[发明专利]基于螺旋传动的低冲击可重复连接分离释放装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于螺旋传动的低冲击可重复连接分离释放装置及方法，装置包括卫星、卫星底面组件和安装在载荷平台上的电磁铁组件、传动锁紧组件和导向组件；通过空间机械臂带动卫星进入四组导向组件的捕获范围，待卫星触发设置在导向组件上的微动开关时对电磁铁组件和电机通电，电磁铁组件吸引卫星底面组件，电机正转输出动力通过传动锁紧组件实现卫星底面组件与传动锁紧组件的捕获，直至完全锁紧时，电磁铁组件断电和电机停止；解锁时，对电磁铁组件和电机通电，电磁铁组件吸引卫星底面组件的同时电机反转，解锁卫星底面组件与传动锁紧组件，再次对电磁铁组件断电，卫星与载荷平台分离。本发明具有低冲击、轻量化、通用化及可重复使用特点。

技术领域

本发明属于空间非火工连接分离装置技术领域，尤其是涉及一种基于螺旋传动的低冲击可重复连接分离释放装置及方法。

背景技术

随着航天任务的多元化，利用多个微小卫星在轨完成特殊任务将成为未来航天发展的趋势之一。飞行器发射和在轨飞行过程中，连接分离释放装置将微小卫星与载荷平台可靠地锁紧为一个整体，从而有效地抵抗发射过程中恶劣的力学环境。当收到分离释放指令后，连接分离装置应能解除对微小卫星的约束并将其以一定位姿和速度弹射出去。目前，航天领域常用的连接分离释放装置是压紧杆与火工切割器构成的压紧机构，其火工原理决定了工作的不可重复性与高冲击特性。因此，为推动微小卫星在未来航天任务中发挥更大的作用，改善其发射和再入过程的力学环境，实现对微小卫星的低冲击重复锁紧与分离释放，研制符合要求的非火工低冲击可重复连接分离与释放装置是亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于螺旋传动的低冲击可重复连接分离释放装置及方法，具有低冲击、轻量化、通用化及可重复使用的特点，满足航天领域应用要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于螺旋传动的低冲击可重复连接分离释放装置，包括卫星、卫星底面组件和安装在载荷平台上的电磁铁组件、传动锁紧组件和导向组件，所述的卫星底面组件安装在卫星的底面，所述的传动锁紧组件设置在载荷平台的中部，所述的电磁铁组件设置两组，且分别布置在传动锁紧组件的两侧，所述的导向组件设置四组，且分别安装在载荷平台的四角位置；

通过空间机械臂带动卫星进入四组导向组件的捕获范围，待卫星触发设置在导向组件上的微动开关时对电磁铁组件通电，同时启动传动锁紧组件中的电机，电磁铁组件吸引卫星底面组件，同时电机正转输出动力通过传动锁紧组件实现卫星底面组件与传动锁紧组件的捕获，直至完全锁紧时，电磁铁组件断电和电机停止正转；

解锁时，对电磁铁组件通电同时启动传动锁紧组件中的电机，电磁铁组件吸引卫星底面组件，同时电机反转，解锁卫星底面组件与传动锁紧组件，再次对电磁铁组件断电，卫星与载荷平台分离。

进一步的，所述的卫星底面组件包括四个斜面压紧块、锁紧螺杆和两个钢片；所述锁紧螺杆布置在卫星的底面中心处，四个斜面压紧块布置在卫星的底面四角处，两个钢片对称设置在锁紧螺杆的两侧。

进一步的，所述导向组件包括导向片、锁紧支座、分离弹簧和压力传感器，所述锁紧支座固定在载荷平台上，在锁紧支座位于外侧的两侧面上分别安装一个导向片；在锁紧支座上开设有容纳分离弹簧和压力传感器的凹槽，分离弹簧的下端与压力传感器连接，上端为自由端，分离弹簧的自由端伸出凹槽设置，所述微动开关安装在导向片上，所述微动开关用于检测卫星的位置，锁紧支座上部形状与斜面压紧块的形状相适应。

进一步的，所述电磁铁组件包括电磁铁、电磁铁支座和压缩弹簧，所述电磁铁支座安装在载荷平台上，在电磁铁内部设有容纳压缩弹簧的滑槽，电磁铁的下端伸入滑槽内并与压缩弹簧的上端连接，压缩弹簧的下端和电磁铁支座相连，所述电磁铁能沿着电磁铁支座内的滑槽上下浮动，通电时，电磁铁吸引卫星底面上相对应位置的钢片。