一种用于卫星的分离解锁机构及联动分离解锁装置的制作方法

1.本实用新型涉及用于星箭或星星分离的分离机构技术领域，具体而言，涉及一种用于卫星的分离解锁机构及联动分离解锁装置。


背景技术：

2.传统的卫星分离多采用离散分布的火工品点式和对接框式包带连接分离方案，前者的分离冲击大、同步指标低，后者附加质量大。虽然火工装置具有功能可靠、作用速度快、重量与体积小、标准化等一系列优点，但是微纳卫星质量轻、体积小，如果采用传统的火工分离方式，分离产生的冲击将会对卫星分离姿态造成较大影响，导致卫星不能按照设定的飞行姿态入轨，而且火药燃烧或者爆炸产生的有害气体可能会污染光学仪器等；因此，传统的卫星分离方案已经无法满足当前和未来微纳卫星的分离需求。
3.目前国外针对质量1kg、边长100mm的微纳卫星分离装置的标准化、模块化设计技术已经比较成熟。国外针对质量在1～50kg的微纳卫星无标准化和模块化分离装置，国外研制出来的针对该质量范围的分离装置质量占到卫星质量的50％以上，特别是日本的卡爪分离装置t-pod(tokyo pico-satellite orbital deplorer，t-pod)，分离装置质量占到卫星质量的71.4％。国外目前针对质量在1～50kg的微纳卫星分离装置质量较重，给卫星发射增加额外成本。
4.并且，现有技术中提出的分离机构冲击大，成本高，重量大，不能满足现今卫星批量化生产的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于卫星的分离解锁机构及联动分离解锁装置，以解决现有包带式分离机构冲击大，成本高，重量大的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种用于卫星的分离解锁机构，包括下筒以及上筒，下筒内设有分瓣螺母，下筒内设有用于触发分瓣螺母分离的触发组件，上筒上设有与分瓣螺母螺纹配合的连接螺柱，连接螺柱上套设有与分瓣螺母抵接的弹射件，下筒与上筒之间设有用于分离二者的分离组件。
8.在本实用新型的一些实施例中，触发组件包括两个拨动杆以及设置于下筒与分瓣螺母之间的转筒，转筒与分瓣螺母之间设有保持架，保持架的侧壁上沿其周向开设有多个安装槽，安装槽内设有与分瓣螺母抵接的滚柱，保持架与转筒之间设有容纳筒，容纳筒的内壁上开设有与滚柱适配的容纳槽，下筒的侧壁间隔开设有两个限位槽，两个拨动杆穿设于限位槽以及转筒后与容纳筒连接。
9.在本实用新型的一些实施例中，弹射件为碟簧。
10.在本实用新型的一些实施例中，分离组件包括与下筒连接的多个定位筒，定位筒的外侧壁上套设有与上筒抵接的分离弹簧。
11.一种用于卫星的联动分离解锁装置，包括联动分离解锁机构，联动分离解锁机构包括多个如上述所示的分离解锁机构、安装板以及张紧组件，多个分离解锁机构依次设置于安装板上，张紧组件设置于安装板上，且张紧组件与其中一个分离解锁结构内的拨动杆连接，依次相邻的两个分离解锁组件之间设有联动触发组件；张紧组件、分离解锁机构以及联动触发组件依次传动连接后呈非闭环状。
12.在本实用新型的一些实施例中，联动触发组件包括联动杆以及安装座，联动杆穿设于安装座上；联动杆的两端分别与依次相邻的两个分离解锁机构上的拨动杆连接，拨动杆的自由端套设有与安装座抵接的解锁弹簧。
13.在本实用新型的一些实施例中，解锁弹簧内穿设有与安装座连接的导向筒，联动杆上设有与解锁弹簧抵接的限位板。
14.在本实用新型的一些实施例中，张紧组件包括绳索保持架、热刀、绳索，绳索保持组架与其中一个分离解锁结构内的拨动杆通过绳索连接，热刀安装于安装板上后用于切割绳索。
