一种航天器解锁分离装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种航天器解锁分离装置，用于航天工业领域的机械装置。该装置组合主要包括：两个能够相对移动的结构零件，即一种可分离式六角螺栓。两个能够相对移动的结构零件，通过热熔胶固化，当改变温度使热熔胶熔融，两结构零件脱离。该装置作为一个连接件时，两结构零件通过热熔胶固结，其连接功能的实现与普通螺栓或螺柱的连接方式非常相似，通过拧紧螺母或螺栓体即可将两个目标连为一体。当两个连接体将要分离时，设定温度达到热熔胶熔融温度，使该装置的两结构零件脱离，进而在弹簧作用下，使两个目标快速分离。本发明一种航天器解锁分离装置采用电加热方式熔融热熔胶使两连接件解锁，有效地避免解锁时产生动态冲击对航天器造成的不利影响。
【专利说明】一种航天器解锁分离装置
【技术领域】
[0001]本发明属于受控释放机构领域，尤其涉及(但不专指)温度机构，即受温度作用控制的机构领域。
[0002]本发明非专一的用于航天工业领域，例如运载火箭或卫星领域。
【背景技术】
[0003]航天器舱段及部件之间的连接与分离是关系到航天器飞行试验能否成功的最为关键的因素之一。在某些航天器的整个飞行阶段，如上升段、沿地球轨道飞行或向其它星球的飞行途中以及返回地球时，需要不断分离掉无效的结构部分，因此，在航天器设计过程中，正确选择可解锁连接与分离装置是十分重要的。
[0004]目前，航天器可解锁连接与分离装置中，如爆炸螺栓、解锁螺栓等装置的分离力通过火药燃烧产生，在解锁时具有一定的动态冲击力；而半螺母连接锁、双齿条连接锁等装置结构复杂，加工难度大，加工精度要求高，安装操作要求高。
[0005]实际上冲击和振动水平对航天器可能产生不利影响，对它们附近的不坚固设备的
使用常常产生严重的障碍。
[0006]在专利(专利号01808551.2)中提到一种用于航天领域受控释放装置，该装置可以减缓解锁时的动态冲击力，但是该装置结构复杂，很大程度上限制了它的使用范围。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提出一种结构简单、使用方便、解锁时无动态冲击力的新装置。
[0008]此目的在本发明的范围中通过一种航天器解锁分离装置达到，该装置组合主要包括:两个能够相对移动的结构零件，即一种可分离式六角螺栓，该装置可与螺母配合使用。两个能够相对移动的结构零件，通过热熔胶固化，实现连接功能，当改变温度使热熔胶熔融，两结构零件脱离，从而使靠此装置连接的两连接体分离。该装置包括全螺纹六角头螺栓和一端有外螺纹一端有螺纹孔的螺柱，所述螺栓从六角头中心部开始打有一段盲孔，螺栓的盲孔内放置加热棒，螺栓可插入到螺柱的内螺纹内，螺栓的外螺纹与螺柱的内螺纹间充满热熔胶，热熔胶将螺栓和螺柱固接到一起，螺柱的外螺纹与其他螺母配合来固定需要连接的零部件。
[0009]本发明一种航天器解锁分离装置，在螺柱内螺纹的底端开设有一段圆柱孔，依次放入弹簧和圆形密封板，在螺栓与螺柱通过热熔胶固接时，弹簧被压缩。弹簧的有无视具体要求、具体工作环境而定，若无需快速分离，或有外部分离弹簧，或靠重力等已能达到分离要求，则不需安装弹簧。若需要安装弹簧，应在安装螺栓之前，将弹簧放入螺柱内螺纹孔中，并在其上叠加圆形密封板，以防止热熔胶渗入弹簧内，使弹簧失效。
[0010]本发明一种航天器解锁分离装置，在上述螺柱的螺纹孔中先后放入弹簧、圆形密封板后，注入适量熔融热熔胶，在热熔胶冷却之前，将上述螺栓的螺纹部分插入上述螺柱的螺纹孔中，但两螺纹无配合要求，开设螺纹的目的是增加热熔胶凝固后的承载力，螺纹顶径间隙视具体承载力通过改变内外螺纹直径来调整。螺纹顶径间隙通入热熔胶，使两部分固结。在正常工作状态下，两部分结构零件在凝固的热熔胶作用下固定在一起，无相对位移，该装置作为一个连接件，其连接功能的实现与普通螺栓或螺柱的连接方式非常相似，可与螺母配合使用，通过拧紧螺母或可分离式六角螺栓即可将两个目标连为一体。当两个连接体将要分离时，设定温度达到热熔胶熔融温度，热熔胶开始软化，最终熔融，使可分离式六角螺栓的两部分结构零件脱离，进而在弹簧的作用下，使两个目标快速分离。
