一种可调节尺寸的星箭分离装置的制作方法

本发明涉及卫星发射技术领域，特别是指一种可调节尺寸的星箭分离装置。

背景技术：

据美国航天基金会发布的报告统计，全球航天经济总量约3300亿美元，其中商业航天产业占比高达76％。自2015年国内在卫星制造、卫星应用等航天领域在政策上向民间资本开放以来，国内商业航天公司也如雨后春笋般的出现。原本由政府主导的航天产业正逐渐走向大众消费时代，并最终走向寻常百姓家。但是，我国商业航天领域的发展仍然处于初期阶段，目前瞄准商业航天市场的中国民营初创公司都将发射多种用途的小卫星为主要任务，与美国相对成熟的商业卫星企业比较而言，技术上仍有差距。出于经费上的考量，我国商业航天民营企业在卫星研制及制造方面，通常会想方设法缩短研制周期，故而在围绕卫星性能的提升以及技术创新等方面就有很大的成长空间。在卫星研制过程中，采用成熟继承性平台设计、模块化设计、通用性设计，能很大提升卫星研制的降本增效效果，这也是商业卫星公司需要关注的方向。

卫星的星箭连接分离装置是具有连接、解锁和分离功能的机构。在飞行过程中，分离连接装置按规定序完成解锁和分离动作，使卫星从火箭上分离。对于微小卫星的连接分离装置，主要有点式连接分离、盒形固定约束弹射分离、包带分离等分离方式。图1为点式连接分离装置的结构示意图，主要是卫星通过爆炸螺栓、解锁螺栓、分离螺母与被分离体连接固定等。图2为盒形固定约束弹射分离装置(又称pod)星箭分离过程示意图，pod一般用于皮纳立方星的分离。pod内部一端安装圆柱弹簧，另一端是可旋转端盖，根部带有扭簧，盖子通过上部释放装置释放后，在扭簧作用下旋转打开，卫星在储能元件圆柱弹簧作用下沿直线导轨向外滑出。图3为包带分离式分离装置，主要作用是在施加一定预紧力的条件下，通过夹块形成沿卫星轴向的正压力，保证卫星与运载火箭的可靠连接，这样的过程，就是分离包带加载预紧力；当星箭分离时，连接分离包带的爆炸螺栓壳体断裂，分离包带预紧力释放，同时在拉簧等零部件的作用下，分离包带收拢在运载对接段上，从而完成星箭分离。

当前，随着商业航天的发展，微小卫星的需求日益增加，各卫星与运载火箭的接口差异较大，这就对分离连接装置的研制周期和成本提出较高要求，然而传统的连接分离装置，需根据卫星不同尺寸来设计不同大小的产品，灵活性差，对设计周期是一种浪费，故而研制一款具有可调节尺寸的星箭分离解锁装置具有很大的意义，可以通过设计一款产品，来适应不同尺寸卫星的需求，增强了设计通用性，特别是对商业航天企业来说，能起到非常大的降本增效作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可调节尺寸的星箭分离装置，以能适应不同尺寸的卫星，提高星箭分离装置的通用性。

本发明提供的可调节尺寸的星箭分离装置属于点式连接分离装置，包括：基座；支臂，由基座外周面水平向外伸出设置，沿支臂设置有滑轨；多个活动台，水平、均匀分布的设置在支臂周围，具有与滑轨相适配的滑块，通过该滑轨滑块的适配实现与支臂的滑动连接；支撑座，通过爆炸螺栓固定在活动台上表面，用于连接卫星。

采用如上结构，可以通过滑块与滑轨的滑动连接以调节活动台与基座的距离，从而调节星箭分离装置的大小，以适应不同尺寸的卫星，提高星箭分离装置的通用性。

本发明优选，每相邻的两个所述活动台还包括分别朝向对方水平伸出的第一连接臂及第二连接臂；该两个连接臂之一伸出有连接杆，另一在连接杆相应位置设置有连接孔；其中，连接杆在连接孔中活动，使两相邻活动台活动连接。

采用如上结构，通过连接杆与连接孔的活动连接，使活动台改变与基座距离以改变星箭分离装置的尺寸时，提高星箭分离装置的牢固性及稳定性。

本发明优选，每个所述活动台还包括水平设置的第三连接臂，所述滑块设置在第三连接臂上；第三连接臂沿滑轨方向水平设置有延伸到基座上方的齿条；基座上表面设置有与各所述齿条分别啮合的各第一齿轮，各第一齿轮同时与第二齿轮啮合。

