[發明專利]一種皮衛星星箭固定及分離裝置

有效

• 申請號: 201811268714.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109229433B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 滕來;衛立青;金仲和
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

本發明公開了一種皮衛星星箭固定及分離裝置，包括底板，衛星，連接衛星和底板的固定分離模塊以及連接衛星和飛行器的停靠機構，所述固定分離模塊包括至少兩個固定連接單元和至少兩個活動鎖定單元，所述固定連接單元帶有斷開機構，所述固定連接單元和活動鎖定單元沿周向間隔分布在所述衛星的四周；本發明的皮衛星星箭固定及分離裝置，通過純機械結構來固定和分離衛星，可以有效在火箭上固定及分離衛星并實現衛星的分離和返回停靠，結構簡單，安裝方便，工作穩定，研制成本低。

技術領域

本發明涉及航空飛行器固定及分離技術，特別涉及一種皮衛星星箭固定及分離裝置。

背景技術

隨著微小衛星及航天技術的發展，迫切需要研制體積小、質量輕、低沖擊甚至是無沖擊的新型連接分離裝置，以適應日益發展的微衛星(皮衛星、納衛星)以及小型運載火箭的應用需求。星箭分離機構是可靠連接衛星與火箭，并在星箭入軌后實現星箭可靠分離的機構裝置，在衛星項目中起著重要作用。目前，世界上各主要運載火箭大都采用包帶鎖緊裝置作為星箭連接和分離機構。但隨著衛星尺寸、重量越來越小，傳統的包帶鎖緊裝置已經不能滿足皮納衛星的發射分離要求。

早在20世紀90年代就有許多學者在研究皮衛星，但發現研制出來后找不到合適的星箭分離機構，大大延緩了其研制進程。為了縮短皮衛星研制周期，減少設計成本，斯坦福大學與加州理工學院聯合制訂了立方星標準，并設計研制了立方星星箭分離裝置P-POD，隨后又相繼出現了SPL，RAFT等型號的皮衛星星箭分離裝置；關于微小衛星在軌分離問題，國內學者也進行了相關研究。陳靖、張翔等對用于微小衛星星箭分離的包帶式解鎖分離裝置主結構進行了設計優化，國內絕大部分已發射的微小衛星均采用該裝置實現星箭分離，但該裝置并不適用于公斤級衛星。王秋梅等對衛星二次分離過程進行了仿真分析；蔣超、王兆魁等對筒式偏心安裝的子衛星在軌分離問題進行了動力學分析建模；沈曉鳳、肖余之等針對筒式偏心分離問題，采用多體動力學理論對小衛星分離過程動力學問題進行了仿真研究。

上述分離裝置雖然都可以用于固定和分離衛星，但是結構中沒有轉動機構，衛星分離后重新放置在分離機構上會發生結構干涉而導致衛星無法返回，另外這些結構復雜，研制和驗證周期長，制造和安裝困難，且工作穩定性也很難保證。

發明內容

本發明提供了一種皮衛星星箭固定及分離裝置，結構簡單，運行可靠，可以有效在火箭上固定及分離衛星并實現衛星的分離和返回停靠。

一種皮衛星星箭固定及分離裝置，包括底板，衛星，連接衛星和底板的固定分離模塊以及連接衛星和飛行器的停靠機構，所述固定分離模塊包括至少兩個固定連接單元和至少兩個活動鎖定單元，所述固定連接單元帶有斷開機構，所述固定連接單元和活動鎖定單元沿周向間隔分布在所述衛星的四周。

本發明的固定分離模塊設有至少兩個固定連接單元和至少兩個活動鎖定單元，通過固定連接單元進行固定，然后配合活動鎖定單元進行穩定連接，其中固定連接單元是指通過結構緊固連接，例如螺栓、焊接等方式，然后通過斷開機構進行分離，而活動鎖定單元則是通過插接等方式進行連接，當底板和衛星之間產生分離力時即可以完成脫離。

為了便于制造和安裝，優選的，所述固定連接單元包括：

固定底座，安裝在底板上，頂面為安裝平臺，所述衛星帶有與所述安裝平臺連接的凸耳；

爆炸螺栓，將凸耳和安裝平臺相連；

爆炸螺栓螺母，安裝在凸耳上方鎖緊。

爆炸螺栓結構簡單，安裝方便，通過爆炸螺栓中的火工品進行斷開，連接牢固，分離完全徹底。

為了在衛星分離時，爆炸的螺栓可以快速分離，優選的，所述固定連接單元還包括：

墊片，通過爆炸螺栓固定在安裝平臺的背面，且朝向安裝平臺背面的一側開設有安裝槽；

彈簧，壓縮放置在安裝槽和安裝平臺背面之間。