[0011]本发明一种航天器解锁分离装置，温度控制靠电加热棒实现，电热棒与航天器内部特定电路相连，通过内部蓄电池或太阳能电池板供电。
[0012]本发明一种航天器解锁分离装置，可根据使用要求选择相应的材料制造各个零件，如钛合金、铝合金、塑料等加工全螺纹六角头螺栓和一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱。热熔胶型号根据具体使用环境选择，如工作温度等。
[0013]本发明一种航天器解锁分离装置，全螺纹型螺栓可选择另外一种结构型式，从螺栓中部开始，打有盲孔，且盲孔底部偏上打有十字交叉的两通孔，全螺纹型螺栓的孔中通入熔融热熔胶(或低温合金)，热熔胶(或低温合金)经过螺栓的孔组，从四个方向进入顶径间隙，待热熔胶(或低温合金)冷却凝固，使螺栓和螺柱固结。这种结构型式，热熔胶不易进入弹簧，操作容易。
[0014]本发明不局限于刚才描述的特殊实施例，而是可以扩展到所有符合其思路的变型。特别是在本发明的范围内，可以用任何适当的材料，如低温合金等代替热熔胶。螺栓和螺柱装配前先加热，低温合金放入螺柱的内螺纹孔，将螺栓插入后冷却，低温合金固化，将螺栓和螺柱固接在一起。该方案用于工作环境或螺栓与螺柱分离温度要求高的场合。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1.本发明一种航天器解锁分离装置结构简单、使用方便，将现有普通螺栓一分为二为两结构零件，并用热熔胶固化，正常工作状态下相当于普通螺栓，实现连接功能，解锁时，热熔胶融化，使两结构件分离，进而使靠此连接的两连接件分离。
[0017]2.本发明一种航天器解锁分离装置采用电加热方式熔融热熔胶使两连接件解锁，有效地避免解锁时产生动态冲击对航天器造成的不利影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明一种航天器解锁分离装置，即可分离式六角螺栓的示意图。
[0019]图2为一种航天器解锁分离装置火箭舱外板部件与舱内板部件连接实例图。
[0020]图3为一种航天器解锁分离装置火箭舱外板部件与舱内板部件释放实例图。
[0021]图4为一种航天器解锁分离装置卫星太阳能电池板收起实例图。
[0022]图5为一种航天器解锁分离装置卫星太阳能电池板连接方案一的细节图。
[0023]图6为一种航天器解锁分离装置卫星太阳能电池板连接方案二的细节图。
[0024]图7为为本发明一种航天器解锁分离装置的可分离式六角螺栓的另一种结构示意图。
[0025]图8为图7所示可分离式六角螺栓的另一种结构应用示意图。
[0026]图中:1.舱内板部件，2.电连接器，3.A舱，4.B舱，5.摆杆，6.可分离式六角螺栓，
7.舱外板部件，8.热熔胶，9.加热棒，10.太阳能电池板，11.卫星太阳能电池板连接组件。[0027]其中6-1.全螺纹六角头螺栓,6-2.圆形密封板,6-3.弹簧,6-4.—端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱，11-1.分离弹簧，11-2.螺母，11-3.哈弗块。
【具体实施方式】
[0028]本发明一种航天器解锁分离装置，如图1所示，包括全螺纹六角头螺栓6-1和一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4，所述螺栓从六角头中部开始，打有盲孔，以放置加热棒9。此外根据需要还可能包括附加零件:圆形密封板6-2和弹簧6-3。
