一种弹性热刀解锁装置

本发明总的来说涉及星上部件解锁技术领域。具体而言，本发明涉及一种弹性热刀解锁装置。

背景技术：

星上部件解锁装置广泛应用于卫星入轨分离、星上太阳能帆板展开、星上天线展开、星上载荷展开等星上部件解锁场景。现有技术中，传统的解锁装置主要通过火工品来实现解锁，例如通过火药点火产生瞬时高压气体，以冲断螺栓、推动分瓣螺母，从而实现星上部件的在轨解锁。然而，传统的火工品解锁装置存在解锁产生的冲击过大、价格昂贵、占用体积大以及供货周期长等问题。

现有技术中提出了采用热刀来实现星上部件解锁的解锁装置，其通过绳索将两个或多个部件连接预紧，通过加热热刀达到绳索的熔点熔断绳索，以实现卫星上部组件的解锁释放。然而，现有技术中的热刀解锁装置中热刀解锁装置存在体积过大、抗冲击强度不足以及可靠性低等问题。

技术实现要素：

为至少部分解决现有技术中火工品解锁装置在解锁时产生的冲击过大、价格昂贵、占用体积大以及供货周期长，并且热刀解锁装置占用体积大、抗冲击强度不足以及可靠性低的这些问题，本发明提出一种弹性热刀解锁装置，包括：

热刀，所述热刀构造为通过加电以升温；

绳索，所述绳索用于连接待解锁部件与卫星的固定装置；以及

铰链，所述铰链包括：

公铰，所述公铰布置于卫星的安装板；

母铰，所述母铰用于布置所述热刀；

转轴，所述转轴用于连接所述公铰与所述母铰；以及

扭簧，所述扭簧用于使得母铰相对于公铰转动，以使得所述热刀与所述绳索紧压接触。

在本发明一个实施例中规定，所述热刀包括：

刀棒，所述刀棒用于与所述绳索紧压接触，其外部包括氮化硅陶瓷以及内部包括金属电阻丝；

引线，所述引线被构造为通过引线在其正负极上加电压以使得刀棒升温；以及

安装装置，所述安装装置用于将所述热刀布置于所述母铰。

在本发明一个实施例中规定，所述绳索包括第一绳环和第二绳环，所述第一绳环用于与待解锁部件相连接以及所述第二绳环与卫星的固定装置相连接。

在本发明一个实施例中规定，所述绳索的直径为1.5mm-3mm，所述绳索的材料包括高模量纤维，所述高模量纤维包括迪尼玛纤维以及凯夫拉纤维。

在本发明一个实施例中规定，所述扭簧使得所述热刀与所述绳索紧压接触的接触压力为30n-80n。

本发明至少具有如下有益效果：通过以热刀解锁装置替代火工品解锁装置，其造价相对低廉并且生产周期短。同时在解锁时的冲击小，有利于提高卫星运行过程中的稳定性。另外相比现有技术中的热刀解锁装置，本发明采用的热刀外部与绳索接触的部分为耐高温、耐热冲击的氮化硅陶瓷，并且热刀通过铰链与绳索弹性接触，其强度和可靠性高；并且本发明所提出的弹性热刀解锁装置其占用体积小，安装简便，具有较高的应用价值。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出了本发明一个实施例中弹性热刀解锁装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例中热刀的结构示意图。

图3示出了本发明一个实施例中弹性热刀解锁装置解锁后的结构示意图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

如图1所示，弹性热刀解锁装置包括热刀、绳索和铰链。

热刀包括刀棒、安装装置和引线。刀棒外部的材料可以是氮化硅陶瓷，可以耐高温、耐热冲击，以及内部包括金属电阻丝，整体通过陶瓷棒一体烧结而成。如图2所示安装装置可以采用安装螺纹，螺纹型号可以采用m10，用于将所述热刀布置于铰链上。通过引线在其正负极加12v-24v的电压，可以使得刀棒升温，刀棒的表面温度可以达到800℃。

绳索用于连接待解锁部件与卫星的固定装置，材料可以采用迪尼玛、凯夫拉等高模量纤维。绳索的直径为1.5mm-3mm，两头可以构造有绳环，用于分别连接待解锁部件和卫星的固定装置，绳环的直径可以为4-6mm。待解锁部件可以是星上太阳能帆板、星上天线或者星上载荷。

铰链包括公铰、母铰、转轴以及扭簧。所述公铰布置于卫星的安装板。所述母铰用于布置所述热刀。所述转轴用于连接所述公铰与所述母铰。所述扭簧用于使得母铰相对于公铰转动，以使得所述热刀与所述绳索紧压接触，接触压力可以为30n-80n。

卫星在发射进入轨道后，需要解锁星上部件时，通过热刀的引线加电压供电以使得热刀的刀棒迅速升温，达到绳索的熔点。绳索熔断后，实现星上部件的解锁。图3示出了弹性热刀解锁装置解锁后的结构示意图。

本发明通过以热刀解锁装置替代火工品解锁装置，其造价相对低廉并且生产周期短。同时在解锁时的冲击小，有利于提高卫星运行过程中的稳定性。另外相比现有技术中的热刀解锁装置，本发明采用的热刀外部与绳索接触的部分为耐高温、耐热冲击的氮化硅陶瓷，并且热刀通过铰链与绳索弹性接触，其强度和可靠性高；并且本发明所提出的弹性热刀解锁装置其占用体积小，安装简便，具有较高的应用价值。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。