一种星外脱落插头回收固定机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种星外脱落插头回收固定机构，包括星外脱落插头支座、上支撑摆臂、以及下支撑臂，其中，星外脱落插头固定连接至星外脱落插头支座上；星外脱落插头支座连接至上支撑摆臂的第一连接端，上支撑摆臂的第二连接端可转动地连接至下支撑臂，使得携带着星外脱落插头的星外脱落插头支座能够在星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时的力的作用下转动至远离卫星本体的位置；并且下支撑臂固定至运载适配器。本发明采用摆臂机构代替人工回收星外脱落插头，减少了回收的时间，降低了危险程度。同时利用锁定机构将上支撑摆臂固定在预设位置处，从而可以防止星外脱落插头对卫星及运载火箭可能造成的损害。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于航天卫星结构【技术领域】，具体地，涉及一种星外脱落插头回收固定机 构，尤其适用于无塔架快速发射任务中电脱落插头的星外脱落插头的回收任务。 一种星外脱落插头回收固定机构
【背景技术】
[0002] 小卫星上的脱落插头通常包括星外脱落插头和星内脱落插头两部分，在小卫星 发射之前，需要将星外脱落插头拆除，以断开星箭间的连接电缆，使卫星从外部供电、外部 指令控制切换回内电控制及星上自主控制，同时将星箭连接接口变成仅有对接机构连接端 □。
[0003]目前，在小卫星在发射场上，普遍采用射前手动拆除回收星外脱落插头的方式拆 除小卫星上的脱落插头。为此，操作人员一般需要登上30米到40米的塔架或是支架车，靠 近运载火箭整流罩，通过整流罩上的操作口进入整流罩内，拆除星外脱落插头并将其带出。 整个过程中，操作人员需要克服心理压力登高靠近整流罩，这本身就无法保证操作人员的 人身安全。其次，操作人员需要进入整流罩内进行拆除作业，如此操作，一方面会破坏整流 罩内的气密环境，另一方面，在罩内拆除过程中，由于操作空间狭小，操作人员容易磕碰到 卫星本体或是卫星上的凸出物，导致卫星的损坏或者操作人员的人身的伤害。这种操作流 程周期太长，且操作复杂，已经无法满足未来卫星机动快速发射的任务需求。
[0004] 而且，随着运载火箭的发展，已经研发出机动及快速发射的运载火箭，并提出了搭 载小卫星的任务。针对这样的实际任务，已经没有塔架等操作平台，而现有的脱落插头已具 备电动脱落分离的功能。当电脱落插头电动分离时，星内脱落插头会留在卫星本体上，而星 外脱落插头在其与星内脱落插头电动脱离时的力的作用下会弹出停留在电脱落插头的插 孔内或者脱落出来，脱落的星外脱落插头在脱落过程或是在运载火箭发射过程中会对卫星 的发射及运行造成损害。
[0005] 有鉴于此，本领域技术人员急需解决的技术问题是提出一种星外脱落插头回收固 定机构，从而防止星外脱落插头脱落时对卫星造成损害。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单可行、安全 性高、体积小、重量轻的星外脱落插头回收固定机构。
[0007] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括：
[0008] -种星外脱落插头回收固定机构，包括：星外脱落插头支座、上支撑摆臂、以及下 支撑臂，其中，星外脱落插头固定连接至所述星外脱落插头支座上；所述星外脱落插头支座 连接至所述上支撑摆臂的第一连接端，所述上支撑摆臂的第二连接端可转动地连接至所述 下支撑臂，使得携带着星外脱落插头的所述星外脱落插头支座能够在星外脱落插头与星内 脱落插头电动脱离时的力的作用下转动至远离卫星本体的位置；并且所述下支撑臂固定至 运载适配器。
[0009] 进一步地，所述星外脱落插头支座包括上盖和下支撑座，所述上盖固定连接至所 述下支撑座，星外脱落插头夹持固定于所述上盖与所述下支撑座之间。
[0010] 进一步地，所述星外脱落插头支座具有燕尾形滑块，所述上支撑摆臂的第一连接 端的端面上相应地设置有与所述燕尾滑块匹配的凹槽，其中，所述凹槽自所述上支撑摆臂 的第一连接端的一侧沿着所述第一连接端的端面长度方向延伸，并且所述凹槽的长度小于 所述第一连接端端面的长度，使得当星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时，所述星外 脱落插头支座能够在电动脱离时的力的作用下携带着该星外脱落插头沿着所述凹槽移动 离开卫星本体，并且不会脱离出所述凹槽。