采用如上结构，当改变一个活动台与基座的距离时，通过齿条与齿轮的传动可以驱动其他活动台移动相同的距离。从而保证活动台及其上部的支撑座始终位于等边多边形顶点位置，从而使卫星与卫星之间的连接更加牢固，受力更加均匀。

本发明优选，齿条在基座上方上下交错或平行设置。

采用如上结构，可以避免齿条在基座上方活动时相互影响，从而提高了活动台的活动范围，进而增加了星箭分离装置的尺寸改变范围，增加了星箭分离装置的适用范围。

本发明优选，所述第二齿轮为内圈齿轮。

本发明优选，所述基座上设置有支撑环，所述内圈齿轮套设在支撑环内与支撑环通过滚珠活动连接；所述各第一齿轮设置在内圈齿轮内与内圈齿轮啮合。

采用如上结构，提供了内圈齿轮的具体结构。

本发明优选，所述支臂上沿滑轨设置有椭圆形通孔状的限位孔；所述第三连接臂与限位孔相应位置设置有可在限位孔内沿限位孔活动的限位螺栓。

采用如上结构，通过限位螺栓与限位孔的配合，可以防止第三连接臂与支臂分离，从而提高了星箭分离装置带调整尺寸时的稳定性。

本发明优选，所述支臂的截面呈工字型，所述滑轨设置在支臂上表面中间位置；所述限位孔为设置在滑轨两侧的两个。

采用如上结构，通过设置在滑轨两侧的两限位孔与限位螺栓的配合可以使星箭分离装置改变尺寸时更加稳定。

本发明优选，所述滑轨为沿支臂上表面延伸的梯形通槽。

采用如上结构，提供了滑轨的具体结构。

本发明优选，所述滑块沿第三连接臂设置底部；所述限位螺栓位于滑块端部两侧位置。

采用如上结构，当限位螺栓位于限位孔的端部时，保证滑块的端部仍然位于滑轨内，可以防止滑块有滑轨内脱离，提高了星箭分离装置更改尺寸时的稳定性。

附图说明

图1为点式连接分离装置的结构示意图；

图2为盒形固定约束弹射分离装置星箭分离过程示意图；

图3为包带分离式分离装置结构示意图；

图4为本申请星箭分离装置的结构示意图；

图5为图4上盖打开后的结构示意图；

图6为图5中活动机构远离状态示意图；

图7为图5中固定机构的结构示意图；

图8为图6中活动机构的结构示意图。

附图标记说明

固定机构1；基座11；支撑环12；内圈齿轮13；齿轮14；支臂15；滑轨151；限位孔152；上盖16；活动机构2；活动台21；第一连接臂22；连接杆221；第二连接臂23；连接孔231；第三连接臂24；滑块241；齿条242；限位螺栓243；支撑座25；爆炸螺栓26。

具体实施方式

下面，结合视图对本申请的可调节尺寸的星箭分离装置的具体结构进行详细的描述。

图4为本申请星箭分离装置的结构示意图；图5为图4上盖16打开后的结构示意图；图6为图5中活动机构2远离状态示意图。如图1、图2、图3所示，本申请星箭分离装置包括位于中间位置的固定机构1及设置在固定机构1四周与固定机构1活动连接的四个活动机构2。活动机构2可以通过与固定机构1的活动连接实现缩放从而改变尺寸，以适应不同尺寸的卫星。

