一种伸缩型转台及安装有伸缩型转台的卫星

1.本发明涉及空间设备，具体涉及一种伸缩型转台及安装有伸缩型转台的卫星。

背景技术：

2.进入二十一世纪以来，航天事业进入了快速发展时期，但是在航天事业发展过程中，也存在一些难以解决的问题，如发射航天器的成本十分巨大，降低发射成本成为各国航天事业发展过程中的一项重要攻坚课题。
3.目前降低发射成本的两个主要方向是火箭回收和一箭多星，火箭回收技术只有极个别国家较为成熟，但技术难度大，是全球航天事业发展的主要方向；一箭多星发射方式相对火箭回收技术难度较低，这一技术对卫星的自身的条件要求增多，要求卫星的体积较小、结构紧凑，但是随着卫星功能的增多其体积必然会增大，因此，在实际应用过程中，应解决卫星功能增多与卫星体积较小之间的矛盾。

技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有技术中存在的卫星功能增多与卫星的体积较小之间存在矛盾的技术问题，而提供了一种伸缩型转台及安装有伸缩型转台的卫星。
5.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
6.一种伸缩型转台，其特殊之处在于：
7.包括伸缩装置、转轴、锁紧定位装置、一级套筒组以及二级套筒；
8.所述一级套筒组安装在外部设备上，所述二级套筒设置在所述一级套筒组内并可在一级套筒组内滑动，所述二级套筒下端与外部设备之间通过所述伸缩装置连接，伸缩装置用于提供二级套筒在一级套筒组内滑动的动力；
9.所述二级套筒下端外径大于其上端外径；
10.所述一级套筒组上端内部形状与二级套筒下端外部形状相适配，且其上端内径小于二级套筒下端外径，通过将二级套筒下端外部与一级套筒组上端内部设置为相适配的形状，在二级套筒下端外径大于其上端外径时，可以保证二级套筒在伸缩装置的推动下不会滑出一级套筒组，从而保证外部负载的稳定性；
11.所述转轴安装在所述二级套筒内，转轴上端用于安装外部负载，当转轴转动连接在二级套筒内时，外部负载就具有了转动功能；
12.所述锁紧定位装置设置在一级套筒组一侧并与二级套筒连接，用于对二级套筒的位置进行定位及锁紧，即对伸缩型转台处于收缩状态时以及伸展到工作状态时，二级套筒的位置进行锁紧。
13.进一步地，所述伸缩装置包括止推板以及至少一个伸展弹簧；
14.所述止推板上端面与二级套筒下端连接，下端面与伸展弹簧的一端连接，伸展弹簧的另一端连接在外部设备上；
15.伸缩装置选用伸展弹簧来提供二级套筒滑动的动力，较电力驱动的伸缩装置而
言，存在相应速度快、质量小、用电少、占用空间小、成本低、节约资源等优点。
16.进一步地，所述伸缩装置还包括导杆与导向筒；
17.所述导向筒安装在外部设备上；
18.所述导杆可滑动安装在在导向筒内，且滑动方向与二级套筒的滑动方向一致；
19.所述导杆上端与止推板下端面连接；
20.所述伸展弹簧套设在所述导向筒外部，通过设置的导杆与导向筒，可以对伸展弹簧的形变方向进行限定，既可以提高伸展弹簧的使用寿命，又可以提高二级套筒滑动的稳定性。
21.进一步地，所述二级套筒下端外部为外锥形结构；
22.所述锁紧定位装置包括微动开关、锁紧组件以及设置在一级套筒组侧壁供微动开关的动作通过的通槽；
23.所述微动开关安装在所述一级套筒组侧壁，微动开关的动作穿过所述通槽后置于所述一级套筒组内部；
24.所述锁紧组件安装在所述一级套筒组外部和/或外部设备上，且位于微动开关下方，用于固定二级套筒的位置，锁紧定位装置的工作原理为：二级套筒沿一级套筒组上滑，使得二级套筒侧壁接触到动作，二级套筒继续上滑，直到动作末端的动触点与微动开关上的定触点接触导通，锁紧组件随即启动，对二级套筒的位置进行固定；
