定的预紧力，可以起到防止收口松动的作用。
30.钢丝绳的直径应满足以下要求：其中，d为钢丝绳直径、λ为安全系数，具体的选取与使用环境相关、k为所用卷筒式弹射器的刚度、x0为卷筒式弹射器原长、x为卷筒式弹射器压缩后的长度，即当前在结构中的长度、σ为钢丝绳的抗拉强度；这可以使钢丝绳能够拉紧卷筒式弹射器且保持足够的强度，不会提前触发收口。
31.卷筒式弹射器6的一端的内壁与所述切割器3的外表面胶粘接，使得延时点火装置和切割器之间应具有密封性，保证切割性能的同时防止高压高温气体外溢破坏收口绳。
32.如图3所示，卷筒式弹射器展开后呈锥形，其内侧通过胶粘接(其它方式也可)粘接在切割器的外侧上，展开后的长度为5m，则收口绳被收入卷筒式弹射器内部10m，即实现了10m长度的收口。
33.本发明使用卷筒式弹射器作为收口的执行机构，是将卷筒的弹性势能完全转换成动能，且在整个收口过程中卷筒式弹射器始终有力，不存在相互之间动量守恒的问题，也就不会造成各个收口组件之间的干扰；本发明使用的卷筒式弹射器完全张开距离大于实际需要的距离，因此工作时卷筒式弹射器的最终长度会小于原长，具有一定的预紧力，可以有效
的起到防松的作用；本发明没有电子元件的参与，不需要控制电路板，结构简单，可靠性更高。
34.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种空间绳网无源收口装置，其特征在于包括：壳体(1)、延时点火装置(2)、切割器(3)、滑轮组件(4)、收口绳(5)、卷筒式弹射器(6)和钢丝绳(7)；其中，所述延时点火装置(2)设置于所述壳体(1)底部内端；所述切割器(3)设置于所述延时点火装置(2)顶部；所述卷筒式弹射器(6)的一端的内壁与所述切割器(3)的外表面相连接；所述滑轮组件(4)与所述切割器(3)的顶部相连接，并且所述滑轮组件(4)位于所述卷筒式弹射器(6)的内部；所述钢丝绳(7)的两端均与所述卷筒式弹射器(6)的顶部端盖相连接，所述钢丝绳(7)的中部穿过所述切割器(3)开设的通孔；所述收口绳(5)的一端与所述卷筒式弹射器(6)的顶部端盖相连接，所述收口绳(5)的另一端绕过所述滑轮组件(4)后从所述卷筒式弹射器(6)的顶部端盖开设的第二通孔伸出。2.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：初始状态下，所述卷筒式弹射器(6)由所述钢丝绳(7)拉紧保持压缩状态；所述空间绳网无源收口装置被高压气体喷出时，所述卷筒式弹射器(6)上的击发装置撞击所述延时点火装置(2)，所述延时点火装置(2)被激活，当所述延时点火装置(2)的预设时间到达之后，所述延时点火装置(2)起爆，激发所述切割器(3)，所述切割器(3)切断所述钢丝绳(7)，所述卷筒式弹射器(6)伸长；在所述卷筒式弹射器(6)伸长的过程中，所述收口绳(5)被收进所述卷筒式弹射器(6)的内部，实现收口。3.根据权利要求2所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述卷筒式弹射器(6)的工作长度小于原长，因此所述卷筒式弹射器(6)在工作长度下会有预紧力。4.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述卷筒式弹射器(6)的另一端的端面与所述壳体(1)的上端面在一个平面上。5.根据权利要求2所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述击发装置为点火帽、带有击发针的活塞或电击发装置。6.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述滑轮组件(4)包括滑轮、滑轮轴和滑轮支座；其中，所述滑轮支座与所述切割器(3)的顶部相连接；所述滑轮通过所述滑轮轴与所述滑轮支座相连接。7.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述延时点火装置(2)的中心轴线与所述切割器(3)的中心轴线重合。8.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述钢丝绳的直径应满足以下要求：其中，d为钢丝绳直径，λ为安全系数，k为卷筒式弹射器的刚度，x0为卷筒式弹射器的原长，x为卷筒式弹射器压缩后的长度，σ为钢丝绳的抗拉强度。9.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述卷筒式弹射器(6)的中心轴线与所述切割器(3)的中心轴线重合。10.根据权利要求1所述的空间绳网无源收口装置，其特征在于：所述卷筒式弹射器(6)的一端的内壁与所述切割器(3)的外表面胶粘接，使得所述卷筒式弹射器(6)的内腔具有密封性，保证切割性能的同时防止高压高温气体外溢破坏收口绳。

技术总结
本发明公开了一种空间绳网无源收口装置，包括：壳体、延时点火装置、切割器、滑轮组件、收口绳、卷筒式弹射器和钢丝绳；其中，延时点火装置设置于壳体底部内端；切割器设置于延时点火装置顶部；卷筒式弹射器的一端的内壁与切割器的外表面相连接；滑轮组件与切割器的顶部相连接，并且滑轮组件位于卷筒式弹射器的内部；钢丝绳的两端均与卷筒式弹射器的顶部端盖相连接，钢丝绳的中部穿过切割器开设的通孔；收口绳的一端与卷筒式弹射器的顶部端盖相连接，收口绳的另一端绕过滑轮组件后从卷筒式弹射器的顶部端盖开设的第二通孔伸出。本发明具有结构简单，可靠性高，防松的特点。防松的特点。防松的特点。


技术研发人员：赵宏图 肖余之 刘志 杨青 靳宗向 王治易 王洪宇 赵春慧 王东辉
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/28