15.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.当绳索与热刀接触，热刀通电后绳索熔断，处于首端的分离解锁机构内的分瓣螺母对连接螺柱的限制解除；即通过绳索与张紧组件连接的拨动杆因绳索断裂失去约束，设置在安装座上的联动杆在解锁弹簧的作用下，对联动杆施加一个向远离分离解锁机构的推力，此时的联动杆将拉动拨动杆在下筒上旋转一定角度，此时滚柱及分瓣螺母的径向约束解除；即拨动杆因联动杆的拉动可以限位槽的限制下相对转动；随即带动与其通过螺钉连接的容纳筒以及转筒在下筒内旋转；此时的容纳筒的外壁不在对滚柱进行顶持，此时的滚柱在保持架的保持下进入呈半弧形的容纳槽内；此时的滚柱对呈分割成4瓣的分瓣螺母失去约束，分瓣螺母也对连接螺柱的约束，碟簧在同一瞬间将其存储的弹力释放，并且碟簧对连接螺柱提供一个竖直向上的分离力，连接螺柱与分瓣螺母脱离，连接螺柱与分瓣螺母完成分离，上筒与下筒实现分离限制解除；此时，设置在安装座上的联动杆在解锁弹簧的作用下，对位于下一个分离解锁机构内的拨动杆施加推力迫使容纳筒以及转筒在下筒内旋转；此时，对应分离解锁机构内的连接螺柱与分瓣螺母完成分离，如此往复实现联动解锁；从而设置的一个张紧组件以及4个联动触发组件可以触发至少4组分离解锁机构解锁，实现联动解锁；即可迫使4组分离解锁机构内共同组成的8组分离弹簧共同推动卫星，卫星得以平稳的分离释放。由于采用热刀替代火工品，整体机构分离时刻的高频冲击大幅降低，整体成本得到有效控制。并且基于创新的联动式设计，分离机构重量大幅降低。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
18.图1为本实用新型的主视立体结构示意图；
19.图2为本实用新型中张紧组件、分离解锁机构以及联动触发组件的组合结构示意图；
20.图3为本实用新型中分离解锁机构的正视剖视示意图；
21.图4为本实用新型中分离解锁机构的俯视剖视示意图；
22.图5为本实用新型中联动触发组件的剖视示意图。
23.图标：1、安装板；2、上筒；3、下筒；4、分离弹簧；5、绳索保持架；6、绳索；7、热刀；8、安装座；9、解锁弹簧；10、限位板；11、拨动杆；12、联动杆；13、连接螺柱；14、转筒；15、分瓣螺母；16、容纳筒；17、保持架；18、滚柱；19、弹射件；20、定位筒。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例1
27.请参照图1-图5所示。
28.本技术实施例提供一种用于卫星的分离解锁机构，包括下筒3以及上筒2，下筒3内设有分瓣螺母15，下筒3内设有用于触发分瓣螺母15分离的触发组件，上筒2上设有与分瓣螺母15螺纹配合的连接螺柱13，连接螺柱13上套设有与分瓣螺母15抵接的弹射件19，下筒3与上筒2之间设有用于分离二者的分离组件。触发组件包括两个拨动杆11以及设置于下筒3与分瓣螺母15之间的转筒14，转筒14与分瓣螺母15之间设有保持架17，保持架17的侧壁上沿其周向开设有多个安装槽，安装槽内设有与分瓣螺母15抵接的滚柱18，保持架17与转筒14之间设有容纳筒16，容纳筒16的内壁上开设有与滚柱18适配的容纳槽，下筒3的侧壁间隔开设有两个限位槽，两个拨动杆11穿设于限位槽以及转筒14后与容纳筒16连接。
29.在本实用新型的一些实施例中，弹射件19为碟簧。