25.选用的微动开关具有动作行程短、按动力小、通断迅速等优点。
26.进一步地，所述锁紧组件包括电机、钢丝绳、至少两个锁紧销以及安装在每个锁紧销两侧的解锁弹簧；
27.所述二级套筒外部设置有与锁紧销数量一致的销孔；
28.位于销孔同一位置处的一级套筒组上设置有通槽，所述锁紧销一对一滑动设置在所述通槽内，所述解锁弹簧的一端安装并顶紧在锁紧销上，另一端安装并顶紧在所述一级套筒组上，用于驱动锁紧销在通槽内滑动；
29.所述一级套筒组与锁紧销外部均设置有弧形钢丝槽；
30.所述钢丝绳一端与电机的输出端连接，另一端绕设过一级套筒组与锁紧销的弧形钢丝槽，并固定在一级套筒组上；
31.所述电机安装在所述一级套筒组外部和/或外部设备上。
32.进一步地，所述转轴与外部负载通过安装板连接；
33.所述安装板与外部设备之间设置有多个爆炸螺栓，爆炸螺栓用于在伸缩装置压缩时，固定外部负载与外部设备，以及伸缩装置释放时，解锁安装板；
34.多个所述爆炸螺栓沿周向均匀设置在安装板外围，用于连接外部设备与外部负载，通过设置的安装板更便于安装外部负载，通过设置的爆炸螺栓，在伸缩装置压缩时，可以进一步加强外部负载的稳定性，与锁紧组件一起，起到双重固定的作用，并且在外部负载进行释放时，爆炸螺栓较其他固定方式具有响应速度快的优点。
35.进一步地，所述转轴与所述二级套筒内部通过轴承组件转动连接；
36.所述轴承组件包括轴承组以及安装在轴承组上端的轴承定位盖；
37.所述轴承定位盖外部为台阶状，所述一级套筒组上端面与轴承定位盖的台阶面贴合；
38.所述转轴外部为台阶状，所述轴承组下端与台阶面贴合，采用轴承组完成二级套筒内部与转轴的转动连接，更为稳定，并且便于更换与润滑，轴承定位盖与转轴的台阶面相互配合，实现轴承组的定位，并且通过轴承定位盖的台阶面，可以实现在伸缩装置收缩状态下，轴承定位盖与一级套筒组上端面贴合在一起起到定位作用。
39.进一步地，所述一级套筒组包括一级套筒以及同轴安装在一级套筒上端的套筒定位筒；
40.所述一级套筒安装在外部设备上；
41.所述套筒定位筒内部形状与所述二级套筒外部下端形状相适配；
42.所述微动开关以及通槽均设置在所述套筒定位筒上。
43.同时，本发明还提出一种安装有上述伸缩型转台的卫星，其特殊之处在于：包括卫星平台舱以及安装在卫星平台舱上的伸缩型转台；
44.所述伸缩型转台采用上述一种伸缩型转台；
45.所述伸缩型转台中的一级套筒组下端安装在卫星平台舱外部，位于二级套筒下方的卫星平台舱上开设有供二级套筒穿过的穿插槽口；
46.所述伸缩装置一端安装在所述卫星平台舱内部，另一端安装在二级套筒底部；
47.所述锁紧定位装置安装在所述一级套筒组外部；
48.所述卫星平台舱和外部负载连接。
49.本发明的有益效果是：
50.1、本发明提出的一种伸缩型转台，通过设置的一级套筒组以及二级套筒，使得设置在二级套筒内，用于安装外部结构的转轴具有伸缩功能，通过设置的伸缩装置提供二级套筒沿一级套筒组滑动的动力，通过将二级套筒下端外径尺寸设计为大于其上端外径，既可以防止二级套筒脱离一级套筒组，又可以通过尺寸的差异方便对二级套筒进行定位，通过设置的锁紧定位装置可以实现对二级套筒的锁紧，从而固定二级套筒的位置，保证外部设备运行的稳定性与安全性；
51.通过上述结构的设计，既保证增加外部负载，又可以通过伸缩装置的伸缩实现整个伸缩型转台的尺寸变化。
52.2、本发明提出的一种伸缩型转台，通过设置的锁紧组件，既可以伸缩型转台处于收缩状态时以及伸展到工作状态时，二级套筒的位置进行锁紧，保证了二级套筒的稳定性。
