张拉式连接解锁分离一体化装置的制作方法

1.本发明属于星箭分离装置设计领域，具体涉及一种张拉式连接解锁分离一体化装置。


背景技术：

2.随着空间科学技术的发展，国内外小卫星技术日益成熟，在此背景下卫星上的载荷单机越来越小巧精贵，对运载或者卫星与载荷发射与分离过程中产生的冲击等力学环境有较高要求。对于小卫星或者载荷的搭载，现有点式分离机构具有技术简单、可靠性高等特点，但是其采用火工品点火实现解锁分离，火工品解锁产生的冲击对卫星影响较大，此外多点式分离机构重量也比较大，因此亟需设计一种低冲击、小重量的连接解锁分离一体化装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种张拉式连接解锁分离一体化装置，解决现有点式连接解锁装置冲击较大、重量较大的问题。
4.为了达到上述的目的，本发明提供一种张拉式连接解锁分离一体化装置，包括一连接解锁组件和若干承载分离组件，若干所述承载分离组件布置于所述连接解锁组件周边；所述连接解锁组件包括支撑座、收集盖、收集弹簧、螺杆、螺母、球垫和记忆合金分离螺母；所述球垫置于所述支撑座一端；所述螺杆一端穿过支撑座、球垫伸入所述支撑座内；所述螺母置于所述支撑座内，与所述螺杆螺纹连接；所述收集弹簧套在所述收集盖上，一起置于所述支撑座内，所述收集盖与所述支撑座螺纹连接，将收集弹簧压缩于收集盖与球窝之间；所述支撑座另一端与载荷底板固连；所述记忆合金分离螺母与卫星底板固连；所述螺杆另一端穿过卫星底板拧入所述记忆合金分离螺母的中心螺孔中；所述支撑座设有球窝的一端与卫星底板之间间隔一定距离；所述承载分离组件包括卫星帽、外筒、内筒、分离弹簧、底板和环氧玻璃钢板；所述分离弹簧置于所述内筒内，所述内筒置于所述外筒内；紧固件穿过所述外筒、所述底板、所述环氧玻璃钢板与卫星底板固连；所述卫星帽与所述外筒连接，所述卫星帽与载荷底板固连。
5.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述支撑座连接载荷的一端设有凹槽，所述凹槽内置有橡胶板，所述支撑座与载荷底板固连时，紧压所述橡胶板。
6.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述支撑座侧壁开设若干腰形孔。
7.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述内筒一端为开口端、另一端为封闭端，封闭端内壁设有第一凸台，所述内筒的开口端位于底板一侧，所述底板设有凹槽，所述分离弹簧一端套在第一凸台上所述分离弹簧另一端置于凹槽内。
8.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述内筒的开口端外侧壁上设有第二凸台，所述外筒连接卫星帽的一端的内侧壁上设有第三凸台。
9.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述卫星帽设有锥台，所述外筒设有
凹孔，所述卫星帽的锥台与所述外筒的凹孔配合，实现所述卫星帽与所述外筒的连接。
10.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述承载分离组件还包括行程开关支架，所述行程开关支架安装于所述外筒的外侧壁上。
11.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，所述承载分离组件还包括电连接器支架，所述电连接器支架通过螺钉安装于所述外筒的外侧壁上。
12.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，通过对螺母施加预紧力矩实现卫星底板与载荷底板的连接拉紧。
13.上述张拉式连接解锁分离一体化装置，其中，连接解锁组件通电解锁时，螺杆与记忆合金分离螺母分离，螺杆向载荷侧方向移动，带动载荷移动，亦带动卫星帽移动，从而释放分离弹簧的压缩力，分离弹簧在回复力的作用下向上弹出，提供推力，实现载荷与卫星的解锁分离。
14.与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
15.1)本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置，单点连接解锁组件实现卫星底板与载荷底板的连接拉紧，周边若干个承载分离组件实现承载，若干个承载分离组件可根据卫星、载荷空间位置进行任意数量、任意形式的布局支撑，具有很好的空间适应性；
