一种皮星点式分离装置的制作方法

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种皮星点式分离装置。

背景技术：

皮星是指质量在0.1-1kg之间，边长在100mm左右的立方星，以皮星为代表的小卫星可以在空间完成伴飞、编队飞行、组网等许多重要任务，目前成为国内外研究的主要热点之一。为了完成皮星在地面与空间之间转移并能使皮星以预定的速度分离，服务于皮星的锁紧与释放装置研制逐渐受到各航天强国的重视。

传统的卫星分离装置不仅存在结构复杂、附加质量大等缺点，而且分离装置多采用火工分离方式和新型非火工分离装置，致使分离时机械冲击力大，因此亟需研制适合于皮星的小型化、轻量化、低冲击的点式分离装置，促进以皮星为代表的小卫星在空间中的工程应用。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种皮星点式分离装置，包括：支撑框架；锁紧部件，其用于将皮星固定于所述支撑框架上；释放件，其为一形状记忆合金器件，用于在其变形时实现对所述锁紧部件的解锁；弹性件，其在所述锁紧部件锁紧时，处于压缩状态，在所述释放件释放时，用其存储的弹性能对所述皮星的分离提供动力。

进一步，所述形状记忆合金器件在通电状态下发生变形。

进一步，所述锁紧部件包括捕获帽、切槽螺杆和紧固件，所述捕获帽与所述皮星的底板连接，所述切槽螺杆穿过所述捕获帽、所述支撑框架和所述形状记忆合金器件后与所述紧固件连接。

进一步，所述紧固件为螺母。

进一步，所述皮星的底板上设有缓冲件，用于对所述锁紧部件断开后的冲击力进行缓冲。

进一步，所述缓冲件为内部具有多个空心的三维蜂窝构造的缓冲垫。

进一步，所述支撑框架上设有导向件，用于使所述皮星以一定的位姿被弹出。

进一步，所述导向件为导向板、导向滑槽或导向滑道。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、本发明中的皮星点式分离装置，不仅具有小型化、轻量化、结构简单的优点，而且通过形状记忆合金变形实现解锁，使机械冲击力较小，适应不同重量及体积卫星的点式分离，具有较强的通用性和扩展性；2、所述缓冲件为内部具有多个空心的三维蜂窝构造的缓冲垫，能够使较小体积的缓冲垫就能够吸收较大的冲击力；3、所述支撑框架设有导向件，能够保证分离后的皮星具有确定的分离姿态，避免发生所述皮星弹射后产生自旋较大的现象。

附图说明

图1为本发明皮星点式分离装置的功能结构框图；

图2为本发明皮星点式分离装置锁紧状态下的结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为图3的局部放大图；

图5为本发明中支撑框架的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

请参阅图1，其为本发明皮星点式分离装置的功能结构框图。

一种皮星点式分离装置，包括：支撑框架1；锁紧部件2，其用于将皮星3固定于所述支撑框架1上；释放件4，其为一形状记忆合金器件4，用于在其变形时实现对所述锁紧部件2的解锁；弹性件5，其在所述锁紧部件2锁紧时，处于压缩状态，在所述释放件4释放时，所述弹性件5用其存储的弹性能对所述皮星3的分离提供动力。

其中，所述形状记忆合金器件4的变形方式为电刺激、光刺激、热刺激或者磁刺激，本实施例中优先电刺激，所述形状记忆合金器件4在通电状态下发生变形，使所述锁紧部件2断裂，从而撤去对所述皮星3的约束力，同时，在所述弹性件3的弹簧力作用下，所述皮星以一定的速度弹出；其中，所述的弹性件3可以是圆柱形弹簧、圆锥形弹性、鼓行弹簧、片式弹簧或其他具有弹性性能的部件。

本发明中的皮星点式分离装置，不仅具有小型化、轻量化的优点，而且通过形状记忆合金变形实现解锁，使机械冲击力较小，适应不同重量及体积卫星的点式分离，具有较强的通用性和扩展性。

请参阅图2，其为本发明皮星点式分离装置锁紧状态下的结构示意图，图3为图2的剖视图，图4为图3的局部放大图，图5为支撑框架的结构示意图。

结合图2、图3、图4和图5，所述锁紧部件2包括捕获帽21、切槽螺杆22和紧固件23，所述捕获帽21与所述皮星3的底板连接，所述弹性件5设置于所述支撑框架1内的环形槽11内，所述切槽螺杆22穿过所述捕获帽21、所述支撑框架1的小孔12和所述形状记忆合金器件4后与所述紧固件23连接，使所述皮星3被固定于所述支撑框架1内，所述弹性件5在此过程中被压缩储能。

所述捕获帽21与所述皮星3的底板连接方式可以是螺钉、螺丝、螺栓或锁扣或者其他可拆卸的连接方式，所述紧固件23可以是螺钉、螺丝或螺母，本实施例中优选螺母23，所述切槽螺杆22的底部上设有与所述螺母23相配合的螺纹，所述紧固件23还可以是其他能将所述切槽螺杆22固定在支撑框架1上的结构，其中，所述切槽螺杆22、螺母23选用切槽钛螺杆和钛螺母，还可以是其他金属。

锁紧过程：

首先，将所述切槽螺杆22穿过所述捕获帽21，并将所述捕获帽21与所述皮星3的底板通过螺钉固定连接；其次，将所述弹性件5放入所述支撑框架1的环形槽11后，将所述切槽螺杆22穿过所述支撑框架中心的小孔12，将所述皮星3置于所述支撑框架1内，所述弹性件5在此过程中被压缩储能；最后将所述形状记忆合金器件4从所述支撑框架1底部套于所述切槽螺杆22之上并与所述支撑框架1接触，将所述螺母23与所述切槽螺杆22螺纹连接，施加足够力矩来保证对皮星3可靠的连接与锁紧。

分离过程：

当在太空中需要分离皮星执行某一项任务时，对所述记忆合金器件4通电，其自身产生的热量会使其在长度增加并伴随较大的输出力，能够使所述螺母23在其切槽处断裂，从而解除对所述皮星3的约束力，这时所述皮星3在所述弹性件5的弹簧力作用下以一定的速度被弹出，分离过程结束。

实施例二

如上所述的一种皮星点式分离装置，本实施例与其不同之处在于，如图4所示，在所述皮星3的底板上设有缓冲件6，用于对所述锁紧部件2断开后的冲击力进行缓冲，其中，优先所述缓冲件6设于所述皮星3的底板中部，能够使其全部接收所述切槽螺杆22的冲击力。

所述支撑框架1的底平面与航天器平台连接，在分离过程中，所述切槽螺杆22在所述形状记忆合金器件4的作用下分别断裂成具有一定冲击动能的头部和杆部两部分，所述切槽螺杆22头部的冲击动能被所述缓冲件6吸收和所述切槽螺杆22杆部的冲击动能被航天器吸收，保证了皮星及分离装置结构的安全性。

本实施例中，为了提高缓冲效果，优选所述缓冲件6为内部具有多个空心的三维蜂窝构造的缓冲垫，能够使较小体积的缓冲垫就能够吸收较大的冲击力。

实施例三

如上所述的一种皮星点式分离装置，本实施例与其不同之处在于，如图5所示，在所述支撑框架1上设有导向件13，用于使所述皮星3以一定的位姿被弹出。其中，所述导向件13为导向板、导向滑槽或导向滑道。

本发明的所述支撑框架1设有导向件13，能够保证分离后的皮星具有确定的分离姿态，避免发生所述皮星3弹射后产生自旋较大的现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。