53.3、本发明提出的一种安装有伸缩型转台的卫星，通过在发射时降低卫星的高度，使卫星的重心降低，进而改善卫星发射阶段的受力状态，从而提高卫星发射的稳定性。
54.4、本发明提出的一种安装有伸缩型转台的卫星，缩小了卫星的体积，实现了一箭多星功能。
55.5、本发明提出的一种安装有伸缩型转台的卫星，通过上述总体结构的设计，实现了安装在卫星平台舱上的伸缩型转台在发射时处于收缩状态，以降低卫星整体高度，当卫星达到预定轨道后，锁紧定位装置解锁，卫星伸展到工作状态，从而解决了卫星功能增多与卫星的体积之间存在矛盾。
附图说明
56.图1是本发明一种安装有伸缩型转台的卫星实施例锁紧状态结构示意图；
57.图2是本发明一种安装有伸缩型转台的卫星实施例工作状态结构示意图；
58.图3是本发明一种安装有伸缩型转台的卫星实施例中锁紧销的结构示意图；
59.图4是本发明一种安装有伸缩型转台的卫星实施例中锁紧销的解锁状态结构示意图；
60.图5是本发明一种安装有伸缩型转台的卫星实施中例锁紧销的紧固收紧状态结构示意图。
61.图中，1、卫星平台舱；2、安装板；3、轴承组；4、二级套筒；5、转轴；6、轴承定位盖；7、套筒定位筒；8、一级套筒；9、锁紧销；10、爆炸螺栓；11、导杆；12、伸展弹簧；13、止推板；14、微动开关；15、电机；16、钢丝绳；17、解锁弹簧；18、导向筒。
具体实施方式
62.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
63.本发明提出的一种安装有伸缩型转台的卫星，如图1与图2所示，包括卫星平台舱1以及伸缩型转台；
64.伸缩型转台包括伸缩装置、转轴5、锁紧定位装置、一级套筒组、二级套筒4、安装板2、轴承组件、多个爆炸螺栓10；
65.伸缩装置包括导杆11、伸展弹簧12、止推板13、导向筒18；
66.锁紧定位装置包括微动开关14、锁紧组件以及设置在一级套筒组侧壁，供微动开关14的动作通过的通槽；
67.锁紧组件包括电机15、钢丝绳16、六个锁紧销9以及两个一端安装在每个锁紧销9上的解锁弹簧17，电机15为卷扬电机；
68.轴承组件包括轴承组3以及安装在轴承组3上端的轴承定位盖6；
69.一级套筒组包括一级套筒8以及同轴安装在一级套筒8上端的套筒定位筒7。
70.各部件的具体连接方式如下：
71.卫星平台舱1为内部空心，其外部与一级套筒8的下端连接，位于一级套筒8内的卫星平台舱1开设有穿插槽口，二级套筒4滑动连接在一级套筒8内部，二级套筒4在下滑时，可以穿过穿插槽口，二级套筒4下端与止推板13连接，止推板13下端面与伸展弹簧12和导杆11的上端连接，导杆11滑动连接在导向筒18内部，导向筒18设置在伸展弹簧12内部并且导向筒18与伸展弹簧12的下端均连接在卫星平台舱1内部。
72.二级套筒4下端外部为外锥形结构，同轴连接在一级套筒8上端的套筒定位筒7内部与外锥形结构相适配。
73.二级套筒4内部通过轴承组3转动连接有转轴5，转轴5为台阶状结构，且大径端位于下部，轴承组3的下端与转轴5的台阶面贴合，轴承组3上端安装有台阶状结构的轴承定位盖6，轴承定位盖6的大径端设置在上端，在伸缩装置处于压缩状态时，轴承定位盖6的台阶面与套筒定位筒7贴合。
74.转轴5上端与安装板2连接，安装板2的纵向截面为倒u型结构，安装板2与卫星平台舱1之间安装多个爆炸螺栓10。
75.套筒定位筒7侧壁开设有通槽，通槽处安装微动开关14，微动开关14的动作穿过通槽后置于套筒定位筒7内部；
76.一级套筒8周侧开设有六个通槽，位于六个通槽处的二级套筒4上开设有相应的销孔，通槽内滑动连接有锁紧销9，锁紧销9与通槽之间连接有两个伸缩方向与锁紧销9滑动方向一致的解锁弹簧17，锁紧销9与一级套筒8外部均设置有弧形钢丝槽。
