一种宇航用双轴自主压紧释放机构的制作方法

1.本发明涉及宇航应用技术领域，具体为一种宇航用双轴自主压紧释放机构。


背景技术：

2.当前各类卫星在对地传输有效载荷数据的时候，都需要采用窄波束的天线，为了保证天线的传输范围，需要配置双轴机构。卫星之间通过中继卫星通信，或者组网卫星之间互相通信，通常也需要配置双轴机构用于天线指向。对于深空探测应用的着陆器、星球车等各类卫星，包括一些小卫星的对此观测卫星，其拍摄用的相机通常也需要配置双轴机构，用于相机的扫描拍摄或者特定角度指向进行拍摄测量，如天线指向机构、太阳翼转动机构、相机指向机构等各类机构。也可单独用于展开机构、伸展机构、摆动机构等各类电机驱动的机构产品。
3.双轴机构在发射前都需要通过压紧释放机构进行压紧，传统的压紧释放机构都是采用火工装置进行压紧，如切割器、分离螺母等。航天器发射前，双轴机构压紧，入轨后，火工装置加电后点燃炸药，火工装置解除压紧状态，双轴机构可以在轨转动指向。近年来，也有压紧释放机构采用非火工的记忆合金拉断器、热刀、熔断器等非火工装置的压紧释放机构。无论哪种方式，都需要额外的供电电源，增加了航天器的配置。在中国发明专利cn201921978074.7，一种新型柔性压紧释放机构，该实用新型解决了单个电热释放元件的冗余问题，同时将电热释放元件安装与底座内部与柔性压紧释放机构相比可以大大减少外包络，简化设计结构，提高了可靠性，上述压紧释放机构存在如下两个典型不足：
4.1、都需要额外配置供电设备，增加电子设备复杂度，增加电缆走线；
5.2、除了记忆合金拉断器，其余压紧释放机构的作动元件都是一次性工作的机构，如火工装置等，熔断器和热刀也需要更换连接绳。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种宇航用双轴自主压紧释放机构，以解决上述背景技术中提出的上述压紧释放机构存在如下两个典型不足：都需要额外配置供电设备，增加电子设备复杂度，增加电缆走线和除了记忆合金拉断器，其余压紧释放机构的作动元件都是一次性工作的机构，如火工装置等，熔断器和热刀也需要更换连接绳的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种宇航用双轴自主压紧释放机构，包括压紧座和分离弹簧，所述压紧座的上方设置有球头垫片，且球头垫片的左侧设置有锁紧螺母，所述分离弹簧安装与锁紧螺母的左侧，且分离弹簧的左侧设置有防逃帽，所述防逃帽的内部设置有压紧杆，且压紧杆的上方设置有联结件，所述联结件的右侧设置有分瓣球形锁块，且分瓣球形锁块的上方设置有杠杆，所述杠杆的右侧设置有拉簧，且拉簧的右侧设置有卡扣，所述卡扣的上方设置有压簧，且压簧的上方设置有导引绳，所述导引绳的上方设置有导向柱，且导向柱的右侧设置有辅助压紧台，所述辅助压紧台的上方设置有盖板，且盖板的右侧设置有扭簧，所述扭簧的上方设置有端盖，所述卡扣的顶部设置有驱动组件a，且
驱动组件a的左侧设置有驱动组件b。
8.可选的，所述压紧杆通过锁紧螺母与分离弹簧之间的配合与防逃帽构成弹性结构，且分离弹簧的内部表面与压紧杆的外部表面相互贴合。
9.可选的，所述球头垫片与联结件之间为内嵌连接，且球头垫片的底部表面与联结件的顶部表面相互贴合。
10.可选的，所述分瓣球形锁块贯穿于杠杆的内部，且分瓣球形锁块与杠杆之间为插销连接，并且杠杆的横截面为“u”型构造。
11.可选的，所述分瓣球形锁块通过杠杆与拉簧之间的配合与卡扣构成平移结构，且杠杆与拉簧之间为固定连接。
12.可选的，所述卡扣通过压簧与杠杆之间构成开合结构，且压簧与卡扣之间为固定连接。
13.可选的，所述导引绳通过导向柱与卡扣之间构成收卷结构，且导引绳与导向柱之间为活动连接。
14.可选的，所述导引绳通过盖板与辅助压紧台之间构成收放结构，且盖板关于导引绳之间呈包覆状结构。
15.可选的，所述盖板通过扭簧与辅助压紧台之间构成开合结构，且盖板与扭簧之间为活动连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
17.1、本发明不需要额外配置火工装置或非火工装置作为动力源，可以通过机构自身的运动，解除对自身的压紧锁定。锁紧力不会受到火工装置或非火工装置的作动能力的约束，可以根据需求进行调整。该压紧释放机构可以多次重复压紧和解锁释放，大幅降低了地面试验测试过程中对火工装置的消耗，大幅降低产品试验成本。而且避免了火工装置在运输、存储、使用等过程中的危险，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作，综合来看，本发明具有重复使用、安全性高、可靠性高、低成本等特点。
18.2、本发明设置有分瓣球形锁块、杠杆、拉簧和卡扣，这样的设计大大提高了本装置的实用性，通过杠杆带动分瓣球形锁块解锁压紧杆组成的联动机构：在卡扣解除约束后，两侧杠杆在拉簧的作用下收拢，带动上下的分瓣球形锁块张开，解除对压紧杆的约束，从而压紧杆在分离弹簧的作用下撤出，实现联结件和压紧座的分离，通过这样的设计使得本装置具备了一套完整机械化解锁工序，从而可以使得本机构操作更加的简单，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作。
