一种微纳卫星解锁分离装置及其分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种微纳卫星解锁分离装置及其分离方法，包括卫星星体、适配器和基板，卫星星体的底面设置有伸出的连杆，适配器沿轴向设置有多个凹槽，每个凹槽中设置有一个卫星顶簧，基板位于适配器的上部，包括固定于基板上表面固定设置的第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁分别配合设置有第一电磁铁吸片和第二电磁铁吸片，第一电磁铁吸片和第二电磁铁吸片分别与第一旋转杆和第二旋转杆的后端铰接，第一旋转杆和第二旋转杆的前端分别与第一滚轮和第二滚轮铰接，第一滚轮和第二滚轮分别卡接在一拉片两侧，拉片的中部与一拉杆的后端固定连接。本发明专利技术通过电磁铁和电磁铁吸片配合的电磁解锁方式了实现微纳卫星的快速、稳定的解锁分离。

A Micro-nano Satellite Unlocking and Separation Device and Its Separation Method

The invention discloses a micro-nano satellite unlocking and separating device and its separating method, including a satellite star, an adapter and a base plate. The bottom of the satellite star is provided with an extended connecting rod, and the adapter is provided with a plurality of grooves along the axis. A satellite top spring is arranged in each groove, and the base plate is located on the upper part of the adapter, including the first electromagnet fixed on the surface of the base plate and the first electromagnet fixed on Two electromagnets, the first electromagnet and the second electromagnet are respectively arranged with the first electromagnet suction piece and the second electromagnet suction piece. The first electromagnet suction piece and the second electromagnet suction piece are articulated with the back end of the first rotating rod and the second rotating rod respectively. The front end of the first rotating rod and the second rotating rod are articulated with the first and second rolling rollers respectively, and the first and second rolling rollers are clamped respectively On both sides of a pulling piece, the middle part of the pulling piece is fixed connected with the back end of a pulling rod. The invention realizes fast and stable unlocking separation of micro- and nano-satellites by an electromagnetic unlocking method matched with an electromagnet and an electromagnet sucker.

【技术实现步骤摘要】
一种微纳卫星解锁分离装置及其分离方法
本专利技术属于微纳卫星
，特别涉及一种微纳卫星解锁分离装置及其分离方法。
技术介绍
