本实用新型专利技术提供了一种基于分离螺母的锁紧释放装置，包括壳体、分离解锁组件和触发组件，所述分离解锁组件包括锁紧压紧杆的分离螺母、滚柱及螺母支架，所述螺母支架与所述壳体沿Y轴方向滑动配合，所述螺母支架具有分离螺母安装腔体，所述分离螺母安装在所述分离螺母安装腔体之内，所述分离螺母由至少两个分瓣螺母组合而成，所述分瓣螺母上设有滚柱安装凹槽，所述滚柱设置在所述滚柱安装凹槽上，所述滚柱夹紧在所述螺母支架、分瓣螺母之间。本实用新型专利技术还提供了一种航天器。本实用新型专利技术的有益效果是：取消了火工品，具有空间占比小，低冲击、高安全性、便于安装等特点。便于安装等特点。便于安装等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于分离螺母的锁紧释放装置及航天器
[0001]本技术涉及航天设备，尤其涉及一种基于分离螺母的锁紧释放装置及航天器。
技术介绍
[0002]传统卫星领域太阳翼解锁机构通常采用火工品形式太阳翼展开机构，主要原理为在太阳翼压紧状态时，通过压紧杆锁紧至太阳翼基座，实现锁紧功能；解锁时，首先由火工品工作，产生高温高压燃气推动内部机构将拉杆切断，实现解锁功能；存在冲击较大、成本较高、体积大等特点，并且在安装过程中，需要使用专用应变仪测量预紧力，安装过程较为复杂。
[0003]微小卫星由于体积小，质量较轻，传统火工品形式太阳翼锁紧释放装置会对卫星太阳翼及星体产生较大冲击，空间占比大，且不易拆装。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中火工品形式的问题，本技术提供了一种基于分离螺母的锁紧释放装置及航天器。
[0005]本技术提供了一种基于分离螺母的锁紧释放装置，包括壳体、分离解锁组件和触发组件，所述分离解锁组件包括锁紧压紧杆的分离螺母、滚柱及螺母支架，所述螺母支架与所述壳体沿Y轴方向滑动配合，所述螺母支架具有分离螺母安装腔体，所述分离螺母安装在所述分离螺母安装腔体之内，所述分离螺母由至少两个分瓣螺母组合而成，所述分瓣螺母上设有滚柱安装凹槽，所述滚柱设置在所述滚柱安装凹槽上，所述滚柱夹紧在所述螺母支架、分瓣螺母之间，所述螺母支架的内侧面设有能够容纳所述滚柱的至少局部的滚柱解锁凹槽，所述触发组件与所述螺母支架连接；
[0006]当锁紧时，所述滚柱位于滚柱解锁凹槽之外，所述分瓣螺母在所述滚柱的支撑作用下，保持完整的状态，并锁紧压紧杆，即压紧杆作为螺杆与分离螺母螺纹连接，所述螺母支架在所述触发组件的约束作用下，位于锁紧位置；
[0007]当解锁时，所述触发组件释放对所述螺母支架的约束，所述螺母支架沿Y轴滑动，到达解锁位置，所述滚柱落入所述滚柱解锁凹槽之内，所述分瓣螺母失去所述滚柱的支撑而分散开，不再保持完整的状态，而呈分瓣状态，并失去对压紧杆的锁紧，从而完成解锁。
[0008]作为本技术的进一步改进，每个分瓣螺母对应安装至少两个滚柱。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述触发组件包括预紧绳、保持预紧绳呈张紧状态的预紧组件和解锁时切断预紧绳的切割器，所述分离解锁组件还包括驱动螺母支架从锁紧位置到达解锁位置的驱动弹簧，所述预紧绳的一端与所述螺母支架连接，另一端与所述预紧组件连接，在所述预紧绳的作用下，所述驱动弹簧夹紧在所述螺母支架、壳体之间。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述预紧组件包括底座、能够保持预紧绳长期处于预紧状态的防松弹簧、压套、能够对预紧绳的预紧力进行调节的调整螺钉和护套，所述底
座固定在所述壳体上，所述预紧绳先后穿过所述底座、防松弹簧、压套并与所述调整螺钉连接，所述护套与所述底座固定连接，所述防松弹簧夹紧在所述底座、压套之间，所述调整螺钉与所述护套为螺纹连接，所述调整螺钉顶在所述压套上。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述预紧绳通过紧定螺钉与所述螺母支架连接。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述壳体连接有盖板，所述分离螺母、螺母支架、以及驱动弹簧均位于所述壳体之内。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述切割器采用电阻丝式双层热刀。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述分瓣螺母之间夹紧有驱动其分离的分离弹簧。
[0015]作为本技术的进一步改进，当锁紧时，在所述滚柱的支撑作用下，所述分瓣螺母与所述螺母支架的内侧面之间具有间隙并保持不接触。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述分离螺母采用在中间切除掉部分宽度的两瓣式非完整的分离螺母，切除段宽度为s。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述滚柱在X方向上约束所述分瓣螺母，所述分离螺母安装腔体呈方形，Y轴方向为其长边，而X轴方向则为其短边。