[0011] 进一步地，所述上支撑摆臂的第二连接端包括第一连接部和第二连接部，所述第 一连接部和第二连接部之间形成有容纳槽，并且所述第一连接部和第二连接部上相应地设 置有同轴的第一定位孔和第二定位孔；所述下支撑臂的第一端具有突出部，所述突出部伸 入所述容纳槽内，并且所述突出部上设置有与所述第一连接部上的第一定位孔以及所述第 二连接部上的第二定位孔相对应的第三定位孔，由此能够通过定位销和螺母将所述上支撑 摆臂与所述下支撑臂可转动地连接在一起。
[0012] 进一步地，所述星外脱落插头回收固定机构还包括锁定机构，所述锁定机构能够 限制所述上支撑摆臂绕着所述上支撑摆臂与所述下支撑臂之间的连接点转动的角度，从而 携带有星外脱落插头的上支撑摆臂锁定在预定的位置处。
[0013] 进一步地，所述锁定装置包括导引件、锁定销以及压缩弹簧，其中，所述导引件固 定于所述上支撑摆臂的第一连接部的上表面，并具有突出于所述第一连接部的上表面而 延伸的导向部，所述导向部的朝向所述下支撑臂的第一端的第一表面上设置有圆弧形导向 槽；所述导向部上还设置有第二锁定销孔，所述第二锁定销孔位于所述导向槽的行程终端， 并连通所述导向部的第一表面及与该第一表面相对的第二表面；所述锁定销的外周面上设 置有凸台，所述锁定销的位于所述凸台之上的部分为锁定端，而其位于所述凸台之下的部 分为定位端，其中，所述锁定销的该定位端装配在所述下支撑臂的第一端上的第一锁定销 孔中，并且，压缩弹簧布置在所述定位端与所述第一锁定销孔的底面之间；所述锁定销的该 锁定端与所述导向部上的导向槽相匹配，当所述上支撑摆臂在星外脱落插头与星内脱落插 头电动脱离时的力的作用下沿着所述上支撑摆臂与所述下支撑臂之间的连接点转动时，所 述锁定端沿着所述导向槽移动至所述第二锁定销孔的位置处，并在所述压缩弹簧的作用下 穿过所述第二锁定销孔突出于所述导向部的第二表面，由此限制所述上支撑摆臂绕着所述 上支撑摆臂与所述下支撑臂之间的连接点转动的角度。
[0014] 与现有技术相比，根据本发明的星外脱落插头回收固定机构的优点在于：
[0015] (1)本发明采用摆臂机构代替人工回收星外脱落插头，减少了回收的时间，降低了 危险程度。
[0016] (2)根据本发明的机构可以适应于脱落插头在卫星侧壁及平台底板处的安装设 计，适应力强。
[0017] (3)根据本发明的星外脱落插头回收固定机构与运载火箭的机械接口小，并且与 卫星通信及供电的地面电缆可以并入运载火箭的电缆走向内，不再需要手动回收星外脱落 插头，从而可以将对运载火箭的各项接口的变动减到最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构在星外脱落插头与星内脱落插 头分离前的状态示意图；
[0019] 图2为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构在星外脱落插头与星内脱落插 头分离后的状态示意图；
[0020] 图3为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构的一个分解示意图；
[0021] 图4为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构的另一个分解示意图；
[0022] 图5为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构的展开状态示意图；
[0023] 图6为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构的锁定状态示意图；
[0024] 图7为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构中展开状态下锁定销与导向槽 的配合状态剖视图；
[0025] 图8为根据本发明的星外脱落插头回收固定机构中锁定状态下锁定销与第一和 第二锁定销孔之间的配合状态示意图；
[0026] 图9为根据本发明的上支撑摆臂的立体示意图；
[0027] 图10a和图10b分别为根据本发明的上支撑摆臂上的导引件从两个不同的侧面观 察的立体结构示意图；
[0028] 图11为根据本发明的下支撑摆臂的立体示意图；
[0029] 图12为根据本发明的锁定销的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的星外脱落插头回收固定机构做进 一步详细的说明。
