[發明專利]小型繩系衛星彈射機構及其彈射方法

有效

• 申請號: 201410120144.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103964001A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 王加成;金棟平;文浩;余本嵩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種小型繩系衛星彈射機構及其彈射方法，屬于繩系衛星的釋放和回收技術領域。

背景技術

空間任務中繩系衛星的釋放和回收需要一套可靠的釋放、回收裝置來實現。2010年Masahiro Nohmi, Jun Tanikawa, and Takayuki Hosoda在Proceeding of IEEE上發表了一篇文章：Simulation Analysis of a Tethered Space Robot for Space Experiment on Sounding Rocket by JAXA/ISAS，展示了一種彈射裝置，并在探空火箭上做了繩系衛星的釋放、控制試驗。國際上也利用各種彈射裝置在地面上模擬繩系衛星的釋放過程。如何在地面實現全時序的地面運動學和動力學模擬，是航天研制任務中關鍵和重要的必要環節。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可用于繩系衛星地面仿真模擬試驗的彈射、回收裝置。對比于現有的繩系衛星彈射機構，具有結構簡單、工作性能穩定、彈射過程平穩、方向穩定準確等顯著特點。

一種小型繩系衛星彈射機構，其特征在于：包括第一水平基座、通過電機基座安裝于第一水平基座上的驅動電機，安裝于第一水平基座的齒輪軸支架，還包括一端通過聯軸器與驅動電機輸出軸相連，另一端通過軸承安裝于所述齒輪軸支架的齒輪軸，還包括安裝于齒輪軸的驅動齒輪，還包括安裝于第一水平基座的豎直滑動導桿，還包括安裝于豎直滑動導桿內可在其內滑動并與上述驅動齒輪嚙合的豎直齒條；上述驅動齒輪由一段無齒部分和一段有齒部分組成；

還包括通過支柱組安裝于第一水平基座上方的第二水平基座，還包括安裝于第二水平基座上的套有彈簧的豎直彈射導桿組，還包括對接錐體，對接錐體為上大下尖的錐形結構，對接錐體上部安裝在豎直彈射導桿組上并可以上下滑動，對接錐體下部的對接口與開在第二水平基座上的通孔位置相對應；

對接錐體的上部還系有拉繩組，拉繩組穿過第二水平基座上的拉繩穿孔后與豎直齒條上部相連；第二水平基座下部還安裝有與繩系衛星系繩配合相連的系繩線軸、與系繩線軸相連的張力控制器。

所述小型繩系衛星彈射機構的彈射方法，其特征在于包括以下過程：

步驟1、將小型繩系衛星安置于對接錐體上部，初始狀態，驅動齒輪上無齒部分位于齒輪齒條嚙合處；

步驟2、驅動電機帶動驅動齒輪轉動后，向下拉動豎直齒條和連接其上的拉繩組，使對接錐體持續壓縮彈簧；

步驟3、當驅動齒輪轉動一圈，其上無齒部分重新位于齒輪齒條嚙合處，導致驅動齒輪與豎直齒條松開，彈簧反彈，將對接于對接錐體的小型繩系衛星彈射釋放；

步驟4、彈射釋放之后，可用張力控制器和系繩線軸控制繩系衛星系繩張力；需要回收小型繩系衛星時，通過系繩線軸拉回小衛星，利用對接錐體進行引導對接，在對接口實現對接，對接時，彈簧提供緩沖作用；等待下一次彈射。

所述的小型繩系衛星彈射機構，其特征在于：上述第一水平基座可以開有與豎直齒條位置對應的齒條孔，便于豎直齒條向下運動時不受影響，也便于使彈射機構結構更加緊湊。

本發明的優點在于：

1．本發明相比于國際上現有的一些繩系衛星彈射機構，擁有結構簡單、工作性能穩定、驅動機構不易卡死、彈射過程平穩、方向穩定準確等顯著特點。

2．本發明適用于微重力物理仿真試驗平臺之上，可用于研究繩系衛星釋放、回收的控制問題。

3．本發明不但作為一個彈射釋放裝置，亦是一個回收裝置，可重復多次進行繩系衛星仿真試驗。

本發明針對空間任務地面模擬試驗的要求，設計了一種能夠模擬繩系衛星彈射、回收的試驗裝置，可用于繩系衛星地面仿真的研制、驗收和鑒定試驗。

附圖說明

圖1是本發明小型繩系衛星彈射機構的總體結構示意圖

圖2是本發明小型繩系衛星彈射機構的張力控制器和系繩線軸局部示意圖

圖3是本發明小型繩系衛星彈射機構的彈簧驅動示意圖

圖4是本發明小型繩系衛星彈射機構的彈射、對接示意圖

圖中標號名稱：1.支柱組，2.第一水平基座，3.電機基座，4.驅動電機，5.豎直滑動導桿，6.聯軸器，7.驅動齒輪，8.齒輪軸支架，9.豎直齒條，10.豎直彈射導桿組，11.彈簧，12.對接口，13.對接錐體，14.拉繩組，15.拉伸穿孔，16.第二水平基座，17.張力控制器，18.系繩線軸，19.繩系衛星系繩，20.小型繩系衛星。

具體實施方式