[0029]本发明一种航天器解锁分离装置，如图1所示，在一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4的螺纹孔中先后放入弹簧6-3、圆形密封板6-2后，通入适量熔融热熔胶8，在热熔胶8冷却之前，将全螺纹六角头螺栓6-1的螺纹部分插入一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4的螺纹孔中。合理选择弹簧6-3及安装全螺纹六角头螺栓6-1的力，以保持弹簧6-3具有一定的斥力。待热熔胶8冷却，使全螺纹六角头螺栓6-1和一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4固结，并在全螺纹六角头螺栓6-1的盲孔中插入加热棒9。当该装置作为一个连接件时，全螺纹六角头螺栓6-1和一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4在固化的热熔胶8作用下固定在一起，无相对位移，其连接功能的实现与普通螺栓或螺柱的连接方式非常相似，通过拧紧螺母或螺栓体即可将两个目标连为一体。当两个连接体将要分离时，调节加热棒9温度，使其达到热熔胶8的熔融温度，热熔胶8开始软化熔融，使全螺纹六角头螺栓6-1和一端有外螺纹一端有螺纹孔螺柱6-4在弹簧6-3的作用下快速脱离，从而使靠此装置连接的两连接体分离。
[0030]本发明一种航天器解锁分离装置应用于航天器舱体连接实例，如图2所示，包括舱内板部件1，电连接器2，A舱3，B舱4，摆杆5，可分离式六角螺栓6，舱外板部件7。在载人飞船发射时和“舱外板部件7与舱内板部件I连接释放前”的在轨运行期间，舱外板部件7与舱内板部件I通过可分离式六角螺栓6连接，两板上电连接器2等处于插合接通状态，实现A舱3和B舱4之间电路等的连接。当A舱3和B舱4分离时，可分离式六角螺栓6分离，解除舱外板部件7与舱内板部件I之间的连接。在分离式六角螺栓6内部弹簧6-3的弹性力作用下，舱外板部件7与舱内板部件I实现分离，从而实现A舱3和B舱4之间电路等的分离，如图3所示。
[0031]本发明一种航天器解锁分离装置应用于卫星太阳能电池板展开实例，如图4所示，主要包括太阳能电池板10，卫星太阳能电池板连接组件11。卫星太阳能电池板连接组件11包括分离弹簧11-1，螺母11-2，哈弗块11-3，分离式六角螺栓6，其中分离弹簧的位置有两种形式，分别如图5、图6。太阳能电池板10展开之前，通过螺母11-2，分离式六角螺栓6，哈弗块11-3将太阳能电池板固定在卫星箱体上。当太阳能电池板10展开时，可分离式六角螺栓6分离，哈弗块11-3在分离弹簧11-1的作用下分离一定距离，使太阳能电池板释放展开。
[0032]本发明图7所示为，从螺栓I的孔中通入热熔胶(或低温合金)，热熔胶(或低温合金)经过螺栓I中的孔组，从四个方向进入顶径间隙，使螺栓I和螺柱3固结
[0033]本发明一种航天器解锁分离装置，其全螺纹型螺栓可选择另外一种结构型式，如图7所示，从螺头中部开始，打有盲孔，且盲孔底部偏上打有十字交叉的两通孔，全螺纹型螺栓的孔中通入熔融热熔胶(或低温合金)，热熔胶(或低温合金)经过螺栓的孔组，从四个方向进入顶径间隙，待热熔胶(或低温合金)冷却凝固，使螺栓和螺柱固结，其使用方法见图8所示。
【权利要求】
1.一种航天器解锁分离装置，其特征在于:主要包括全螺纹六角头螺栓和一端有外螺纹一端有螺纹孔的螺柱，所述螺栓从六角头中心部开始打有一段盲孔，螺栓的盲孔内放置加热棒，螺栓可插入到螺柱的内螺纹内，螺栓的外螺纹与螺柱的内螺纹间充满热熔胶，热熔胶将螺栓和螺柱固接到一起。
2.根据权利要求1所述的一种航天器解锁分离装置，其特征在于:在螺柱内螺纹的底端开设有一段圆柱孔，在此圆柱孔内依次放入弹簧和圆形密封板，弹簧在螺栓与螺柱通过热熔胶固接时被压缩在圆柱孔内。
3.根据权利要求1所述的一种航天器解锁分离装置，其特征在于:热熔胶由低温合金替代。
4.根据权利要求3所述的一种航天器解锁分离装置，其特征在于:低温合金为钛合金或招合金。
5.根据权利要求1所述的一种航天器解锁分离装置，其特征在于:全螺纹型螺栓从螺栓中部开始打有盲孔，在盲孔底部偏上打有十字交叉的两通孔。
【文档编号】F16B11/00GK103615450SQ201310634722
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】杨卫民, 鉴冉冉, 戴坤添, 焦志伟, 丁玉梅 申请人:北京化工大学