[0031] 根据本发明的星外脱落插头回收固定机构用于对星外脱落插头进行回收和固定， 防止其在小卫星发射过程中以及发射之后，对小卫星及运载火箭造成损害。
[0032] 结合图1-12所示，根据本发明的星外脱落插头回收固定机构包括：星外脱落插头 支座1、上支撑摆臂2、以及下支撑臂3。其中，星外脱落插头支座1用于支撑并固定星外脱 落插头，从而在星外脱落插头（参见图1和图2中的A)与星内脱落插头（参见图1和图2 中的B)电动脱离后对星外脱落插头进行回收固定。
[0033] 下支撑臂3固定连接在运载适配器上。本领域技术人员公知的是，卫星本体的底 部连接有运载适配器，而电脱落插头既可能安装在卫星本体的侧面，也可能安装在卫星本 体的底部。根据本发明的下支撑臂3固定连接在运载适配器的侧壁上，为此，运载适配器上 需要设置适当的固定结构。但是，实践中，根据电脱落插头在卫星本体上的安装位置，可以 对下支撑臂3的待与运载适配器连接的第二端（即与第一端相对的一端）32以及运载适配 器上相应的过渡连接部分进行相应的调整，不以本说明书中描述的内容为限。
[0034] 星外脱落插头支座1连接至上支撑摆臂2的第一连接端21，上支撑摆臂2的第二 连接端22可转动地连接至下支撑臂3的第一端31，从而在星外脱落插头与星内脱落插头电 动脱离后，携带着星外脱落插头的星外脱落插头支座1能够在星外脱落插头与星内脱落插 头电动脱离时的力的作用下转动至远离卫星本体的位置。
[0035] 在图1-12示出的根据本发明的优选实施例中，星外脱落插头支座1包括上盖11 和下支撑座12。上盖11固定连接至下支撑座12,星外脱落插头夹持固定于上盖11与下支 撑座12之间。具体地，如图3至图4所示，上盖11和下支撑座12均为与星外脱落插头的 待固定部位的外部轮廓相匹配的半圆环形结构。两个半圆环形结构的两端都具有凸缘，凸 缘上设置有固定孔，上盖11和下支撑座12的半圆环结构的两端彼此相对地布置，星外脱落 插头容纳于两个半圆环构成的圆环中，通过螺钉和螺栓将上盖11和下支撑座12固定在一 起，从而对星外脱落插头进行固定。
[0036] 如前所述，星外脱落插头支座1连接至上支撑摆臂2的第一连接端21。在本优选 实施例中，星外脱落插头支座1的圆环形结构的底部具有燕尾形滑块13。上支撑摆臂2的 第一连接端21的端面上相应地设置有与该燕尾滑块13匹配的凹槽211。该凹槽211自上 支撑摆臂2的第一连接端21的一侧沿着第一连接端21的端面长度方向延伸，并且凹槽211 的长度小于第一连接端21端面的长度。如此设置一方面可以将星外脱落插头支座1的燕 尾形滑块13自上支撑摆臂2的第一连接端21的一侧安装到上支撑摆臂2的第一连接端21 的端面上的凹槽211中，另一方面，当星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时，该星外脱 落插头支座1能够携带着星外脱落插头在电动脱离时的力的作用下沿着凹槽211滑动从而 离开卫星本体，并且不会从凹槽211中脱离出去。优选地，该凹槽211沿着上支撑摆臂2的 第一连接端21的端面延伸的长度不小于19. 5_，用来提供星外脱落插头电动脱离时的直 线行程，防止机构卡死。这样一来，当星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时，该星外脱 落插头先沿着直线自卫星本体上的插孔退出，然后再随着上支撑摆臂2 -起转动至远离卫 星本体的位置。此外，为了保证减小星外脱落插头支座1的燕尾形滑块13与上支撑摆臂2 的第一连接端21上的凹槽211底部的摩擦，在凹槽211底部涂有二硫化钥。
[0037] 上支撑摆臂2的第二连接端22包括第一连接部221和第二连接部222,第一连接 部221和第二连接部222之间形成有容纳槽223,并且第一连接部221和第二连接部222上 相应地设置有同轴的第一定位孔2211和第二定位孔2221。下支撑臂3的第一端31具有突 出部311，突出部311伸入容纳槽223内，并且突出部311上设置有与第一连接部221上的 第一定位孔2211以及第二连接部222上的第二定位孔2221相对应的第三定位孔313,由此 能够通过定位销和螺母或者其它枢接结构将上支撑摆臂2与下支撑臂3可转动地连接在一 起。
[0038] 为了防止携带有星外脱落插头的上支撑摆臂2在摆动过程中或者在摆动到行程 终端而与下支撑臂3碰撞导致损害，根据本发明的星外脱落插头回收固定机构还包括锁定 机构，用于限制上支撑摆臂2绕着上支撑摆臂2与下支撑臂3的连接点转动的角度，从而将 携带有星外脱落插头的上支撑摆臂2锁定在预定的位置处。
