一种壁挂式皮卫星环形解锁装置

1.本发明涉及航天器结构技术领域，特别涉及一种壁挂式皮卫星环形解锁装置。

背景技术：

2.卫星的发射成本直接与整星的重量相关，一般卫星的发射成本在每公斤2万美元，卫星的锁紧及分离装置作为整星的一部分，重量上占有相当大的比例，如何能有效的减轻重量一直是诸多专家学者关注的问题。
3.常规的皮卫星特别是cubesat卫星，一般的采用的分离机构都是通过舱门将卫星固定在筒状分离机构内，通过钛杆将舱门锁紧，分离时通过火攻装置切断钛杆，舱门打开的同时，卫星从分离机构释放。例如：中国专利(公开号为cn105151330a)公开了一种皮纳卫星星箭固定及分离装置，包括底板，所述底板上固定有卫星支撑座、拉杆、拉杆切断机构以及卫星弹出机构，所述卫星支撑座设有至少一对，任一一对卫星支撑座两两相对布置，所述拉杆设有至少一对，每对拉杆分别安装在任一一对卫星支撑座内，每根拉杆伸出对应卫星支撑座的卫星支撑面与卫星连接并将卫星压紧在该卫星支撑面上；上述的皮纳卫星星箭固定及分离装置在连接卫星与底板时将底板所受的拉力和压力设置在同一直线上，从而使底板和卫星之间的相互作用力合理分布，整体结构简单、稳定，且安装方便，制造成本低。
4.但是上述的分离机构都具有结构复杂、重量重、解锁冲击大的缺点。针对卫星的在轨需求和常规设计的缺点，需要研发一款结构更简单、重量更轻、解锁无冲击的解锁装置。