图7为图5中固定机构1的结构示意图。如图5、图6、图7所示，固定机构1包括：整体呈圆形且具有一定厚度的基座11。基座11的上表面固定设置有支撑环12，支撑环12的外径与基座11相同，以使基座11与支撑环12的外表面相重合。支撑环12内套设有内圈齿轮13，内圈齿轮13的齿位于内圈齿轮13的内表面朝向轴心设置。内圈齿轮13的大小与支撑环12相适配，内圈齿轮13的上表面与支撑环12的上表面相平齐，内圈齿轮13的外表面与支撑环12内表面之间通过球形滚珠实现活动连接(内圈齿轮13与支撑环12之间的结构与球轴承的结构相同)，以使内圈齿轮13可以在支撑环12内自由旋转。基座11顶部内圈齿轮13内均匀设置有四个较小的齿轮14，齿轮14与内圈齿轮13相啮合。齿轮14的齿宽较大，使齿轮14高出内圈齿轮13的上表面。基座11的外周面设置有向外伸出的四个支臂15，四个支臂15呈十字形设置，相邻两支臂15之间呈90°角。支臂15为截面呈工字型的部件，支臂15的上部水平板件上表面中间位置沿支臂15设置有梯形通槽状的滑轨151，滑轨151两侧沿侧壁设置有椭圆形的限位孔152。支撑环12的上部还设置有圆形壳状的上盖16，上盖16与基座11及支撑环12相适配，与基座11外周底部通过螺栓固定连接，与支撑环12、基座11形成封闭的内部空间。上盖16外周面在下述齿条242相对位置具有供齿条242通过的开口。

图8为图6中活动机构2的结构示意图。如图6、图8所示，活动机构2包括整体呈方形块状的活动台21，活动台21水平伸出有第一连接臂22、第二连接臂23及第三连接臂24，第一连接臂22、第二连接臂23及第三连接臂24的截面呈梯形，第一连接臂22及第二连接臂23长度相同呈90°设置，第三连接臂24位于第一连接臂22与第二连接臂23之间，与第一连接臂22、第二连接臂23皆呈45°角设置。第一连接臂22端部中间位置水平伸出有连接杆221，第二连接臂23端部中间位置设置有连接孔231。第三连接臂24高于第一连接臂22、第二连接臂23，第三连接臂24的一端与活动台21的上表面通过螺栓固定连接。第三连接臂24的下表面中间位置沿第三连接臂24设置有截面呈梯形的滑块241，滑块241与上述滑轨151相适配可于滑轨151活动连接。第三连接臂24的另一端上部水平伸出有齿条242，齿条242的齿朝向第二连接臂23一侧。第三连接臂24另一端滑块241两侧位置各设置有一向下伸出的限位螺栓243，限位孔152与限位螺栓243之间活动连接。活动台21的上表面中间位置设置有支撑座25，支撑座25呈倒置的圆台形，通过轴心位置设置的爆炸螺栓26与活动台21固定连接。

安装后四个活动机构2设置在固定机构1的四周呈正方形设置，四个活动机构2通过滑块241与固定机构1四个支臂15上的滑轨151实现活动连接，通过限位螺栓243防止滑块241由滑轨151中脱离。四个齿条242从支撑环12上侧伸入分别与基座11上的一齿轮14啮合，其中相对的两齿条242位于同一高度，且两齿条242接近时齿条242背部(与齿相背一侧)相贴；相邻两齿条242位于不同的高度，当两齿条242接近时可以交错通过。当一活动机构2沿滑轨151向内或向外移动时，齿条242驱动齿轮14转动，齿轮14驱动内圈齿轮13转动，内圈齿轮13驱动另外三齿轮14转动，进而驱动另外三个活动机构2向相同方向移动，以此可以改变四个支撑座25之间的距离，同时保证四个支撑座25呈正方形设置。使用时，可以根据卫星的尺寸来调整活动机构2的位置，从而调整支撑座25之间的距离，以使星箭分离装置可以适应卫星的尺寸，便于实现卫星与火箭的连接。

进一步地，上述内圈齿轮13还可替换成设置在四个齿轮14之间的，分别与四个齿轮14啮合的齿轮。当设置在周围的四个齿轮14中的一个转动时，通过中间齿轮的传动，可以驱动另外三个齿轮14以相同方向转动。进而当一活动机构2沿滑轨151向内或向外移动时，另外三个活动机构2在齿轮14与齿轮之间间的传动下向相同方向移动，以此可以改变四个支撑座25之间的距离，同时保证四个支撑座25呈正方形设置。

进一步地，上述围绕固定机构1设置的活动机构2的个数还可以为3个、5个或者更多个数，且多个固定机构1形成等边多边形且位于顶点位置。相应地需要改变齿轮14、支臂15的个数以及第一连接臂22与第二连接臂23之间的角度，使第一连接臂22、第二连接臂23位于固定机构1形成的多边形的边线位置，第三连接臂24位于第一连接臂22与第二连接臂23所成角的中线位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除