[发明专利]一种新型控制纳卫星的分离机构装置及其分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型控制纳卫星的分离机构装置及其分离方法，广泛运用于微小卫星领域。

背景技术

传统卫星和运载火箭的分离往往采用包带和爆炸螺栓结合的分离方式。这种分离技术较为成熟，在大卫星上也广泛采用。但随着MEMS技术的快速发展，近十年来纳卫星技术也得到了快速发展。纳卫星的优势在于其体积小、重量轻和发射方便。传统的分离方式由于较为复杂、重量较大和成本较高，很难体现出纳卫星的优点。国际上的纳卫星分离机构多数采用“方桶式”结构，即纳卫星完全装入到一个封闭的方桶里面。这种结构的不足之处是：要求纳卫星的外形不能有明显凸起，这就给天线的尺寸、安装方式的设计带来极大的约束；采用封闭的结构，不便于纳卫星的安装。多数分离机构在舱门打开时星体就在弹簧的推动下往外运动，这极有可能发生星体表面和舱门的碰撞与刮擦，从而损坏卫星表面的电池片。此外，如果采用这种结构，其尺寸和重量必然会随着星体体积的增大而增大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型控制纳卫星分离运动的分离机构装置及其分离方法。

一种新型控制纳卫星的分离机构装置，包括底板、四块支撑板、四块筋板、四根圆柱弹簧、四根弹簧推杆、四个弹簧套筒；每块筋板固定在二块支撑板之间，每块支撑板固定二块筋板，筋板的底部通过螺钉连接固定在底板上；弹簧推杆嵌在圆柱弹簧内，圆柱弹簧装在弹簧套筒内，弹簧套筒通过螺钉连接固定在底板上；弹簧推杆顶在纳卫星星体正方体框架所对应的圆孔内。

所述的弹簧推杆在自由状态下被圆柱弹簧顶起，弹簧推杆和圆柱弹簧之间没有约束，弹簧推杆底部的圆台落在圆柱弹簧内，两者之间有1mm的间隙，这就保证了圆柱弹簧在安装时只是受压而不会受到扭转的作用，从而避免了纳卫星的滚动偏差。

所述的支撑板的上端有销轴，支撑板上的销轴嵌入纳卫星星体正方体框架上对应的孔内承载横向载荷；

  所述的底板利用两根钛杆和螺母从纳卫星星体的对角位置将纳卫星星体固定。

 所述的装置分离纳卫星的方法，在纳卫星固定时，底板与火箭平台相连，纳卫星星体正方体框架底面的四个孔对应于弹簧推杆，各支撑板上的凸台对应于纳卫星星体正方体框架底面的四个角落的小孔；当纳卫星星体正方体框架安装到所述的控制纳卫星的分离机构装置时，施加外力，通过弹簧推杆将圆柱弹簧压缩，从而利用两根钛杆和螺母从纳卫星星体的对角位置将纳卫星星体固定在底板上，当卫星到达预定轨道时，收到分离信号，将钛杆切断，纳卫星星体在四个圆柱弹簧的共同作用下实现星箭分离。

本发明的有益效果：第一、采用四个弹性系数一致基本无偏心的圆柱弹簧，有效地减小了卫星被弹簧推出过程中的偏心现象，第二、弹簧推杆嵌在圆柱弹簧内，弹簧推杆底部的圆台落在圆柱弹簧内，两者之间有1mm的间隙，这就保证了圆柱弹簧在安装时只是受压而不会受到扭转的作用，从而避免了卫星的滚动偏差。第三、圆柱弹簧装在弹簧套筒内，弹簧推杆嵌在弹簧内，弹簧套筒能给予圆柱弹簧导向作用。第四、分离机构采用开放式的结构，重量轻，体积小，避免了勾挂，分离机构和星体没有干涉，分离过程更加简单利落，可控性提高。

附图说明

图1一种新型控制纳卫星的分离机构装置结构示意图；

图2一种新型控制纳卫星的分离机构装置正视图；

图3 一种新型控制纳卫星的分离机构装置俯视图；

图4 一种新型控制纳卫星的分离机构装置的底板结构示意图；

图5 一种新型控制纳卫星的分离机构装置的支撑板结构示意图；

图6 一种新型控制纳卫星的分离机构装置的筋板结构示意图；

图7一种新型控制纳卫星的分离机构装置的圆柱弹簧、弹簧推杆、弹簧套筒的装配结构示意图；

图8一种新型控制纳卫星的分离机构装置的圆柱弹簧结构示意图；

图9 一种新型控制纳卫星的分离机构装置的弹簧推杆结构示意图；

图10一种新型控制纳卫星的分离机构装置的弹簧套筒结构示意图；

附图标记说明：1、底板；2、支撑板；3、筋板；4、圆柱弹簧；5、弹簧推杆；6、弹簧套筒。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。