[0018]本技术提供的提出的锁紧释放装置与同类型展开机构相比，最大区别在于，装置的分瓣螺母形式两瓣式非完整分离螺母，兼具较好的张开同步性，又有较小的最小扩张位移，相比较装置整体体积小。装置的触发组件采用了切割器形式，取消了火工品，产品具有低冲击、高安全性特点。
[0019]作为本技术的进一步改进，所述分离螺母采用45#钢或TC4钛合金为材料。
[0020]作为本技术的进一步改进，以完整螺母螺纹受力情况为基础开展螺纹受力情况分析如下：
[0021]螺纹牙弯曲产生的变形δ1，螺纹牙受剪切力产生的变形δ2，螺纹牙根部倾斜产生的变形δ3，螺纹牙根部受剪切变形产生的变形δ4，螺纹牙受径向力产生的变形δ5的计算公式如下：
[0022]1)螺纹牙弯曲产生的变形δ1[0023]把单位宽度上的正压力ω分解为竖直分力ωcosα和水平分力ωsinα，其变形量为：
[0024][0025]式中ν——螺栓或螺母的泊松比；
[0026]a——螺纹牙根部宽度；
[0027]b——螺纹牙中径宽度；
[0028]c——螺纹牙中径距螺纹根部的高度；
[0029]E——弹性模量；
[0030]2)螺纹牙受剪切力产生的变形δ2[0031][0032]3)螺纹牙根部倾斜产生的变形δ3[0033][0034]4)螺纹牙根部受剪切变形产生的变形δ4
[0035][0036]式中p——螺纹螺距；
[0037]5)螺纹牙受径向力产生的变形δ5[0038][0039][0040]式中δ
5b
——螺栓螺纹沿径向收缩的变形量；
[0041]δ
5n
——螺母螺纹沿径向扩张的变形量；
[0042]d
p
——螺栓螺纹的有效直径；
[0043]D——螺母螺纹公称直径；
[0044]ν
b
——螺栓材料的泊松比；
[0045]ν
n
——螺母材料的泊松比。
[0046]综上，螺栓、螺母螺纹的总变形量分别为
[0047][0048]式中k
b
——螺栓螺纹牙弹性变形参数项；
[0049]k
n
——螺母螺纹牙弹性变形参数项；
[0050]E
b
——螺栓材料弹性模量；
[0051]E
n
——螺母材料弹性模量。
[0052]螺纹牙上承受的竖直分力ωcosα为作用在x与x+dx之间的轴向力dF(x)
[0053][0054]式中β——螺纹升角；
[0055][0056]式中d2—螺纹中径；
[0057]针对螺栓和螺母螺纹啮合，总载荷Fz，考虑螺栓和螺母均受拉情况，以螺栓与螺母初始接触螺纹处为原点(第一圈螺纹起始点)，在x处，作用在螺栓垂直面上的作用力为F(x)，则在x处螺栓伸长量Δb和螺母伸长量Δn分别为
[0058][0059][00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分离螺母的锁紧释放装置，其特征在于：包括壳体、分离解锁组件和触发组件，所述分离解锁组件包括锁紧压紧杆的分离螺母、滚柱及螺母支架，所述螺母支架与所述壳体沿Y轴方向滑动配合，所述螺母支架具有分离螺母安装腔体，所述分离螺母安装在所述分离螺母安装腔体之内，所述分离螺母由至少两个分瓣螺母组合而成，所述分瓣螺母上设有滚柱安装凹槽，所述滚柱设置在所述滚柱安装凹槽上，所述滚柱夹紧在所述螺母支架、分瓣螺母之间，所述螺母支架的内侧面设有能够容纳所述滚柱的至少局部的滚柱解锁凹槽，所述触发组件与所述螺母支架连接；当锁紧时，所述滚柱位于滚柱解锁凹槽之外，所述分瓣螺母在所述滚柱的支撑作用下，保持完整的状态，并锁紧压紧杆，即压紧杆作为螺杆与分离螺母螺纹连接，所述螺母支架在所述触发组件的约束作用下，位于锁紧位置；当解锁时，所述触发组件释放对所述螺母支架的约束，所述螺母支架沿Y轴滑动，到达解锁位置，所述滚柱落入所述滚柱解锁凹槽之内，所述分瓣螺母失去所述滚柱的支撑而分散开，不再保持完整的状态，而呈分瓣状态，并失去对压紧杆的锁紧，从而完成解锁。2.根据权利要求1所述的基于分离螺母的锁紧释放装置，其特征在于：所述触发组件包括预紧绳、保持预紧绳呈张紧状态的预紧组件和解锁时切断预紧绳的切割器，所述分离解锁组件还包括驱动螺母支架从锁紧位置到达解锁位置的驱动弹簧，所述预紧绳的一端与所述螺母支架连接，另一端与所述预紧组件连接，在所述预紧绳的作用下，所述驱动弹簧夹紧在所述螺母支架、壳体之间。3.根据权利要求2所述的基于分离螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏峰，唐心春，高鸽，刘雪峰，王天罡，韩飞，
申请(专利权)人：深圳航天东方红卫星有限公司，
类型：新型
国别省市：
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