用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置的制作方法

1.本发明涉及一种加注接口推进和分离装置。


背景技术：

2.航天器推进剂在轨加注技术是航天器主要的在轨服务模式之一，它是延长航天器的有效工作寿命、提高航天器经济效益的主要技术手段。对于长期工作的航天器，其推进剂携带量影响了航天器的在轨寿命和轨道保持能力。针对大型可重构航天器尤其是基于空间站应用的小卫星必须开展推进剂在轨加注技术研究。基于可重构分布式航天器的设计方式，与推进剂在轨加注相关的卫星或模块称为加注模块、推进模块，对应的加注接口也分别称为主动端、被动端。
3.在目前的在轨加注技术研究中，气加注接口、液加注接口的主动端(或被动端)通常安装在不同的推动装置上，并分别通过不同的电机工作实现主动端接口的推动，从而实现气加注接口和液加注接口的顺序连接、分离，即需要2套加注接口推进和分离装置来实现。目前该方法主要用于大型、中型航天器上，如空间站、大型卫星等。而受可重构分布式微小卫星、小卫星尺寸、重量的限制，电机以及其它推动装置的数量配置和布局将很难保证气加注接口、液加注接口的顺序连接。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：解决了小卫星模块空间紧张引起的在轨加注系统气、液端加注接口对接难题，本发明公开了一种用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置，采用对称结构的接口推动装置，实现了气加注接口、液加注接口机械连接的受力对称性；采用1套对称安装的电机，实现气、液加注接口推动的同步性。整个装置安装方便，操作便捷，结合浮动断接机构可实现适用范围较宽的高精度调节。
5.本发明所采用的技术方案是：一种用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置，包括十字推动装置、电机以及支撑结构；其中，支撑结构包括电机支架、第一结构板；
6.所述十字推动装置为对称结构，十字推动装置的一条边的两端端部分别与电机的输出端相连，另一条边的两端对称设置接口安装孔，用于分别连接气加注接口或液加注接口的活动端；
7.所述电机分别安装与电机支架上，电机支架分别安装在可重构小卫星的第一结构板上。
8.进一步的，两个气加注接口或液加注接口的活动端之间的距离与两个气加注接口或液加注接口的固定端之间的距离相等。
9.进一步的，所述十字推动装置两端安装的电机采用2个相同规格的同行程、同扭矩的电机，通过一个驱动信号实现两台电机的同时工作，保证十字推动装置行进过程中不沿y轴转动。
10.进一步的，所述十字推动装置与电机连接的位置处设置连接耳片，连接耳片上开有光孔。
11.进一步的，所述电机的输出轴端部设置与十字推动装置两端的连接耳片相配合的安装槽，安装槽的侧壁上开有贯穿的光孔。
12.进一步的，所述电机的光孔与十字推动装置的光孔采用螺栓连接，并使用螺母固定。
13.进一步的，所述十字推进装置的连接耳片的侧面与电机的安装槽侧面采用间隙配合。
14.进一步的，所述十字推进装置的端面与电机的安装槽的端面采用间隙配合。
15.进一步的，所述十字推动装置采用不锈钢材料，并进行结构的抗扭摆性能的局部加强。
16.一种用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置的安装方法，包括：
17.将电机分别安装与电机支架上；将气加注接口、液加注接口的活动端分别安装在十字推进装置上；两个气加注接口、液加注接口的活动端之间的距离与两个气加注接口或液加注接口的固定端之间的距离相等；
18.将电机支架安装分别安装在可重构小卫星的第一结构板上；
19.将十字推进装置分别与电机连接。
20.本发明与现有技术相比的优点在于：
21.(1)本发明的气加注接口、液加注接口在同一个安装面上对称分布，实现2个加注接口的同时连接，解决了小卫星空间尺寸较小等问题，该发明适用性高。
22.(2)本发明的气加注接口、液加注接口的活动端布置在同一个模块上，即同时安装在加注模块或同时安装在推进模块，采用1个电机工作组实现了2个加注接口的同步运动，解决了小卫星驱动数量受限等问题。