30.在本实用新型的一些实施例中，分离组件包括与下筒3连接的两个定位筒20，定位筒20的外侧壁上套设有与上筒2抵接的分离弹簧4。
31.为了解决现有技术中提出的分离机构冲击大，成本高，重量大，不能满足现今卫星批量化生产的需求；本技术方案设置的离解锁机构由上筒2、下筒3、拨动杆11、碟簧、连接螺柱13、滚柱18、分瓣螺母15、分离弹簧4等组成。通过上述部件的集合起到为卫星提供主要承力的部件，上筒2、下筒3由高强度铝合金机加而成。连接螺柱13旋入分瓣螺母15的m12内螺纹内并在滚柱18保持架17以及容纳筒16的作用下形成13kn～20kn的预紧力，将承力的上筒2和下筒3牢牢的连接在一起。分瓣螺母15包括四瓣分瓣螺母15、滚柱18的数量为12个。解锁前，分瓣螺母15径向受滚柱18限制，滚柱18受摩擦力限制移动。
32.分离时，转动转筒14外侧连接的2根拨动杆11中的一个，拨动杆11将带动转筒14转动一定角度后，此时滚柱18及分瓣螺母15的径向约束解除；即拨动杆11转动带动容纳筒16、转筒14在下筒3内旋转，此时的容纳筒16的外壁不在对滚柱18进行顶持，此时的滚柱18在保
持架17的保持下进入呈半弧形的容纳槽内；此时的滚柱18对呈分割成4瓣的分瓣螺母15失去约束，此时的分瓣螺母15也对螺柱失去约束；碟簧在同一瞬间将其存储的弹力释放，并且碟簧对连接螺柱13提供一个竖直向上的分离力，连接螺柱13与分瓣螺母15脱离，连接螺柱13与分瓣螺母15完成分离，上筒2与下筒3实现分离。
33.以实现a、b两卫星的连接分离为例，分离解锁机构内的上筒2通过6个螺钉与a连接，下筒3通过6个螺钉与b连接。
34.实施例2
35.请参照图1-图5所示，一种用于卫星的联动分离解锁装置，包括联动分离解锁机构，联动分离解锁机构包括如实施例1所示的至少4组分离解锁机构、安装板1以及张紧组件，多个分离解锁机构依次设置于安装板1上，张紧组件设置于安装板1上，且张紧组件与其中一个分离解锁结构内的拨动杆11连接，依次相邻的两个分离解锁组件之间设有联动触发组件；张紧组件、分离解锁机构以及联动触发组件依次传动连接后呈非闭环状。
36.在本实用新型的一些实施例中，联动触发组件包括联动杆12以及安装座8，联动杆12穿设于安装座8上；联动杆12的两端分别与依次相邻的两个分离解锁机构上的拨动杆11连接，拨动杆11的自由端套设有与安装座8抵接的解锁弹簧9。安装座8通过螺钉固定在安装板1上，且安装座8呈l状。
37.在本实用新型的一些实施例中，解锁弹簧9内穿设有与安装座8连接的导向筒，联动杆12上设有与解锁弹簧9抵接的限位板10。限位板10与联动杆12通过螺纹连接的方式连接。
38.在本实用新型的一些实施例中，张紧组件包括绳索保持架5、热刀7、绳索6，绳索6保持组架与其中一个分离解锁结构内的拨动杆11通过绳索6连接，热刀7安装于安装板1上后用于切割绳索6。绳索保持架5上穿设有螺纹杆，螺纹杆上设有螺母，螺纹杆上设有u形安装架，安装架与绳索6通过销轴或螺钉连接。
39.联动分离机构的工作方式是：当绳索6在绳索保持架5的限制下处于张紧状态将限制弹簧对联动杆12的推动；当热刀7熔断绳索6后，联动杆12将被解锁弹簧9推动。4组分离解锁机构内部的滚柱18分瓣螺母15机构转动，解除对连接螺杆的约束。在8个分离弹簧4推动下实现卫星分离。
40.并且分离机构整体包络尺寸为：570mm*440mm*67mm，总重量2.6kg。
