一种多星发射连接解锁机构的制作方法

1.本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种多星发射连接解锁机构。


背景技术：

2.一箭多星技术是指使用一枚火箭一次发射将多颗卫星送入预定轨道的技术。随着小卫星大规模的应用，直接推动了一箭多星发射技术的发展。卫星与火箭的连接解锁机构是卫星发射装置的重要组成部分，一方面为卫星发射提供固定支撑，另一方面在发射时对卫星和火箭进行解锁。
3.目前，现有的连接解锁机构的锁定结构围在卫星构件的四周，对卫星构件进行固定，在发射时，锁定结构转动至远离卫星构件，释放对卫星构件的固定，完成解锁，但是，在卫星构件刚脱离火箭末级时，锁定结构同时在转动，极易跟卫星构件发生碰撞，影响卫星的正常发射及运行。因此，亟需一种多星发射连接解锁机构解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种多星发射连接解锁机构，能够有效避免卫星构件与锁定结构发生碰撞，从而保证卫星的正常发射及运行。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种多星发射连接解锁机构，用于连接及解锁堆叠于火箭末级上的多个卫星构件，包括多个围设于所述卫星构件的四周的锁定结构，所述锁定结构包括：基座，连接于所述火箭末级上，所述基座上开设有条形槽，所述条形槽的延伸方向与所述火箭末级相垂直，所述基座上设置有阻转部；连接装置，设置于所述基座上；压杆，其底端滑动并转动地连接于所述条形槽，所述压杆具有压紧状态和分离状态，在所述压紧状态下，所述压杆通过所述连接装置固定连接于所述基座，在所述分离状态下，所述压杆的侧面贴靠于所述阻转部时，所述压杆沿着所述条形槽向背离所述火箭末级的方向直线移动，当所述压杆移动至脱离所述阻转部时，所述压杆转动。
7.作为优选，所述连接装置包括底连接件、顶连接件及连接于所述底连接件和所述顶连接件之间的绳索，所述底连接件固连于所述基座，所述顶连接件设置于所述底连接件背离所述火箭末级的一侧，所述顶连接件固连于所述压杆的底端。
8.作为优选，所述顶连接件包括火工切割器，所述火工切割器用于割断所述绳索。
9.作为优选，所述基座包括底层板和与所述底层板间隔设置的顶层板，所述底层板位于所述顶层板和所述火箭末级之间，所述底连接件固定连接于所述底层板，所述顶层板开设有与所述底连接件正对的通孔，所述顶连接件穿设于所述通孔内。
10.作为优选，所述基座还包括两个侧板，所述底层板和所述顶层板连接于两个所述侧板之间，所述底层板和所述顶层板均与所述侧板呈角度设置，两个所述侧板上均开设有所述条形槽，所述压杆连接于两个所述条形槽之间。
11.作为优选，所述压杆底端的两侧均设置有一个转轴，每个所述条形槽内穿设有一个所述转轴。
12.作为优选，所述转轴外套设有滑块，所述滑块滑动设置于所述条形槽内，在所述滑块和所述转轴之间连接有卷簧。
13.作为优选，所述锁定结构还包括推出件，所述推出件设置于所述基座，所述推出件能够推动所述压杆向背离所述卫星构件的方向移动。
14.作为优选，所述推出件包括弹性件，所述弹性件的两端分别抵接于所述压杆的底端和所述基座，在所述压紧状态下，所述弹性件处于压缩状态。
15.作为优选，还包括多个围设于所述卫星构件四周的星间承力柱，所述星间承力柱的底端连接于所述火箭末级，每个所述星间承力柱对应设置有一个所述锁定结构，所述压杆的顶端具有折弯部，所述锁定结构的所述折弯部压紧于与所述锁定结构对应的所述星间承力柱的顶端。
16.作为优选，所述锁定结构还包括锁合组件，在所述分离状态下，所述压杆转动设定角度时，所述锁合组件将所述压杆锁合在所述基座上。
17.作为优选，所述锁合组件包括锁扣和锁环，所述压杆和所述基座二者中，一个上设置有所述锁扣，另一个上设置有锁环，所述锁环能够锁合在所述锁扣内。
18.本发明提供了一种多星发射连接解锁机构，在压紧状态下，压杆通过连接装置固定连接于基座，对堆叠的卫星构件进行固定；在压紧状态切换至分离状态时，压杆脱离基座，由于侧壁贴靠于阻转部，阻转部限制了压杆的转动，使得压杆沿着条形槽向背离火箭末级的方向直线移动，从而避免了压杆对发射出的卫星构件造成碰撞，待压杆移动至脱离阻转部时，压杆一边沿着条形槽移动，一边绕着压杆与条形槽的连接部转动，直至转到最终的解锁状态。本发明提出的多星发射连接解锁机构，能够有效避免卫星构件与锁定结构发生碰撞，从而保证卫星的正常发射及运行。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的多星发射连接解锁机构在压紧状态时的结构示意图；