23.(3)本发明基于气加注接口、液加注接口的对称安装，提出一种同时推动2个加注接口的板式装置，实现气加注接口、液加注接口的主动端同时行进、对接、分离，并通过十字推动装置和电机的相对安装关系，提高了行进过程中加注接口和十字推动装置的自适应调节能力。
附图说明
24.图1为加注接口推进和分离装置组成结构图；
25.图2为十字推动装置与电机工作组的装配相对关系图；
26.图3为加注接口固定端装配关系图。
具体实施方式
27.本发明提出的用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置，综合考虑了模块小卫星的空间问题和在轨加注接口的对接顺序问题，将2套推动装置集成为1套推动装置，实现气加注接口、液加注接口的机械连接；将气加注接口、液加注接口的连接顺序从串行变成同步连接、分离，从而实现在轨加注工作的对接、补给、分离操作，非常适用于模
块小卫星在轨加注系统。
28.本发明的用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置结合浮动对接装置完全避开了装配误差对精准对接的影响。
29.如图1所示，一种用于分布式可重构小卫星平台的加注接口推进和分离装置，包括十字推动装置1、电机2以及支撑结构。其中，支撑结构包括电机支架3、第一结构板4以及相应的紧固件。
30.其中，所述的十字推动装置1采用对称设计结构。x轴沿十字推动装置1的一条边，y轴沿十字推动装置1的另一条边；十字设计的结构中，对称的x轴两端分别连接1个电机2，2个电机2组成一个电机组，另外对称的y轴两端分别连接气加注接口或液加注接口的活动端5。推动装置1的对称设计保证了行进过程中受力均匀，从而保证了气加注接口、液加注接口行进的同步性。十字推动装置1与电机2的连接接口为光孔。十字推动装置1与电机2的连接结构为光孔连接，且十字推动装置1光孔端的平面与电机2末端之间存在装配间隙，保证了十字推动装置1具备沿x轴转动的能力，从而保证了气加注接口、液加注接口具备方向自适应调节能力。
31.电机组采用2个相同规格的同行程、同扭矩的电机2。电机2安装在十字推动装置1的一个轴两端，通过一个驱动信号实现两台电机2的同时工作，从而保证了推动装置1行进过程中不沿y轴转动。所述的电机2与十字推动装置1的连接接口为光孔，电机2的光孔与十字推动装置1的光孔采用螺栓7连接，十字推动装置1的连接耳片的侧面11与电机2的安装槽的侧面21存在装配间隙，保证了两台电机2在存在性能个体差异的情况下，电机2推进不同步时，十字推进装置1与电机2不发生较大的干涉和结构变形。
32.在加注接口推进和分离装置中，十字推动装置1的x轴两端分别连接1个电机2，y轴两端分别连接气加注接口或液加注接口的活动端5。十字推动装置1采用刚性较好的材料(例如不锈钢)，并进行结构的抗扭摆性能的局部加强，以确保在推进、分离过程中，十字推动装置1在电机推力和加注接口插、拔摩擦力的作用下不会产生较大的形变。
33.加注接口推进和分离装置的装配过程中，操作步骤大致如下：
34.1)将电机2分别安装与电机支架3上；将气加注接口或液加注接口的活动端5安装在十字推进装置1上；
35.2)将电机支架3安装在第一结构板4上；
36.3)将十字推进装置1安装在电机2上。
37.如图2所示，十字推进装置1与电机2的装配相对关系包括十字推进装置1的侧面11与电机2的安装槽侧面21的关系，十字推进装置1的端面12与电机2的安装槽端面22的关系。侧面11与安装槽侧面21的安装关系为间隙配合，端面12与安装槽端面22的安装关系为间隙配合。十字推进装置1与电机2的连接固定采用螺母6和螺栓7完成连接，保证了十字推进装置1具备横向移动的能力和沿轴向转动的调节能力。
38.如图3所示，为加注接口固定端8与第二结构板9的安装关系，加注接口固定端8安装在小卫星平台的其他结构板上。加注接口固定端8与小卫星平台的第二结构板9的连接关系为螺纹连接。加注接口固定端8的安装接口采用外螺纹连接，第二结构板9上的内螺纹保证了加注接口的固定端8具备沿轴向调整的能力，保证加注接口插接程度的可调节性。
39.以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
40.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。