16.2)本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置，连接解锁组件采用单点形式，驱动源为单个记忆合金分离螺母，可从数量上有效减少冲击；采用单个记忆合金分离螺母，具有比普通火工品更小的冲击；在支撑座与卫星底板之间设置有橡胶板，在解锁瞬间可有效减少传播路径上的冲击，因此张拉式连接解锁分离一体化装置冲击显著减小；
17.3)本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置，连接解锁组件采用单点形式，周边为若干个承载分离组件支撑，在满足连接承载的前提下，可有效减少连接解锁组件数量，从而重量可大大减少；
18.4)本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置，承载分离组件在连接解锁组件连接锁紧的同时实现卫星帽锥台与外筒凹孔的配合，从而可承受外载荷下的张拉式连接解锁分离一体化装置的整体稳定性，可承受轴拉轴压、横向剪切、扭转弯曲等载荷，具有连接刚度好的优点；
19.5)本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置，连接解锁组件实现卫星底板与载荷底板的连接拉紧，周边若干个承载分离组件实现承载，实现连接解锁功能；承载分离组件设计分离弹簧可实现星箭分离功能；安装于承载分离组件上的行程开关支架、电连接器支架可实现星箭解锁分离遥测触发功能、电气连接功能。
附图说明
20.本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置由以下的实施例及附图给出。
21.图1为本发明较佳实施的张拉式连接解锁分离一体化装置应用示意图。
22.图2为本发明较佳实施中连接解锁组件的剖视图。
23.图3为本发明较佳实施中承载分离组件的剖视图。
24.图4为本发明较佳实施的张拉式连接解锁分离一体化装置示意图。
3的开口端位于底板2-5一侧；所述底板2-5设有凹槽，所述分离弹簧2-4另一端置于该凹槽内，通过第一凸台和凹槽可限制分离弹簧2-4径向移动；所述内筒2-3的开口端外侧壁上设有第二凸台，所述外筒2-2连接卫星帽2-1的一端的内侧壁上设有第三凸台；所述卫星帽2-1设有锥台，所述外筒2-2设有凹孔，所述卫星帽2-1的锥台与所述外筒2-2的凹孔配合，实现所述卫星帽2-1与所述外筒2-2的连接。
43.所述承载分离组件还包括行程开关支架2-7和电连接器支架2-8，所述行程开关支架2-7和所述电连接器支架2-8通过螺钉安装于所述外筒2-2的外侧壁上。是否安装支架，根据实际需求确定，可只安装行程开关支架2-7或只安装电连接器支架2-8，或同时安装两种支架。
44.本实施例的张拉式连接解锁分离一体化装置装配方式如下：
45.先进行承载分离组件2的安装，分离弹簧2-4套入内筒2-3中，内筒2-3套入外筒2-2中，使用4个螺钉穿过外筒2-2、底板2-5、环氧玻璃钢板2-6，实现与卫星底板4的固连；行程开关支架2-7、电连接器支架2-8分别通过螺钉安装于外筒2-2的两侧；通过4个螺钉实现卫星帽2-1与载荷底板的固连；
46.再进行连接解锁组件1的安装，橡胶板1-7置于支撑座1-1的凹槽内，通过4个螺钉使支撑座1-1压住橡胶板1-7实现与载荷底板的固连；记忆合金分离螺母1-8(此时螺杆1-4与记忆合金分离螺母1-8连接成一体)通过2个螺钉实现与卫星底板4的固连；球垫1-6置于支撑座1-1的球窝内，螺杆1-4穿过支撑座1-1的通孔和球垫1-6的通孔，进行卫星与载荷的对接，与载荷底板连接的卫星帽2-1的锥台与外筒2-2的凹孔配合，借助载荷的重量，卫星帽2-1紧压内筒2-3，从而紧压分离弹簧2-4；螺纹连接螺母1-5与螺杆1-4，通过对螺母1-5施加预紧力矩实现卫星底板4与载荷底板的连接拉紧；收集弹簧1-3套在收集盖1-2上，螺纹连接收集盖1-2与螺杆1-4，将收集弹簧1-3压缩于收集盖1-2与球窝1-6之间。
47.入轨后连接解锁组件1通电解锁，螺杆1-4与记忆合金分离螺母1-8分离，螺杆1-4向载荷侧方向移动，带动载荷移动，亦带动卫星帽2-1移动，从而释放了分离弹簧2-4的压缩力，分离弹簧2-4在回复力的作用下向上弹出，提供较大推力，实现载荷与卫星的解锁分离。在向上运动过程中，内筒2-3的第二凸台与外筒2-2的第三凸台配合，可使内筒2-3不脱离外筒2-2。