20.图2是本发明实施例提供的多星发射连接解锁机构在压紧状态时的主视图；
21.图3是本发明实施例提供的多星发射连接解锁机构在压紧状态时的俯视图；
22.图4是本发明实施例提供的多星发射连接解锁机构在解锁状态时的俯视图；
23.图5是本发明实施例提供的压杆在压紧状态时的结构示意图；
24.图6是本发明实施例提供的压杆的部分结构示意图；
25.图7是本发明实施例提供的压杆的部分剖视图；
26.图8是本发明实施例提供的压杆在压紧状态时的主视图；
27.图9是本发明实施例提供的压杆在解锁状态时的主视图。
28.图中：100、卫星构件；200、火箭末级；1、星间承力柱；2、锁定结构；21、基座；22、压杆；24、弹性件；26、锁合组件；211、条形槽；212、阻转部；213、底层板；214、顶层板；215、侧板；216、限位台；231、
底连接件；232、顶连接件；233、绳索；221、折弯部；222、转轴；251、滑块；252、卷簧；261、锁扣；262、锁环。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是安装连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
33.如图1至图6所示，本实施例提供了一种多星发射连接解锁机构，用于连接及解锁堆叠于火箭末级200上的多个卫星构件100，该多星发射连接解锁机构包括多个围设于卫星构件100的四周的锁定结构2，锁定结构2包括基座21、连接装置和压杆22，基座21连接于火箭末级200上，基座21上开设有条形槽211，条形槽211的延伸方向与火箭末级200相垂直，基座21上设置有阻转部212；连接装置设置于基座21上；压杆22的底端滑动并转动地连接于条形槽211，压杆22具有压紧状态和分离状态，在压紧状态下，压杆22通过连接装置固定连接于基座21，在分离状态下，压杆22的侧面贴靠于阻转部212时，压杆22沿着条形槽211向背离火箭末级200的方向直线移动，当压杆22移动至脱离阻转部212时，压杆22转动。
34.如图1至图3所示，压杆22处于压紧状态下，压杆22通过连接装置固定连接于基座21，对堆叠的卫星构件100进行固定；在压紧状态切换至分离状态时，压杆22脱离基座21，由于压杆22的侧壁贴靠于阻转部212，阻转部212限制了压杆22的转动，使得压杆22沿着条形槽211向背离火箭末级200的方向直线移动，从而避免了压杆22对发射出的卫星构件100造成碰撞，待压杆22移动至脱离阻转部212时，压杆22一边沿着条形槽211移动，一边绕着压杆22与条形槽211的连接部转动，直至转到如图4所示的解锁状态。本实施例提出的多星发射连接解锁机构，能够有效避免卫星构件100与锁定结构2发生碰撞，从而保证卫星的正常发射及运行。
35.本实施例提出的多星发射连接解锁机构还包括多个围设于卫星构件100四周的星间承力柱1，星间承力柱1的底端连接于火箭末级200，每个星间承力柱1对应设置有一个锁定结构2，压杆22的顶端具有折弯部221，锁定结构2的折弯部221压紧于与锁定结构2对应的星间承力柱1的顶端。在本实施例中，星间承力柱1上设置有多层连接片，每个卫星构件100
夹设于两个连接片之间，通过折弯部221对星间承力柱1的压紧，进一步保证了对卫星构件100的牢固固定，使整个堆叠的卫星构件100具有非常高的可靠性及稳定性。
36.如图6和图7所示，连接装置包括底连接件231、顶连接件232及连接于底连接件231和顶连接件232之间的绳索233，底连接件231固连于基座21，顶连接件232设置于底连接件231背离火箭末级200的一侧，顶连接件232固连于压杆22的底端。在本实施例中，绳索233由芳纶纤维制成，芳纶纤维绳具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度及易于加工成型等优良性能，可以保证底连接件231和顶连接件232的连接强度，从而使得压杆22对卫星构件100产生足够的压紧力。
37.具体地，顶连接件232包括火工切割器，火工切割器用于割断绳索233。火工切割器在通电后，瞬间电流变大会对其热切割器进行加热，热切割器能够将芳纶纤维绳割断，从而完成压杆22和基座21的分离。火工切割器的具体结构及工作原理可参考现有技术，在此不再赘述。