微纳卫星(NanoSat)通常指质量小于10千克、具有实际使用功能的卫星。近年来，微纳卫星研制的热潮在世界范围内迅速兴起，2017年全球发射的小卫星占总发射卫星数量的70％以上，未来全球对1～50kg微纳卫星的年需求量将持续增加。作为卫星关键技术之一的解锁分离技术，是关系到卫星成功发射、正常入轨的核心技术，对卫星总体性能有着重要影响。微纳卫星体积小、质量轻、星表安装面积受限、抗冲击能力弱、搭载环境多变等特点，给其解锁分离装置的设计带来了难题。传统的卫星分离多采用离散分布的火工品点式和对接框式包带连接分离方案，前者的分离冲击大、同步指标低，后者附加质量大。虽然火工装置具有功能可靠、作用速度快、重量与体积小、标准化等一系列优点，但是微纳卫星质量轻、体积小，如果采用传统的火工分离方式，分离产生的冲击将会对卫星分离姿态造成较大影响，导致卫星不能按照设定的飞行姿态入轨，而且火药燃烧或者爆炸产生的有害气体可能会污染光学仪器等。因此，传统的卫星分离方案已经无法满足当前和未来微纳卫星的分离需求。
技术实现思路
针对上述存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种作动时间短、可靠性高的微纳卫星解锁分离装置及其分离方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种微纳卫星解锁分离装置，包括卫星星体、适配器和基板，所述卫星星体的底面设置有两根伸出的连杆，所述适配器沿轴向设置有多个凹槽，每个凹槽中设置有一个卫星顶簧，所述卫星顶簧的底部抵靠于所述凹槽的底面，所述基板的上表面设置有第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块均具有轴向通孔，所述第一固定块和第二固定块之间的所述适配器的上表面设置有左拨叉转轴和右拨叉转轴，所述基板位于适配器的上部，其包括固定于基板上表面的基座，所述基座的两侧上部分别固定设置有第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁相对的两个端面分别配合设置有第一电磁铁吸片和第二电磁铁吸片，所述第一电磁铁吸片和第二电磁铁吸片分别与位于二者之间的第一旋转杆和第二旋转杆的后端铰接，第一旋转杆和第二旋转杆在靠近后端的位置通过一小拉簧实现弹性连接，一与所述基座固定连接的连接片通过设置于其两端的两个销轴分别与第一旋转杆和第二旋转杆的中部铰接，第一旋转杆和第二旋转杆的前端分别与第一滚轮和第二滚轮铰接，所述第一滚轮和第二滚轮分别卡接在一拉片两端的与第一滚轮和第二滚轮配合的弧形凹槽内，所述拉片的中部与一拉杆的后端固定连接，所述拉杆的前端与一顶块固定连接，一被压缩的大顶簧套设于所述拉杆上，所述大顶簧的前端抵靠于所述顶块、后端抵靠于一与基板固定连接的大顶簧固定块，所述顶块位于一与基板固定连接的顶块滑轨内，所述顶块的上、下端面分别设置有第一顶块固定轴和第二顶块固定轴，所述第一顶块固定轴和第二顶块固定轴分别穿过左拨叉和右拨叉一端的上通槽和下通槽设置，所述左拨叉和右拨叉的另一端均具有一缺口槽，所述左拨叉和右拨叉的中部均设置有上下贯穿的通孔，所述左拨叉转轴和右拨叉转轴分别穿过所述左拨叉和右拨叉的通孔设置，所述卫星星体的两根连杆分别穿过适配器的两个轴向设置的通孔后分别依次从所述第一固定块和第二固定块的轴向通孔以及左拨叉和右拨叉的缺口槽穿出后分别通过第一压紧螺母和第二压紧螺母压紧固定。进一步地，所述适配器沿轴向设置有4个凹槽。进一步地，所述第一固定块和第二固定块与左拨叉和右拨叉接触的面为固体润滑剂二硫化钼。进一步地，所述拉杆的后端为一开口结构，所述拉片穿过所述拉杆的开口结构后通过穿过所述拉杆和所述拉片的固定轴实现铰接连接。进一步地，所述顶块滑轨的滑轨延伸方向与所述拉杆的轴向方向同向。进一步地，所述卫星星体的两根连杆为圆柱形形的第一连杆和第二连杆。进一步地，所述左拨叉和右拨叉的缺口槽包括分别与圆柱形形的第一连杆和第二连杆匹配的弧形段。进一步地，所述卫星星体的两根连杆的材质为钛。根据上述所述的微纳卫星解锁分离装置的分离方法，包括以下步骤：步骤一：将所述第一电磁铁和第二电磁铁处于通电状态，此时第一电磁铁和第二电磁铁分别将第一电磁铁吸片和第二电磁铁吸片的端面紧紧吸住，小拉簧为拉伸状态，第一旋转杆和第二旋转杆将拉片卡住，所述卫星星体的两根连杆分别位于所述左拨叉和右拨叉的的缺口槽内，此时卫星星体被两根连杆拉住，卫星星体克服卫星顶簧的弹力紧紧压在适配器的顶面上；步骤二：将适配器固定在火箭上，火箭发射升空，在太空中需要进行星箭分离的时候，控制第一电磁铁和/或第二电磁铁失电，此时第一电磁铁和/或第二电磁铁与第一电磁铁吸片和/或第二电磁铁吸片之间失去吸力，在小拉簧的拉力作用，第一旋转杆和/或第二旋转杆绕销轴转动，第一旋转杆和/或第二旋转杆前端的第一滚轮和/或第二滚轮解除对拉片的限位，在大顶簧的弹力作用下，顶块沿着顶块滑轨滑动的同时带动左拨叉和右拨叉分别绕左拨叉转轴和右拨叉转轴转动，左拨叉和右拨叉失去对第一压紧螺母和第二压紧螺母的支撑力，卫星星体失去连杆对它的拉力并被卫星顶簧的弹力作用弹射到外太空从而完成分离动作。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)使用电磁铁进行分离的控制，相比于火工品类分离装置不会产生污染，而且冲击较小，对卫星姿态产生影响较小，相较于记忆合金类分离装置动作时间更短；(2)采用两个电磁铁进行双备份动作，只要有一电磁铁动作就可以成功实现分离，可靠性较高；(3)电磁铁可多次重复动作，方便进行地面分离试验验证，而火工类分离机构则无法进行多次动作试验；(4)左右拨叉主要受压部分采用固体润滑剂进行润滑，增加了分离机构动作的流畅性，提高分离可靠性；(5)基板与适配器可以分离，基板可以装配于不同的适配器上，通用性较高。