一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，属于微纳卫星在轨释放技术领域，所述装置包括与机械臂末端连接机构和与微纳卫星释放机构末端连接机构，所述与机械臂末端连接机构包括底盘螺孔、电磁铁、弹簧、连接块、卡件、卡件通孔；所述与微纳卫星释放机构末端连接机构包括套筒、卡槽。锁定状态下电磁铁不通电，弹簧恰支撑连接块，卡件伸出卡在卡槽中；解锁时给电磁铁通电，吸引铁质连接块靠拢，恰带动卡件收回，即可与套筒分离。本发明专利技术通过简易的电磁铁与机械结构的设计实现了空间微纳卫星释放机构与多功能机械臂末端的配合，具有结构简易、控制稳定、可拓展性强等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构


[0001]本专利技术属于微纳卫星在轨释放
，具体涉及一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构。

技术介绍

[0002]近年来空间技术发展迅速，对于卫星发射的需求也越来越大，对各型号卫星需实现的功能也提出了诸多新的要求。由于运载火箭技术的突破当今火箭有了更大的载荷量，货运飞船等空间执行机构也有了执行更多附加任务的能力，因此卫星尺寸及发射方式不再拘泥于以往一箭一星的发射方式，更多地引入了诸如一箭多星、货运飞船释放卫星、子母卫星释放、空间站卫星释放等多种手段。空间站卫星的释放在诸多卫星释放方案中属于起步较晚的方案，
[0003]但是纵观诸多次成功的在轨卫星释放任务，鲜有关于空间站伴飞卫星的研究，多数的任务仅为释放附带卫星停留在指定轨道之上后主载荷驶离当前位点，为防止地面发射针对主载荷与针对被释放附带卫星指令之间冲突，一般规定在附带卫星与主载荷分离后45分钟才发射针对附带卫星的控制指令使其执行任务。当今附带卫星的释放方案中存在如下问题，首先，现有方案无法使卫星与主载荷(如空间站)形成伴飞关系组建星座实现一定任务；其次，在实际任务中如需形成卫星与空间站的伴飞关系，常常需要卫星在初始条件下相对空间站有某一特定位置与速度，而当今的卫星释放装置显然无法做到如此精确的控制，甚至可以说没有做出相关方面的研究。而卫星与空间站形成稳定的伴飞关系对于空间站的长期工作有非常积极的意义，如定期巡检航天器外围机件工作状况、形成多角度视野、组合形成离散型探测系统等，故空间站伴飞卫星的释放与回收方案有着较强的实用价值与研究意义。
[0004]如何在空间站附近一定位置以一定初速度释放空间站伴飞微纳卫星是当今亟待解决的问题。本专利技术提出一种构想，如若机械臂末端连接一微纳卫星在轨释放机构，依靠机械臂旋转的惯性释放微纳卫星，如此可满足初始条件的约束。当今空间站均配备了已有机械臂，那么如何在操作最少的条件下连接现有可拆卸末端执行机构空间站机械臂与微纳卫星在轨释放机构需要思考。
[0005]另外，现有技术中存在多功能末端执行器的机械臂，但是这些机械臂末端执行机构与机械臂的连接几乎都靠螺钉螺母实现，拆卸更换设施操作较为复杂，需多个步骤且卸下后的细小零件收纳容易出现问题；上述结构拆卸操作单次操作成本较高，甚至常需要宇航员进行辅助操作；同时在复杂的外太空环境下，如此多且繁杂的操作步骤势必带来操作上的难度与隐患，系统稳定性有待商榷。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，所述装置能够在空间站附近一定位置以一定初速度释放
空间站伴飞微纳卫星；所述装置可简便地将不同规格、不同种类的微纳卫星在轨部署器与空间站机械臂稳定相连接或分离，所述装置拆卸成本低，具有高度稳定性。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]本专利技术提供了一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，包括第一连接机构和第二连接机构；
[0009]所述第一连接机构包括内筒，所述内筒的底面开设有底盘螺孔，所述内筒的侧面开设有卡件通孔及收纳槽；所述内筒的底面上设置有电磁铁；所述电磁铁上设置有弹簧；所述弹簧上设置有连接块；所述连接块连接有卡件；所述卡件与卡件通孔连接；
[0010]所述第二连接机构包括套筒，所述套筒上开设有卡槽；
[0011]所述第一连接机构和第二连接机构通过卡件连接；
[0012]所述第一连接机构与机械臂末端连接；所述第二连接机构与微纳卫星释放机构末端连接。