技术实现要素：

5.本发明意在提供一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，解决了现有的皮卫星分离机构具有结构复杂、重量重、解锁冲击大的问题。
6.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，包括底座、锁紧释放机构、压紧环、推力机构和对接环，所述底座固定连接在卫星底板上，所述锁紧释放机构用于压紧环的锁紧与释放，所述压紧环为一未封闭的环状结构，所述压紧环的两端连接锁紧释放机构上，所述推力机构用于推动对接环向远离底座的方向分离。
7.进一步的，所述锁紧释放机构包括固定座、电机、齿轮箱和丝竹连杆滑台，所述固定座设置在底座上，所述电机固定设置在齿轮箱外，所述齿轮箱内设有齿轮组，所述齿轮组用于将电机的动力输送至丝竹连杆滑台的丝竹螺杆上，所述丝竹连杆滑台中的滑台滑动连接在固定座上，所述丝竹连杆滑台中的丝竹螺杆螺纹连接有设置在滑台内的滑块，所述丝竹连杆滑台中的滑台两侧均设有耳板，每个所述耳板与对应的压紧环自由端之间转动连接有连接杆。
8.通过上述设置，借助电机和齿轮箱内的齿轮组可带动丝竹螺杆转动，丝竹螺杆转动后带动滑块和滑台移动，当滑台远离齿轮箱时，实现了皮卫星的释放，反之，则可实现皮卫星的锁紧。
9.进一步的，所述底座上转动连接卡爪，所述卡爪通过扭簧转动连接在底座上，所述
卡爪夹持在压紧环的上下两侧之间，所述卡爪与压紧环之间设有弹性绳索，所述弹性绳索固定连接在压紧环的两个自由端之间。
10.通过上述设置，利用压紧环收缩带动卡爪转动，同时弹性绳索可保持压紧环在缩小时也能维持圆环形状。
11.进一步的，所述卡爪上开有销轴孔，所述压紧环上设有与销轴孔相配合的固定销，所述固定销位于对接环内侧。
12.通过上述设置，借助固定销可确保卡爪与压紧环的连接关系，维持了本方案的稳定性。
13.进一步的，所述推力机构包括套筒和推柱，所述套筒底部设有开口，所述套筒底部连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有锁紧螺母，所述推柱底部穿设有滑杆，所述滑杆滑动连接在套筒两内壁之间，所述推柱的横截面形状为“t”字形，所述推柱与套筒之间连接有弹簧，所述套筒与推柱共同卡接在压紧环与底座之间。
14.与现有技术相比，本方案的有益效果：
15.本方案结构合理，采用环式结构减小了机构的空间占比，提高了发射过程中的震动稳定性。释放过程采用电机驱动，机构解锁释放性能可靠，具有无污染、解锁冲击小、分离同步性好且平稳性好，安全可靠。
附图说明
16.图1是本发明一种壁挂式皮卫星环形解锁装置的俯视图；
17.图2是本发明一种壁挂式皮卫星环形解锁装置的剖视图；
18.图3是图2中a处的局部放大视图；
19.图4是本实施例中锁定锁紧释放机构的俯视图；
20.图5是本实施例中锁定锁紧释放机构的剖视图；
21.图6是本实施例中推力机构的主视图；
22.图7是本实施例中推力机构的剖视图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
24.说明书附图中的附图标记包括：底座1、压紧环2、对接环3、固定座4、电机5、齿轮箱6、滑台7、丝竹螺杆8、滑块9、连接杆10、固定块11、卡爪12、固定销13、弹性绳索14、套筒15、推柱16、锁紧螺母17、滑杆18、弹簧19。
25.实施例
26.如附图1至图7所示：一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，包括底座1、锁紧释放机构、压紧环2、推力机构和对接环3。底座1固定连接在卫星底板上。锁紧释放机构用于压紧环2的锁紧与释放，锁紧释放机构包括固定座4、电机5、齿轮箱6和丝竹连杆滑台，固定座4焊接在底座1上，本实施例采用两个电机5，两个电机5对称固定设置在齿轮箱6两侧，每个电机5的输出轴上均设有位于齿轮箱6内的主动锥齿轮。两个主动锥齿轮上共同啮合有位于齿轮箱6内的从动锥齿轮，从动锥齿轮套设在丝竹连杆滑台的丝竹螺杆8上，齿轮组实现了将电机5的动力输送至丝竹连杆滑台的丝竹螺杆8上。丝竹连杆滑台由滑台7和丝竹螺杆8组成，滑台
7滑动连接在固定座4上，固定座4上开有供滑台7滑动的滑槽。丝竹螺杆8螺纹连接有设置在滑台7内的滑块9，丝竹连杆滑台中的滑台7两侧均设有耳板，每个耳板与对应的压紧环2自由端之间转动连接有连接杆10。
27.压紧环2为一未封闭的环状结构，压紧环2的一侧开有线槽，压紧环2的两端通过连接杆10转动连接在锁紧释放机构上。底座1上开有环形的卡槽，卡槽内间隔设置有多个固定块11，每个固定块11上均间隔设有三块连接板，三块连接板的中心均设有连接孔，三块连接板通过弧形销轴共同连接有卡爪12，卡爪12的下侧设有供销轴卡接的通孔，卡爪12的上侧一体成型有横截面为“几”字形的卡合部，卡合部夹持在压紧环2的上下两侧之间。位于电机5对侧的卡合部上开有销轴孔，压紧环2对应处的顶部间隔设有与销轴孔相配合的固定销13，固定销13位于对接环3内侧。卡爪12通过扭簧转动连接在底座1上，卡爪12与压紧环2之间设有弹性绳索14，弹性绳索14设置在线槽内，弹性绳索14固定连接在压紧环2的两个自由端之间。推力机构用于推动对接环3向远离底座1的方向分离。推力机构包括套筒15和推柱16，套筒15底部设有开口且左右两侧开有滑道，套筒15底部一体成型有螺纹杆，螺纹杆上螺纹连接有锁紧螺母17，螺纹杆穿过底座1，螺纹杆与锁紧螺母17位于底座1的两侧，底座1上所开的通孔直径小于套筒15的直径。推柱16底部穿设有滑杆18，滑杆18滑动连接在套筒15两滑道之间，推柱16的横截面形状为“t”字形，推柱16的顶部一体成型有圆锥柱，圆锥柱穿过压紧环2，使得套筒15与推柱16共同卡接在压紧环2与底座1之间，推柱16与套筒15之间连接有弹簧19。本实施例中，推力机构一共设有五个，五个推力机构周向分布在压紧环2与底座1之间。
28.本方案的工作过程：
29.本方案处于释放状态时，此时推力机构的弹簧19处于压缩状态，滑杆18位于滑道的最下端，同时滑台7与电机5一侧的固定座4相抵，压紧环2的内径小于皮卫星的外径。皮卫星和对接环3固连，对接环3与底座1通过卡爪12连接固定，压紧环2是与卡爪12接触，通过改变压紧环2直径，来进行卡爪12的释放。然后启动电机5，电机5启动后通过齿轮组带动丝竹螺杆8转动，丝竹螺杆8转动后通过带动滑块9旋转移动，从而最终通过滑块9带动滑台7向固定座4上远离电机5的一侧移动，滑台7移动后可通过连接杆10带动压紧环2直径锁销，卡爪12在卷簧的作用下向轴心转动，对接环3得以释放，从而达到释放的目的，借助弹性绳索14产生拉力来维持压紧环2的圆环形状，此时即完成了由释放状态向锁紧状态的改变。反之，启动电机5反向转动即可将上述工作反转，从而实现由锁紧状态向释放状态的改变，最终通过推力机构将对接环3顶开分离，实现了皮卫星的解锁分离。
30.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：

