[发明专利]一种模块化低冲击联动式微小卫星分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离装置，特别涉及一种模块化低冲击联动式微小卫星分离装置。

背景技术

随着微纳技术、集成化综合电子等技术的发展以及卫星设计思路的创新，小型化成为未来卫星发展的必然趋势。2013年全球发射的小卫星占总发射卫星数量的70％以上，未来全球对1～50kg微纳卫星的年需求量将持续增加。

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。

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，国内由于微纳卫星的研制处于起步阶段，针对微纳卫星连接分离技术尚处于空白。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种模块化低冲击联动式微小卫星分离装置，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种模块化低冲击联动式微小卫星分离装置，所述分离装置包括一弹射导向模块、一锁紧模块、一预紧模块和一释放模块，其中，所述弹射导向模块、锁紧模块、预紧模块以及释放模块均安装在一底板上，且所述预紧模块的一端通过一压杆与所述锁紧模块相连，另一端通过一拉绳与所述释放模块相连，构成一联动机构；所述弹射导向模块用以提供微小卫星发射动力，实现微小卫星的分离；所述预紧模块通过改变所述拉绳的长度进而达到预紧所述拉绳的效果；所述锁紧模块通过调节所述拉绳的张力从而锁紧微小卫星；所述释放模块基于形状记忆合金胀断切槽螺栓，使得微小卫星在释放过程中冲击极小。

本发明所述的分离装置中由多个模块化单元组成，结构简单、紧凑，使得被固定物的所有自由度完全被限制，而且将所述锁紧模块、预紧模块、释放模块构成一联动机构，动作传递流畅、便捷；其中，所述释放模块基于所述形状记忆合金胀断所述切槽螺栓，使得微小卫星在释放过程中冲击极小，对航天器本体及被分离对象的姿态以及稳定性控制无影响。

较佳的，所述弹射导向模块、所述锁紧模块以及所述预紧模块均匀对称分布于所述底板上，且每一所述弹射导向模块、所述锁紧模块以及所述预紧模块的位置一一对应。

较佳的，所述弹射导向模块包括一弹射底座和一弹射底座上盖，其中，所述弹射底座的一端与所述底板相连，另一端与所述弹射底座上盖相连；所述弹射底座内设置一圆柱压缩弹簧和一导杆，所述圆柱压缩弹簧与所述导杆相嵌套，且所述导杆的一端与所述弹射底座相连，另一端贯穿所述弹射底座上盖，且所述导杆与所述弹射底座上盖之间为间隙配合。

较佳的，所述弹射底座的一侧还设置一凹槽，且所述凹槽的槽底开穿所述弹射底座的该侧侧面，且所述凹槽的一端贯穿所述弹射底座上盖，另一端与一凸台相连，且所述凸台与所述弹射底座一体成型。

较佳的，所述锁紧模块包括一轴底座，其上还设置两支撑板，并与所述轴底座一体成型；所述支撑板的上端设置一轴孔，其内嵌套一轴，且所述轴的两端分别与两侧的所述支撑板相连，作为所述锁紧模块的转动件。

较佳的，所述轴上嵌套一扭簧，所述扭簧的一端与所述轴底座相连，另一端与所述压杆相连，其中，所述压杆的一端嵌套在所述轴上，另一端与所述预紧模块中的锁紧螺栓相嵌套，且所述压杆呈水平状；所述压杆的一侧有一凸起，其上嵌套一卫星底脚，用以连接微小卫星。

较佳的，所述预紧模块包括一锁紧球头、一锁紧圆柱筒、一螺帽和一锁紧螺栓，其中，所述锁紧螺栓的一端依次贯穿所述锁紧圆柱筒、所述螺帽以及所述压杆，并与所述拉绳相连，所述锁紧螺栓的另一端与所述锁紧球头相连，且所述锁紧球头的球面与所述锁紧圆柱筒的弧面相配合。