[0013]本专利技术进一步，所述内筒为一体成型的中空圆柱体。
[0014]本专利技术进一步，所述底盘螺孔沿内筒的圆形底面的圆心对称分布；所述底盘螺孔与内筒的圆形底面内切。
[0015]本专利技术进一步，所述电磁铁的材质为钢；所述连接块的材质为钢。
[0016]本专利技术进一步，所述弹簧的劲度系数为1N/m。
[0017]本专利技术进一步，所述卡件通孔的半径等于卡件的半径。
[0018]本专利技术进一步，所述收纳槽为沿卡件通孔的中轴线向下斜坡，所述收纳槽的斜面与内筒的外壁夹角小于等于30度。
[0019]本专利技术进一步，所述连接块固定连接在所述弹簧的上方；所述电磁铁固定连接在所述弹簧的下方。
[0020]本专利技术进一步，所述连接块与卡件螺纹连接。
[0021]本专利技术进一步，所述卡槽为环形凹槽。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供了一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，所述结构包括与机械臂末端连接的第一连接机构以及与微纳卫星释放机构末端连接的第二连接机构，在机械臂末端连接微纳卫星在轨释放机构，依靠机械臂旋转的惯性释放微纳卫星，连接处摒弃传统螺钉螺孔连接方式，改为本专利技术所示连接装置。本专利技术通过简易的电磁铁与机械结构的设计实现了空间微纳卫星释放机构与多功能机械臂末端的配合，具有结构简易、控制稳定、可拓展性强等特点。本专利技术所述装置系统操作可完全自动化完成，短期内无需更换核心零件，内部无独立零部件，系统结构简易稳定且高效。可满足微纳卫星惯性在轨释放方案的实施，便捷地配合了现有技术中所用的多功能机械臂末端，可灵活更换不同规格微纳卫星惯性在轨释放机构，且结构小巧便捷、兼容性强，有很大的拓展应用空间，同时在地面也可以有许多场合可以应用。
[0024]本专利技术进一步，所述卡件通孔下方收纳槽为向下斜坡设计方便卡件下滑，滑下后也可在电磁铁解除磁力之后方便地复位。
[0025]本专利技术进一步，所述卡槽为环形，该设计为方便卡件在任何位置均可重新连接，且微纳卫星惯性在轨释放机构自身绕轴旋转不影响工作状态，故无需考虑每次复位需卡件相
对套筒位置一致。
附图说明
[0026]图1为与机械臂末端连接机构爆炸图；
[0027]图2为与机械臂末端连接机构三视图；
[0028]图3为与微纳卫星释放机构末端连接机构半剖图；
[0029]图4为锁定状态结构示意图；
[0030]图5为解锁状态结构示意图。
[0031]图中，1
‑
底盘螺孔；2
‑
电磁铁；3
‑
弹簧；4
‑
连接块；5
‑
卡件；6
‑
卡件通孔；7
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收纳槽；8
‑
内筒；9
‑
套筒；10
‑
卡槽。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，其特征在于，包括第一连接机构和第二连接机构；所述第一连接机构包括内筒(8)，所述内筒(8)的底面开设有底盘螺孔(1)，所述内筒(8)的侧面开设有卡件通孔(6)及收纳槽(7)；所述内筒(8)的底面上设置有电磁铁(2)；所述电磁铁(2)上设置有弹簧(3)；所述弹簧(3)上设置有连接块(4)；所述连接块(4)连接有卡件(5)；所述卡件(5)与卡件通孔(6)连接；所述第二连接机构包括套筒(9)，所述套筒(9)上开设有卡槽(10)；所述第一连接机构和第二连接机构通过卡件(5)连接；所述第一连接机构与机械臂末端连接；所述第二连接机构与微纳卫星释放机构末端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，其特征在于，所述内筒(8)为一体成型的中空圆柱体。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在轨释放装置与连接结构，其特征在于，所述底盘螺孔(1)沿内筒(8)的圆形底面的圆心对称分布；所述底盘螺孔(1)与内筒(8)的圆形底面内切。4.根据权利要求1所述一种基于电磁铁的微纳卫星惯性在...

【专利技术属性】
技术研发人员：党朝辉，张耀中，刘传凯，孙军，李革非，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：