[发明专利]一种基于多边形同步限位机构的非火工星箭锁紧释放装置

说明书

一种基于多边形同步限位机构的非火工星箭锁紧释放装置，包括滑动机构、分离机构、若干组锁紧机构；卫星安装在分离机构上方，分离机构周围布置滑动机构和若干组锁紧机构；滑动机构为锁紧机构提供限位，实现锁紧机构对分离机构的锁紧；滑动机构通过变形解除对锁紧机构的限位，锁紧机构对分离机构的锁紧力解除，卫星在分离机构的作用下实现分离。本发明为采用多边形同步限位连杆机构进行纯机械传动解锁的星箭锁紧释放装置，克服火工锁紧释放装置冲击大、污染多、不可重复使用等缺点。

技术领域

本发明涉及一种应用于小卫星的星箭锁紧释放机构。

背景技术

随着微机械、微电子和新材料等技术的不断进步以及商业低轨卫星星座持续加速发展，卫星的小型化成为卫星发展的一种趋势。小卫星成本低、研制周期短、发射方式灵活，在军事和民用两方面都能发挥巨大作用。

随着小卫星市场的不断发展，对于面向小卫星分离的锁紧释放装置的研发需求越来越高。星箭锁紧释放装置是实现卫星与火箭牢固连接并按需求在运行轨道上实现卫星释放和分离的机构。传统星箭锁紧释放装置主要由包带、爆炸螺栓、弹簧等几种常用的装置进行组合。这一类含火工品的锁紧释放装置的主要问题在于冲击力过大、污染较强，且本身一次性消耗、不能重复使用或进行原件试验。其中冲击力过大的问题对于小卫星尤为严重。

针对非火工分离方案，国内外的学者们已经研制了多种相关机构，如基于记忆合金装置、电驱转轴装置、石蜡驱动装置、热切割装置、热熔断装置的分离机构等。这些产品大多采用了先进材料以至于大幅增加成本，或者涉及可能产生空间污染的化学反应等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种安全可靠的机械传动式锁紧释放装置，为采用多边形同步限位连杆机构进行纯机械传动解锁的星箭锁紧释放装置，克服火工锁紧释放装置冲击大、污染多、不可重复使用等缺点；同时解锁驱动力与连接锁紧力异向解耦，锁紧力由刚性限位结构提供，克服一些其它非火工锁紧释放装置承载能力小的缺点。

本发明所采用的技术方案是：一种基于多边形同步限位机构的非火工星箭锁紧释放装置，包括滑动机构、分离机构、若干组锁紧机构；

卫星安装在分离机构上方，分离机构周围布置滑动机构和若干组锁紧机构；滑动机构为锁紧机构提供限位，实现锁紧机构对分离机构的锁紧；滑动机构通过变形解除对锁紧机构的限位，锁紧机构对分离机构的锁紧力解除，卫星在分离机构的作用下实现分离。

分离机构包括支撑筒和分离弹簧；锁紧状态下，分离弹簧处于预压缩状态；当锁紧力解除后，卫星在分离弹簧作用下被推出，实现分离。

锁紧机构包括底座支架、连杆机构、锁紧机构拉簧；卫星通过卫星对接装置安装在支撑筒上方；沿支撑筒周向对称排布若干组锁紧机构；连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆，第一连杆、第二连杆、第三连杆依次连接，第一连杆和第三连杆分别以铰接方式与两侧的底座支架连接，第二连杆通过锁紧机构拉簧与底座连接；锁紧状态下，第三连杆端部压紧在卫星对接装置的顶压环上。

滑动机构包括底座支架、闭合多边形限位连杆机构、滑动机构拉簧、锁紧插销；若干底座支架沿支撑筒的周向分布；闭合多边形限位连杆机构包括若干连杆，若干连杆依次首尾铰接，构成多边形结构；闭合多边形限位连杆机构通过若干铰接点分别与底座支架连接，以各铰接点为轴在平面内旋转；闭合多边形限位连杆机构通过若干滑动机构拉簧与分布在底座周围的支撑杆连接；锁紧状态时，锁紧插销穿过闭合多边形限位连杆机构，将闭合多边形限位连杆机构锁紧在底座支架上。

锁紧状态下，闭合多边形限位连杆机构给第二连杆提供支撑，使得第三连杆端部压紧顶压环，锁紧机构拉簧处于拉伸状态。

当锁紧插销拔出后，闭合多边形限位连杆机构在滑动机构拉簧作用下旋转，解除对第二连杆的支撑限位，第二连杆在锁紧机构拉簧的作用下使得连杆机构变形，第三连杆端部对顶压杆的锁紧力解除。