38.具体地，基座21包括底层板213和与底层板213间隔设置的顶层板214，底层板213位于顶层板214和火箭末级200之间，底连接件231固定连接于底层板213，顶层板214开设有与底连接件231正对的通孔，顶连接件232穿设于通孔内。通孔限制了顶层板214的位置，使得绳索233沿着垂直于火箭末级200的方向延伸。
39.更具体地，基座21还包括两个侧板215，底层板213和顶层板214连接于两个侧板215之间，底层板213和顶层板214均与侧板215呈角度设置，两个侧板215上均开设有条形槽211，压杆22连接于两个条形槽211之间。两个侧板215的设置提高了对压杆22连接的稳定性。如图6所示，阻转部212设置于侧板215上，且在条形槽211的两侧各设置有一个阻转部212，两个阻转部212分别限制了压杆22两个方向的转动，进一步保证了压杆22在刚发射时沿着直线移动。
40.如图8和图9所示，压杆22底端的两侧均设置有一个转轴222，每个条形槽211内穿设有一个转轴222。转轴222与条形槽211的穿设实现了压杆22和基座21的滑动且转动连接。
41.转轴222外套设有滑块251，滑块251滑动设置于条形槽211内，在滑块251和转轴222之间连接有卷簧252。滑块251相对于条形槽211滑动，转轴222相对于滑块251转动，使得各部件之间具有单一的运动关系，有助于提高转轴222的耐用性。在本实施例中，还可以在条形槽211的内壁上设置滑轨，通过滑块251与滑轨的滑接，提高了压杆22的顺畅滑动。在压杆22沿直线移动至脱离阻转部212后，在卷簧252的弹力作用下，驱动转轴222相对于滑块251转动，使得压杆22转动。如图4所示，在本实施例中，压杆22可以朝向背离卫星构件100的方向移动，也可以在平行于压杆22所在的侧面内转动。
42.锁定结构2还包括推出件，推出件设置于基座21，推出件能够推动压杆22向背离卫星构件100的方向移动。在利用火工切割器割断绳索233后，推出件推动压杆22向背离卫星构件100的移动，使得压杆22脱离基座21，从而完成解锁。
43.可选地，在其他实施例中，推出件可以为气动装置，在割断绳索233后，气动装置通过喷气对压杆22施加一个冲击力，驱动压杆22移动，也可以通过磁极间的排斥实现对压杆22的驱动。
44.在本实施例中，推出件包括弹性件24，弹性件24的两端分别抵接于压杆22的底端和基座21，在压紧状态下，弹性件24处于压缩状态。在割断绳索233后，弹性件24的弹力推动
压杆22移动。
45.具体地，锁定结构2还包括锁合组件26，在分离状态下，压杆22转动设定角度时，锁合组件26将压杆22锁合在基座21上。锁合组件26固定了压杆22，避免压杆22摆动碰撞到卫星构件100。在本实施例中，设定角度为90
°
。
46.在本实施例中，锁合组件26包括锁扣261和锁环262，压杆22和基座21二者中，一个上设置有锁扣261，另一个上设置有锁环262，锁环262能够锁合在锁扣261内。在本实施例中，当压杆22旋转90
°
后，压杆22上的锁环262插入基座21上的锁扣261内，自动锁合在一起。锁扣的具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。
47.可选地，在其他实施例中，锁合组件26包括电磁铁和铁块，在解锁后给电磁铁通电，当压杆22旋转90
°
后铁块和电磁铁吸住，从而锁住压杆22。
48.如图6和图8所示，基座21还包括限位台216，限位台216连接于侧板215设置有锁扣261的一侧，在压杆22旋转90
°
时，压杆22刚好抵靠于限位台216上，进一步提高了解锁状态时对压杆22固定的牢固性。
49.可选地，压杆22设置为可伸缩或者可拼接的结构，可以根据卫星构件100堆叠的总高度对压杆22的长度进行调整，以增大适用范围。
50.如图8所示，压杆22处于压紧状态，此时滑块251位于条形槽211的最底端，在压杆22脱离基座21后，滑块251沿着条形槽211上移，当移动一端距离时，压杆22脱离阻转部212，压杆22在卷簧252的作用下开始转动，此时滑块251继续上移，直至滑块251移动至如图9中条形槽211的顶端，且压杆22转至锁合于基座21时，该解锁装置达到解锁状态。
51.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。