1.一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，其特征在于：包括底座、锁紧释放机构、压紧环、推力机构和对接环，所述底座固定连接在卫星底板上，所述锁紧释放机构用于压紧环的锁紧与释放，所述压紧环为一未封闭的环状结构，所述压紧环的两端连接锁紧释放机构上，所述推力机构用于推动对接环向远离底座的方向分离。2.根据权利要求1所述的一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，其特征在于：所述锁紧释放机构包括固定座、电机、齿轮箱和丝竹连杆滑台，所述固定座设置在底座上，所述电机固定设置在齿轮箱外，所述齿轮箱内设有齿轮组，所述齿轮组用于将电机的动力输送至丝竹连杆滑台的丝竹螺杆上，所述丝竹连杆滑台中的滑台滑动连接在固定座上，所述丝竹连杆滑台中的丝竹螺杆螺纹连接有设置在滑台内的滑块，所述丝竹连杆滑台中的滑台两侧均设有耳板，每个所述耳板与对应的压紧环自由端之间转动连接有连接杆。3.根据权利要求1所述的一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，其特征在于：所述底座上转动连接卡爪，所述卡爪通过扭簧转动连接在底座上，所述卡爪夹持在压紧环的上下两侧之间，所述卡爪与压紧环之间设有弹性绳索，所述弹性绳索固定连接在压紧环的两个自由端之间。4.根据权利要求1所述的一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，其特征在于：所述卡爪上开有销轴孔，所述压紧环上设有与销轴孔相配合的固定销，所述固定销位于对接环内侧。5.根据权利要求1所述的一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，其特征在于：所述推力机构包括套筒和推柱，所述套筒底部设有开口，所述套筒底部连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有锁紧螺母，所述推柱底部穿设有滑杆，所述滑杆滑动连接在套筒两内壁之间，所述推柱的横截面形状为“t”字形，所述推柱与套筒之间连接有弹簧，所述套筒与推柱共同卡接在压紧环与底座之间。

技术总结

本发明专利公开了一种壁挂式皮卫星环形解锁装置，具体涉及航天器结构技术领域。包括底座、锁紧释放机构、压紧环、推力机构和对接环，所述底座固定连接在卫星底板上，所述锁紧释放机构用于压紧环的锁紧与释放，所述压紧环为一未封闭的环状结构，所述压紧环的两端连接锁紧释放机构上，所述推力机构用于推动对接环向远离底座的方向分离。采用本发明技术方案解决了现有的皮卫星分离机构具有结构复杂、重量重、解锁冲击大的问题，可皮卫星的安全释放。可皮卫星的安全释放。可皮卫星的安全释放。