附图说明图1为本专利技术微纳卫星解锁分离装置整体结构爆炸图。图2为本专利技术微纳卫星解锁分离装置整体结构示意图。图3为本专利技术适配器结构示意图。图4为本专利技术基板结构示意图。图5为本专利技术适电磁解锁部分局部放大图。图6为本专利技术左右拨叉连接部分局部放大图。图7为本专利技术顶块滑轨结构示意图。图8为本专利技术右拨叉结构示意图。图9为本专利技术左拨叉结构示意图。图10为本专利技术大顶簧固定块结构示意图。图11为本专利技术连接片结构示意图。图12为本专利技术顶块结构示意图。图13为本专利技术拉杆结构示意图。图14为本专利技术旋转杆结构示意图。图15为本专利技术电磁铁吸片结构示意图。图16为本专利技术拉片结构示意图。图17为本专利技术基座结构示意图。图18为本专利技术电磁铁失电后与其相关的各个结构的动作示意图。图19为本专利技术电磁铁失电后基板上部件的动作示意图。图20为本专利技术电磁铁失电后卫星星体从适配器上被弹开分离的动作示意图。具体实施方式下面结合说明书附图，对本专利技术作进一步的说明。结合图1-17，一种微纳卫星解锁分离装置，包括卫星星体1、适配器2和基板3，所述卫星星体1的底面设置有两根伸出的连杆11，所述适配器2沿轴向设置有多个凹槽，每个凹槽中设置有一个卫星顶簧13，所述卫星顶簧13的底部抵靠于所述凹槽的底面，所述基板3的上表面设置有第一固定块24-1和第二固定块24-2，所述第一固定块24-1和第二固定块24-2均具有轴向通孔，所述第一固定块24-1和第二固定块24-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微纳卫星解锁分离装置，其特征在于包括卫星星体(1)、适配器(2)和基板(3)，所述卫星星体(1)的底面设置有两根伸出的连杆(11)，所述适配器(2)沿轴向设置有多个凹槽，每个凹槽中设置有一个卫星顶簧(13)，所述卫星顶簧(13)的底部抵靠于所述凹槽的底面，所述基板(3)的上表面设置有第一固定块(24‑1)和第二固定块(24‑2)，所述第一固定块(24‑1)和第二固定块(24‑2)均具有轴向通孔，所述第一固定块(24‑1)和第二固定块(24‑2)之间的所述适配器(2)的上表面设置有左拨叉转轴(23‑1)和右拨叉转轴(23‑2)，所述基板(3)位于适配器(2)的上部，其包括固定于基板(3)上表面的基座(20)，所述基座(20)的两侧上部分别固定设置有第一电磁铁(18‑1)和第二电磁铁(18‑2)，所述第一电磁铁(18‑1)和第二电磁铁(18‑2)相对的两个端面分别配合设置有第一电磁铁吸片(19‑1)和第二电磁铁吸片(19‑2)，所述第一电磁铁吸片(19‑1)和第二电磁铁吸片(19‑2)分别与位于二者之间的第一旋转杆(15‑1)和第二旋转杆(15‑2)的后端铰接，第一旋转杆(15‑1)和第二旋转杆(15‑2)在靠近后端的位置通过一小拉簧(21)实现弹性连接，一与所述基座(20)固定连接的连接片(16)通过设置于其两端的两个销轴(17)分别与第一旋转杆(15‑1)和第二旋转杆(15‑2)的中部铰接，第一旋转杆(15‑1)和第二旋转杆(15‑2)的前端分别与第一滚轮(14‑1)和第二滚轮(14‑2)铰接，所述第一滚轮(14‑1)和第二滚轮(14‑2)分别卡接在一拉片(25)两端的与第一滚轮(14‑1)和第二滚轮(14‑2)配合的弧形凹槽内，所述拉片(25)的中部与一拉杆(10)的后端固定连接，所述拉杆(10)的前端与一顶块(6)固定连接，一被压缩的大顶簧(8)套设于所述拉杆(10)上，所述大顶簧(8)的前端抵靠于所述顶块(6)、后端抵靠于一与基板(3)固定连接的大顶簧固定块(9)，所述顶块(6)位于一与基板(3)固定连接的顶块滑轨(4)内，所述顶块(6)的上、下端面分别设置有第一顶块固定轴(22‑1)和第二顶块固定轴(22‑2)，所述第一顶块固定轴(22‑1)和第二顶块固定轴(22‑2)分别穿过左拨叉(5)和右拨叉(7)一端的上通槽和下通槽设置，所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的另一端均具有一缺口槽，所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的中部均设置有上下贯穿的通孔，所述左拨叉转轴(23‑1)和右拨叉转轴(23‑2)分别穿过所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的通孔设置，所述卫星星体(1)的两根连杆(11)分别穿过适配器(2)的两个轴向设置的通孔后分别依次从所述第一固定块(24‑1)和第二固定块(24‑2)的轴向通孔以及左拨叉(5)和右拨叉(7)的缺口槽穿出后分别通过第一压紧螺母(12‑1)和第二压紧螺母(12‑2)压紧固定。...