41.联动杆12上设计的解锁弹簧9，将为卫星提供50n～75n的推力，驱使拨动杆11转动并使分瓣螺母15张开。位于首位的分离解锁机构内的其中一个拨动杆11通过张紧组件对绳索6施加张紧力用于平衡解锁弹簧9作用在与联动杆12连接的另一个拨动杆11上的回弹力；限制拨动杆11的转动，即可避免连接螺柱13与分瓣螺母15分离。
42.当绳索6与热刀7接触，热刀7通电后绳索6熔断，处于首端的分离解锁机构内的分瓣螺母15对连接螺柱13的限制解除；即通过绳索6与张紧组件连接的拨动杆11因绳索6断裂失去约束，设置在安装座8上的联动杆12在解锁弹簧9的作用下，对联动杆12施加一个向远离分离解锁机构的推力，此时的联动杆12将拉动拨动杆11在下筒3上旋转一定角度，此时滚柱18及分瓣螺母15的径向约束解除；即拨动杆11因联动杆12的拉动可以限位槽的限制下相对转动；随即带动与其通过螺钉连接的容纳筒16以及转筒14在下筒3内旋转；此时的容纳筒16的外壁不在对滚柱18进行顶持，此时的滚柱18在保持架17的保持下进入呈半弧形的容纳
槽内；此时的滚柱18对呈分割成4瓣的分瓣螺母15失去约束，分瓣螺母15也对连接螺柱13的约束，碟簧在同一瞬间将其存储的弹力释放，并且碟簧对连接螺柱13提供一个竖直向上的分离力，连接螺柱13与分瓣螺母15脱离，连接螺柱13与分瓣螺母15完成分离，上筒2与下筒3实现分离限制解除；此时，设置在安装座8上的联动杆12在解锁弹簧9的作用下，对位于下一个分离解锁机构内的拨动杆11施加推力迫使容纳筒16以及转筒14在下筒3内旋转；此时，对应分离解锁机构内的连接螺柱13与分瓣螺母15完成分离，如此往复实现联动解锁；从而设置的一个张紧组件以及4个联动触发组件可以触发至少4组分离解锁机构解锁，实现联动解锁；即可迫使4组分离解锁机构内共同组成的8组分离弹簧4共同推动卫星，卫星得以平稳的分离释放。
43.由于采用热刀7替代火工品，整体机构分离时刻的高频冲击大幅降低，整体成本得到有效控制。并且基于创新的联动式设计，分离机构重量大幅降低。
44.以实现a、b两卫星的连接分离为例，四组分离解锁机构内的上筒2通过24个螺钉与a连接，下筒3通过24个螺钉与b连接。
45.综上所述，当绳索6与热刀7接触，热刀7通电后绳索6熔断，处于首端的分离解锁机构内的分瓣螺母15对连接螺柱13的限制解除；即通过绳索6与张紧组件连接的拨动杆11因绳索6断裂失去约束，设置在安装座8上的联动杆12在解锁弹簧9的作用下，对联动杆12施加一个向远离分离解锁机构的推力，此时的联动杆12将拉动拨动杆11在下筒3上旋转一定角度，此时滚柱18及分瓣螺母15的径向约束解除；即拨动杆11因联动杆12的拉动可以限位槽的限制下相对转动；随即带动与其通过螺钉连接的容纳筒16以及转筒14在下筒3内旋转；此时的容纳筒16的外壁不在对滚柱18进行顶持，此时的滚柱18在保持架17的保持下进入呈半弧形的容纳槽内；此时的滚柱18对呈分割成4瓣的分瓣螺母15失去约束，分瓣螺母15也对连接螺柱13的约束，碟簧在同一瞬间将其存储的弹力释放，并且碟簧对连接螺柱13提供一个竖直向上的分离力，连接螺柱13与分瓣螺母15脱离，连接螺柱13与分瓣螺母15完成分离，上筒2与下筒3实现分离限制解除；此时，设置在安装座8上的联动杆12在解锁弹簧9的作用下，对位于下一个分离解锁机构内的拨动杆11施加推力迫使容纳筒16以及转筒14在下筒3内旋转；此时，对应分离解锁机构内的连接螺柱13与分瓣螺母15完成分离，如此往复实现联动解锁；从而设置的一个张紧组件以及4个联动触发组件可以触发至少4组分离解锁机构解锁，实现联动解锁；即可迫使4组分离解锁机构内共同组成的8组分离弹簧4共同推动卫星，卫星得以平稳的分离释放。