77.钢丝绳16缠绕在一级套筒8的弧形钢丝槽以及锁紧销9的弧形钢丝槽内，钢丝绳16一端固定在一级套筒8上，另一端固定在卷扬电机15的转子上，通过卷扬电机15正反转，实现钢丝绳16的收紧与放松。
78.为了保证锁紧销9从二级套筒4上相应的销孔中弹出；将通槽设置为台阶状，其小径位置与锁紧销9一端相适配，其大径位置留有安装解锁弹簧17的位置，从而保证解锁弹簧17的伸缩不被干涉。
79.如图3所示，优选的，锁紧销9的结构设计为一段为长方体，另一段是楔形锥面，销孔设计为与楔形锥面相适配的形状。
80.优选的，导向筒18可以是多层伸缩杆结构，进一步可以增加二级套筒4的伸缩范围。
81.本发明一种安装有伸缩型转台的卫星的工作原理如下：
82.卫星发射前：首先根据实施要求把各零部件装配好，然后把安装有外部负载的安装板2往下压缩直到轴承定位盖6与套筒定位筒7贴合；卷扬电机15旋转收紧钢丝绳16，此时锁紧销9会在钢丝绳16的作用下向二级套筒4内收缩，最终锁紧销9前端的楔形面插入到二级套筒4的销孔内，如图5所示，而此时导杆11与伸展弹簧12也均被压缩；最后用爆炸螺栓10把安装板2与卫星平台舱1固连在一起，效果图如图1所示。
83.卫星入轨后：首先对卫星发出解锁信号，此时爆炸螺栓10爆炸，安装板2与卫星平台舱1分离，卷扬电机15反转，钢丝绳16放松，锁紧销9在解锁弹簧17的弹力下从二级套筒4的方形销孔内弹出，如图4所示；解锁后，二级套筒4由导杆11引导在伸展弹簧12弹力作用下恢复到工作状态。当二级套筒4的外锥面与套筒定位筒7的内锥面配合完成时，二级套筒4的外锥面会触发微动开关14，并发出定位结束指令，然后卷扬电机15旋转，收紧钢丝绳16使锁紧销9的楔形面顶在二级套筒4的底面上，使转台与卫星平台舱1再次固定在一起，如图2所示。

技术特征：

1.一种伸缩型转台，其特征在于：包括伸缩装置、转轴(5)、锁紧定位装置、一级套筒组以及二级套筒(4)；所述一级套筒组安装在外部设备上，所述二级套筒(4)设置在所述一级套筒组内并可在一级套筒组内滑动，所述二级套筒(4)下端与外部设备之间通过所述伸缩装置连接；所述二级套筒(4)下端外径大于其上端外径；所述一级套筒组上端内部形状与二级套筒(4)下端外部形状相适配，且其上端内径小于二级套筒(4)下端外径；所述转轴(5)安装在所述二级套筒(4)内，转轴(5)上端用于安装外部负载；所述锁紧定位装置设置在一级套筒组一侧并与二级套筒(4)连接，用于对二级套筒(4)的位置进行定位及锁紧。2.根据权利要求1所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述伸缩装置包括止推板(13)以及至少一个伸展弹簧(12)；所述止推板(13)上端面与二级套筒(4)下端连接，下端面与伸展弹簧(12)的一端连接，伸展弹簧(12)的另一端连接在外部设备上。3.根据权利要求2所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述伸缩装置还包括导杆(11)与导向筒(18)；所述导向筒(18)安装在外部设备上；所述导杆(11)可滑动安装在在导向筒(18)内，且滑动方向与二级套筒(4)的滑动方向一致；所述导杆(11)上端与止推板(13)下端面连接；所述伸展弹簧(12)套设在所述导向筒(18)外部。4.根据权利要求1-3任一所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述二级套筒(4)下端外部为外锥形结构；所述锁紧定位装置包括微动开关(14)、锁紧组件以及设置在一级套筒组侧壁供微动开关(14)的动作通过的通槽；所述微动开关(14)安装在所述一级套筒组侧壁，微动开关(14)的动作穿过所述通槽后置于所述一级套筒组内部；所述锁紧组件安装在所述一级套筒组外部和/或外部设备上，且位于微动开关(14)下方，用于固定二级套筒(4)的位置。