技术特征：
1.张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，包括一连接解锁组件和若干承载分离组件，若干所述承载分离组件布置于所述连接解锁组件周边；所述连接解锁组件包括支撑座、收集盖、收集弹簧、螺杆、螺母、球垫和记忆合金分离螺母；所述球垫置于所述支撑座一端；所述螺杆一端穿过支撑座、球垫伸入所述支撑座内；所述螺母置于所述支撑座内，与所述螺杆螺纹连接；所述收集弹簧套在所述收集盖上，一起置于所述支撑座内，所述收集盖与所述支撑座螺纹连接，将收集弹簧压缩于收集盖与球窝之间；所述支撑座另一端与载荷底板固连；所述记忆合金分离螺母与卫星底板固连；所述螺杆另一端穿过卫星底板拧入所述记忆合金分离螺母的中心螺孔中；所述支撑座设有球窝的一端与卫星底板之间间隔一定距离；所述承载分离组件包括卫星帽、外筒、内筒、分离弹簧、底板和环氧玻璃钢板；所述分离弹簧置于所述内筒内，所述内筒置于所述外筒内；紧固件穿过所述外筒、所述底板、所述环氧玻璃钢板与卫星底板固连；所述卫星帽与所述外筒连接，所述卫星帽与载荷底板固连。2.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述支撑座连接载荷的一端设有凹槽，所述凹槽内置有橡胶板，所述支撑座与载荷底板固连时，紧压所述橡胶板。3.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述支撑座侧壁开设若干腰形孔。4.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述内筒一端为开口端、另一端为封闭端，封闭端内壁设有第一凸台，所述内筒的开口端位于底板一侧，所述底板设有凹槽，所述分离弹簧一端套在第一凸台上所述分离弹簧另一端置于凹槽内。5.如权利要求4所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述内筒的开口端外侧壁上设有第二凸台，所述外筒连接卫星帽的一端的内侧壁上设有第三凸台。6.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述卫星帽设有锥台，所述外筒设有凹孔，所述卫星帽的锥台与所述外筒的凹孔配合，实现所述卫星帽与所述外筒的连接。7.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述承载分离组件还包括行程开关支架，所述行程开关支架安装于所述外筒的外侧壁上。8.如权利要求1或7所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，所述承载分离组件还包括电连接器支架，所述电连接器支架通过螺钉安装于所述外筒的外侧壁上。9.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，通过对螺母施加预紧力矩实现卫星底板与载荷底板的连接拉紧。10.如权利要求1所述的张拉式连接解锁分离一体化装置，其特征在于，连接解锁组件通电解锁时，螺杆与记忆合金分离螺母分离，螺杆向载荷侧方向移动，带动载荷移动，亦带动卫星帽移动，从而释放分离弹簧的压缩力，分离弹簧在回复力的作用下向上弹出，提供推力，实现载荷与卫星的解锁分离。

技术总结
本发明的张拉式连接解锁分离一体化装置包括一连接解锁组件和若干承载分离组件，承载分离组件布置于连接解锁组件周边；连接解锁组件包括支撑座、收集盖、收集弹簧、螺杆、螺母、球垫和记忆合金分离螺母；球垫置于支撑座一端；螺杆一端穿过支撑座、球垫伸入支撑座内；螺母与螺杆螺纹连接；收集弹簧套在收集盖上，收集盖与支撑座螺纹连接；支撑座另一端与载荷底板固连；记忆合金分离螺母与卫星底板固连；螺杆另一端穿过卫星底板拧入记忆合金分离螺母中；支撑座与卫星底板之间间隔一定距离；承载分离组件中，分离弹簧置于内筒内，内筒置于外筒内，紧固件穿过外筒、底板、环氧玻璃钢板与卫星底板固连，卫星帽与外筒连接，卫星帽与载荷底板固连。固连。固连。


技术研发人员：张哲源 王添翼 傅宇蕾 朱璐 江晟 夏卫崙 任海辽 江涛 康士朋 潘思辰 谢子鸥 钱一玮 苏婷婷
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：2023.04.28
技术公布日：2023/8/14