【技术特征摘要】
1.一种微纳卫星解锁分离装置，其特征在于包括卫星星体(1)、适配器(2)和基板(3)，所述卫星星体(1)的底面设置有两根伸出的连杆(11)，所述适配器(2)沿轴向设置有多个凹槽，每个凹槽中设置有一个卫星顶簧(13)，所述卫星顶簧(13)的底部抵靠于所述凹槽的底面，所述基板(3)的上表面设置有第一固定块(24-1)和第二固定块(24-2)，所述第一固定块(24-1)和第二固定块(24-2)均具有轴向通孔，所述第一固定块(24-1)和第二固定块(24-2)之间的所述适配器(2)的上表面设置有左拨叉转轴(23-1)和右拨叉转轴(23-2)，所述基板(3)位于适配器(2)的上部，其包括固定于基板(3)上表面的基座(20)，所述基座(20)的两侧上部分别固定设置有第一电磁铁(18-1)和第二电磁铁(18-2)，所述第一电磁铁(18-1)和第二电磁铁(18-2)相对的两个端面分别配合设置有第一电磁铁吸片(19-1)和第二电磁铁吸片(19-2)，所述第一电磁铁吸片(19-1)和第二电磁铁吸片(19-2)分别与位于二者之间的第一旋转杆(15-1)和第二旋转杆(15-2)的后端铰接，第一旋转杆(15-1)和第二旋转杆(15-2)在靠近后端的位置通过一小拉簧(21)实现弹性连接，一与所述基座(20)固定连接的连接片(16)通过设置于其两端的两个销轴(17)分别与第一旋转杆(15-1)和第二旋转杆(15-2)的中部铰接，第一旋转杆(15-1)和第二旋转杆(15-2)的前端分别与第一滚轮(14-1)和第二滚轮(14-2)铰接，所述第一滚轮(14-1)和第二滚轮(14-2)分别卡接在一拉片(25)两端的与第一滚轮(14-1)和第二滚轮(14-2)配合的弧形凹槽内，所述拉片(25)的中部与一拉杆(10)的后端固定连接，所述拉杆(10)的前端与一顶块(6)固定连接，一被压缩的大顶簧(8)套设于所述拉杆(10)上，所述大顶簧(8)的前端抵靠于所述顶块(6)、后端抵靠于一与基板(3)固定连接的大顶簧固定块(9)，所述顶块(6)位于一与基板(3)固定连接的顶块滑轨(4)内，所述顶块(6)的上、下端面分别设置有第一顶块固定轴(22-1)和第二顶块固定轴(22-2)，所述第一顶块固定轴(22-1)和第二顶块固定轴(22-2)分别穿过左拨叉(5)和右拨叉(7)一端的上通槽和下通槽设置，所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的另一端均具有一缺口槽，所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的中部均设置有上下贯穿的通孔，所述左拨叉转轴(23-1)和右拨叉转轴(23-2)分别穿过所述左拨叉(5)和右拨叉(7)的通孔设置，所述卫星星体(1)的两根连杆(11)分别穿过适配器(2)的两个轴向设置的通孔后分别依次从所述第一固定块(24-1)和第二固定块(24-2)的轴向通孔以及左拨叉(5)和右拨叉(7)的缺口槽穿出后分别通过第一压紧螺母(12-1)和第二压紧螺母(12-2)压紧固定。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，刘磊，周晗琼，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32