46.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

技术特征：
1.一种用于卫星的分离解锁机构，其特征在于，包括下筒以及上筒，所述下筒内设有分瓣螺母，所述下筒内设有用于触发分瓣螺母分离的触发组件，所述上筒上设有与所述分瓣螺母螺纹配合的连接螺柱，所述连接螺柱上套设有与所述分瓣螺母抵接的弹射件，所述下筒与上筒之间设有用于分离二者的分离组件。2.根据权利要求1所述的一种用于卫星的分离解锁机构，其特征在于，所述触发组件包括两个拨动杆以及设置于所述下筒与所述分瓣螺母之间的转筒，所述转筒与所述分瓣螺母之间设有保持架，所述保持架的侧壁上沿其周向开设有多个安装槽，所述安装槽内设有与所述分瓣螺母抵接的滚柱，所述保持架与所述转筒之间设有容纳筒，所述容纳筒的内壁上开设有与滚柱适配的容纳槽，所述下筒的侧壁间隔开设有两个限位槽，两个所述拨动杆穿设于所述限位槽以及转筒后与所述容纳筒连接。3.根据权利要求1所述的一种用于卫星的分离解锁机构，其特征在于，所述弹射件为碟簧。4.根据权利要求1所述的一种用于卫星的分离解锁机构，其特征在于，所述分离组件包括与所述下筒连接的多个定位筒，所述定位筒的外侧壁上套设有与所述上筒抵接的分离弹簧。5.一种用于卫星的联动分离解锁装置，其特征在于，包括联动分离解锁机构，所述联动分离解锁机构包括多个如权利要求1-4任一项所述的分离解锁机构、安装板以及张紧组件，多个所述分离解锁机构依次设置于所述安装板上，所述张紧组件设置于所述安装板上，且所述张紧组件与其中一个所述分离解锁机构内的拨动杆连接，依次相邻的两个分离解锁组件之间设有联动触发组件；所述张紧组件、分离解锁机构以及联动触发组件依次传动连接后呈非闭环状。6.根据权利要求5所述的一种用于卫星的联动分离解锁装置，其特征在于，所述联动触发组件包括联动杆以及安装座，所述联动杆穿设于所述安装座上；所述联动杆的两端分别与依次相邻的两个分离解锁机构上的拨动杆连接，所述联动杆的自由端套设有与安装座抵接的解锁弹簧。7.根据权利要求6所述的一种用于卫星的联动分离解锁装置，其特征在于，所述解锁弹簧内穿设有与所述安装座连接的导向筒，所述拨动杆上设有与所述解锁弹簧抵接的限位板。8.根据权利要求5所述的一种用于卫星的联动分离解锁装置，其特征在于，所述张紧组件包括绳索保持架、热刀、绳索，所述绳索保持组架与其中一个所述分离解锁机构内的拨动杆通过绳索连接，所述热刀安装于所述安装板上后用于切割所述绳索。

技术总结
本实用新型提出了一种用于卫星的分离解锁机构及联动分离解锁装置，涉及星箭或星星分离的分离机构技术领域。当绳索与张紧组件连接的拨动杆因绳索断裂失去约束，设置在安装座上的联动杆在解锁弹簧的作用下，对联动杆施加一个向远离分离解锁机构的推力，此时的联动杆将拉动拨动杆在下筒上旋转一定角度，此时滚柱及分瓣螺母的径向约束解除；联动杆在解锁弹簧的作用下，对位于下一个分离解锁机构内的拨动杆施加推力迫使容纳筒以及转筒在下筒内旋转；此时，对应分离解锁机构内的连接螺柱与分瓣螺母完成分离，如此往复实现联动解锁；整体机构分离时刻的高频冲击大幅降低，整体成本得到有效控制，分离机构重量大幅降低。分离机构重量大幅降低。分离机构重量大幅降低。


技术研发人员：赵学聪 徐金龙 周洋伟 付联效 朱韧
受保护的技术使用者：上光通信技术（上海）有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/4/28