[0039] 具体地，结合图3-12所示，在本优选实施例中，在上支撑摆臂2与下支撑臂3之间 设置了锁定装置。该锁定装置包括导引件4、压缩弹簧6和锁定销5。
[0040] 导引件4固定于上支撑摆臂2的第一连接部221的上表面，并具有突出于第一连 接部221的上表面而延伸的导向部42,导向部42的朝向下支撑臂3的第一端31的第一表 面421上设置有圆弧形导向槽423 ;导向部42上还设置有第二锁定销孔424,第二锁定销孔 424位于锁定销5在导向槽423中的行程终端，并连通导向部42的第一表面421及与第一 表面421相对的第二表面422。如图7和图8所示，在本优选实施例中，该导引件4基本上 呈扇形，导引件4与上支撑摆臂2的第一连接部221 -体地形成，导向部42自第一连接部 221的外缘向外延伸形成扇形，由此使得导引件4能够随着上支撑摆臂2 -起转动。设置 圆弧形导向槽423的目的是为了通过其与下面将描述的锁定销5的配合引导上支撑摆臂2 绕着上支撑摆臂2与下支撑臂（3)之间的枢转点（即绕着穿设于第一定位孔、第三定位孔 及第二定位孔中的定位销等）转动的角度。实践中，该导向槽423的弧长根据实际中需要 摆动的角度行程而定，在此不做限制。设置第二锁定销孔424的目的是为了限制上支撑摆 臂2的摆动角度，并将转动到位后的上支撑摆臂2固定住。为此，第二锁定销孔424应当至 少设置在锁定销5在导向槽423中滑动的行程过程中的位置，或者设置在锁定销5在导向 槽423中的行程终端的位置处，以便通过突出于第二锁定销孔的锁定销实现对上支撑摆臂 的摆动进行限制。
[0041] 如图12所示，锁定销5的本体呈圆柱状，其外周面上设置有凸台51，锁定销5的位 于凸台51之上的部分称为锁定端52,而其位于凸台51之下的部分为称定位端53。其中， 锁定销5的该定位端53装配在下支撑臂3的第一端31上的第一锁定销孔312中，并且其 凸台能够抵接于第一锁定销孔312的开口端。压缩弹簧6布置在锁定销5的定位端53与 第一锁定销孔312的底面之间。锁定销5的该锁定端52与导向部42上的导向槽423相匹 配，当上支撑摆臂2在星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时的力的作用下沿着上支撑 摆臂2与下支撑臂3之间的连接点转动时，锁定销5的该锁定端52沿着导向槽423移动至 第二锁定销孔424的位置处，并在压缩弹簧6的作用下穿过第二锁定销孔424突出于导向 部42的第二表面422,由此限制上支撑摆臂2绕着上支撑摆臂2与下支撑臂3之间的连接 点转动的角度。从而实现对回收到的星外脱落插头的固定。
[0042] 当然，本领域技术人员能够理解的是，锁定机构不以上面描述的结构为限，可替换 地，也可以将锁定销结构设置在导向部42的第一表面上，而在下支撑臂的第一端上设置导 向槽，由此实现对上支撑摆臂摆动位置的固定。也可以通过在上支撑摆臂2与下支撑臂3 上分别设置相应的锁扣结构来实现上支撑摆臂摆动位置的固定，或者采用其它可替换的结 构形式。
[0043] 如图1和图7所示，当根据本发明的机构处于展开状态时，弹簧6处于压紧状态， 锁定销5在压缩弹簧6的作用下抵接压靠在导向槽423中，因此，也可以防止上支撑摆臂往 卫星本体方向摆动而对卫星本体造成损伤。
[0044] 通过根据本发明的星外脱落插头回收固定机构，当星外脱落插头与星内脱落插头 电动脱离后，星外脱落插头能被可靠地回收固定，不会由于运载火箭发射段的振动而摆动， 以至于使星外脱落插头撞击卫星本体或突出物，或是对运载火箭造成损害。
[0045] 在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说 明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。
[0046] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领 域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换， 所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种星外脱落插头回收固定机构，其特征在于，包括：星外脱落插头支座（1)、上支 撑摆臂（2)、以及下支撑臂（3)，其中， 星外脱落插头固定连接至所述星外脱落插头支座（1)上； 所述星外脱落插头支座（1)连接至所述上支撑摆臂（2)的第一连接端（21)，所述上支 撑摆臂（2)的第二连接端（22)可转动地连接至所述下支撑臂（3)，使得携带着星外脱落插 头的所述星外脱落插头支座（1)能够在星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时的力的 作用下转动至远离卫星本体的位置；并且 所述下支撑臂（3)固定至运载适配器。