5.根据权利要求4所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述锁紧组件包括电机(15)、钢丝绳(16)、至少两个锁紧销(9)以及安装在每个锁紧销(9)两侧的解锁弹簧(17)；所述二级套筒(4)外部设置有与锁紧销(9)数量一致的销孔；位于销孔同一位置处的一级套筒组上设置有通槽，所述锁紧销(9)一对一滑动设置在所述通槽内，所述解锁弹簧(17)的一端安装并顶紧在锁紧销(9)上，另一端安装并顶紧在所述一级套筒组上，用于驱动锁紧销(9)在通槽内滑动；所述一级套筒组与锁紧销(9)外部均设置有弧形钢丝槽；所述钢丝绳(16)一端与电机(15)的输出端连接，另一端绕设过一级套筒组与锁紧销(9)的弧形钢丝槽，并固定在一级套筒组上；
所述电机(15)安装在所述一级套筒组外部和/或外部设备上。6.根据权利要求5所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述转轴(5)与外部负载通过安装板(2)连接；所述安装板(2)与外部设备之间设置有多个爆炸螺栓(10)，爆炸螺栓(10)用于在伸缩装置压缩时，固定外部负载与外部设备，以及伸缩装置释放时，解锁安装板(2)；多个所述爆炸螺栓(10)沿周向均匀设置在安装板(2)外围，用于连接外部设备与外部负载。7.根据权利要求6所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述转轴(5)与所述二级套筒(4)内部通过轴承组件转动连接；所述轴承组件包括轴承组(3)以及安装在轴承组(3)上端的轴承定位盖(6)；所述轴承定位盖(6)外部为台阶状，所述一级套筒组上端面与轴承定位盖(6)的台阶面贴合；所述转轴(5)外部为台阶状，所述轴承组(3)下端与台阶面贴合。8.根据权利要求7所述的一种伸缩型转台，其特征在于：所述一级套筒组包括一级套筒(8)以及同轴安装在一级套筒(8)上端的套筒定位筒(7)；所述一级套筒(8)安装在外部设备上；所述套筒定位筒(7)内部形状与所述二级套筒(4)外部下端形状相适配；所述微动开关(14)以及通槽均设置在所述套筒定位筒(7)上。9.一种安装有伸缩型转台的卫星，其特征在于：包括卫星平台舱(1)以及安装在卫星平台舱(1)上的伸缩型转台；所述伸缩型转台采用如权利要求1-8任一所述的一种伸缩型转台；所述伸缩型转台中的一级套筒组下端安装在卫星平台舱(1)外部，位于二级套筒(4)下方的卫星平台舱(1)上开设有供二级套筒(4)穿过的穿插槽口；所述伸缩装置一端安装在所述卫星平台舱(1)内部，另一端安装在二级套筒(4)底部；锁紧定位装置安装在所述一级套筒组外部；所述卫星平台舱(1)和外部负载连接。

技术总结

本发明涉及一种伸缩型转台及安装有伸缩型转台的卫星；解决现有技术中存在的卫星功能增多与卫星的体积之间存在矛盾的技术问题；伸缩型转台包括伸缩装置、转轴、锁紧定位装置、一级套筒组以及二级套筒；一级套筒组安装在外部设备上，二级套筒在一级套筒组内滑动，二级套筒下端与外部设备之间通过伸缩装置连接；二级套筒下端外径大于其上端外径；一级套筒组上端内部形状与二级套筒下端外部形状相适配；转轴安装在二级套筒内，转轴上端用于安装外部负载；锁紧定位装置设置在一级套筒组一侧，用于对二级套筒的位置进行定位及锁紧；本发明还提出一种安装有上述伸缩型转台的卫星。出一种安装有上述伸缩型转台的卫星。出一种安装有上述伸缩型转台的卫星。