2. 根据权利要求1所述的星外脱落插头回收固定机构，其特征在于，所述星外脱落插 头支座（1)包括上盖（11)和下支撑座（12)，所述上盖（11)固定连接至所述下支撑座（12)， 星外脱落插头夹持固定于所述上盖（11)与所述下支撑座（12)之间。
3. 根据权利要求1所述的星外脱落插头回收固定机构，其特征在于，所述星外脱落插 头支座（1)具有燕尾形滑块（13)，所述上支撑摆臂（2)的第一连接端（21)的端面上相应 地设置有与所述燕尾滑块（13)匹配的凹槽（211)，其中，所述凹槽（211)自所述上支撑摆 臂（2)的第一连接端（21)的一侧沿着所述第一连接端（21)的端面长度方向延伸，并且所 述凹槽（211)的长度小于所述第一连接端（21)端面的长度，使得当星外脱落插头与星内脱 落插头电动脱离时，所述星外脱落插头支座（1)能够在电动脱离时的力的作用下携带着该 星外脱落插头沿着所述凹槽（211)移动离开卫星本体，并且不会脱离出所述凹槽（211)。
4. 根据权利要求1所述的星外脱落插头回收固定机构，其特征在于， 所述上支撑摆臂（2)的第二连接端（22)包括第一连接部（221)和第二连接部（222)， 所述第一连接部（221)和第二连接部（222)之间形成有容纳槽（223)，并且所述第一连接 部（221)和第二连接部（222)上相应地设置有同轴的第一定位孔（2211)和第二定位孔 (2221)； 所述下支撑臂（3)的第一端（31)具有突出部（311)，所述突出部（311)伸入所述容 纳槽（223)内，并且所述突出部（311)上设置有与所述第一连接部（221)上的第一定位孔 (2211)以及所述第二连接部（222)上的第二定位孔（2221)相对应的第三定位孔（313)，由 此能够通过定位销和螺母将所述上支撑摆臂（2)与所述下支撑臂（3)可转动地连接在一 起。
5. 根据权利要求1所述的星外脱落插头回收固定机构，其特征在于，所述星外脱落插 头回收固定机构还包括锁定机构，所述锁定机构能够限制所述上支撑摆臂（2)绕着所述上 支撑摆臂（2)与所述下支撑臂（3)之间的连接点转动的角度，从而携带有星外脱落插头的 上支撑摆臂（2)锁定在预定的位置处。
6. 根据权利要求4所述的星外脱落插头回收固定机构，其特征在于，所述锁定装置包 括导引件（4)、锁定销（5)以及压缩弹簧（6)，其中， 所述导引件（4)固定于所述上支撑摆臂（2)的第一连接部（221)的上表面，并具有突 出于所述第一连接部（221)的上表面而延伸的导向部（42)，所述导向部（42)的朝向所述 下支撑臂（3)的第一端（31)的第一表面（421)上设置有圆弧形导向槽（423);所述导向部 (42)上还设置有第二锁定销孔（424)，所述第二锁定销孔（424)位于所述导向槽（423)的 行程终端，并连通所述导向部（42)的第一表面（421)及与该第一表面（421)相对的第二表 面（422); 所述锁定销（5)的外周面上设置有凸台（51)，所述锁定销（5)的位于所述凸台（51)之 上的部分为锁定端（52)，而其位于所述凸台（51)之下的部分为定位端（53)，其中，所述锁 定销（5)的该定位端（53)装配在所述下支撑臂（3)的第一端（31)上的第一锁定销孔（312) 中，并且，压缩弹簧（6)布置在所述定位端（53)与所述第一锁定销孔（312)的底面之间；所 述锁定销（5)的该锁定端（52)与所述导向部（42)上的导向槽（423)相匹配，当所述上支 撑摆臂（2)在星外脱落插头与星内脱落插头电动脱离时的力的作用下沿着所述上支撑摆 臂（2)与所述下支撑臂（3)之间的连接点转动时，所述锁定端（52)沿着所述导向槽（423) 移动至所述第二锁定销孔（424)的位置处，并在所述压缩弹簧（6)的作用下穿过所述第二 锁定销孔（424)突出于所述导向部（42)的第二表面（422)，由此限制所述上支撑摆臂（2) 绕着所述上支撑摆臂（2)与所述下支撑臂（3)之间的连接点转动的角度。
【文档编号】H01R43/00GK104064933SQ201410240386
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】陈寅昕, 包锦忠, 徐云飞 申请人:航天东方红卫星有限公司