19.3、本发明在辅助压紧座的侧面设计为穿孔结构，将导引绳穿过小孔，解除约束后，导引绳的端部球头在穿孔处卡住，从而限制其行程，约束其位置在受控状态，不影响双轴机构工作，是为了导引绳解除压紧状态后，为了防止其处于失控状态，通过这样的设计使得本装置具备了很好的限制工作。
20.4、本发明提供一种不需要外接输入的电源、电缆，仅通过双轴机构自身的运动即可实现解锁的一种机构；该机构可以重复多次使用，大大节约成本；该机构可根据产品重量和力学输入特性，设计合适的预紧力而不需要考虑火工装置等压紧释放机构的能力。本发明适用于双周机构和单轴摆动机构等宇航电机驱动的运动机构压紧释放。
附图说明
21.图1为本发明一种宇航用双轴自主压紧释放机构的自主压紧释放机构原理示意图；
22.图2为本发明一种宇航用双轴自主压紧释放机构的导引绳与卡扣结构示意图；
23.图3为本发明一种宇航用双轴自主压紧释放机构的辅助压紧台解锁结构示意图；
24.图4为本发明一种宇航用双轴自主压紧释放机构的卡扣与杠杆连接结构示意图；
25.图5为本发明一种宇航用双轴自主压紧释放机构的压紧杆与分离弹簧连接结构示意图。
26.图中：1、压紧座；2、球头垫片；3、锁紧螺母；4、分离弹簧；5、防逃帽；6、压紧杆；7、联结件；8、分瓣球形锁块；9、杠杆；10、拉簧；11、卡扣；12、压簧；13、导引绳；14、导向柱；15、辅助压紧台；16、盖板；17、扭簧；18、端盖；19、驱动组件a；20、驱动组件b。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种宇航用双轴自主压紧释放机构，包括压紧座1和分离弹簧4，压紧座1的上方设置有球头垫片2，且球头垫片2的左侧设置有锁紧螺母3，分离弹簧4安装与锁紧螺母3的左侧，且分离弹簧4的左侧设置有防逃帽5，防逃帽5的内部设置有压紧杆6，且压紧杆6的上方设置有联结件7，压紧杆6通过锁紧螺母3与分离弹簧4之间的配合与防逃帽5构成弹性结构，且分离弹簧4的内部表面与压紧杆6的外部表面相互贴合，这样弹性结构的设计在杠杆9在拉簧10作用下抬起分瓣球形锁块8，从而可以使得压紧杆6解除约束，在通过分离弹簧4作用下向外抽出，实现双轴机构的解锁，这样的设计大大提高了本装置的实用性，使得可以通过机构自身的运动，解除对自身的压紧锁定。锁紧力不会受到火工装置或非火工装置的作动能力的约束，可以根据需求进行调整。该压紧释放机构可以多次重复压紧和解锁释放，大幅降低了地面试验测试过程中对火工装置的消耗，大幅降低产品试验成本，球头垫片2与联结件7之间为内嵌连接，且球头垫片2的底部表面与联结件7的顶部表面相互贴合，球头垫片2使得本装置的联结件7可以很好的与压紧杆6进行安装贴合，可以把本机构的压紧杆6和联结件7之间进行稳定的贴合连接，这样在工作时可有效的防止了压紧杆6所造成的晃动松动的情况，从而使得本装置不但更加稳定，还更加的安全可靠，联结件7的右侧设置有分瓣球形锁块8，且分瓣球形锁块8的上方设置有杠杆9，分瓣球形锁块8贯穿于杠杆9的内部，且分瓣球形锁块8与杠杆9之间为插销连接，并且杠杆9的横
截面为“u”型构造，通过把分瓣球形锁块8以贯穿的形式插入到杠杆的9内部，从而可以使得两侧的分瓣球形锁块8可以很好的对联结件7内部的压紧杆6进行很好的抵触控制，通过这样的设计使得本装置具备了可持续式的压紧和解锁功能，杠杆9的右侧设置有拉簧10，且拉簧10的右侧设置有卡扣11，分瓣球形锁块8通过杠杆9与拉簧10之间的配合与卡扣11构成平移结构，且杠杆9与拉簧10之间为固定连接，对本装置设置有分瓣球形锁块8、杠杆9、拉簧10和卡扣11，这样的设计大大提高了本装置的实用性，通过杠杆9带动分瓣球形锁块8解锁压紧杆6组成的联动机构：在卡扣11解除约束后，两侧杠杆9在拉簧10的作用下收拢，带动上下的分瓣球形锁块8张开，解除对压紧杆6的约束，从而压紧杆6在分离弹簧4的作用下撤出，实现联结件7和压紧座1的分离，通过这样的设计使得本装置具备了一套完整机械化解锁工序，从而可以使得本机构操作更加的简单，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作，卡扣11的上方设置有压簧12，且压簧12的上方设置有导引绳13，卡扣11通过压簧12与杠杆9之间构成开合结构，且压簧12与卡扣11之间为固定连接，当导引绳13抽出，卡扣11在压簧12的作用下摆开，解除对杠杆9的约束，从而使得压簧12可以控制着杠杆9可以进行摆开运动，导引绳13的上方设置有导向柱14，且导向柱14的右侧设置有辅助压紧台15，导引绳13通过导向柱14与卡扣11之间构成收卷结构，且导引绳13与导向柱14之间为活动连接，通过拉伸导引绳13可以很好的使得导引绳13与辅助压紧台15进行连接配合，辅助压紧台15的上方设置有盖板16，且盖板16的右侧设置有扭簧17，导引绳13通过盖板16与辅助压紧台15之间构成收放结构，且盖板16关于导引绳13之间呈包覆状结构，利用驱动组件b20输出轴上的端盖18将辅助压紧机构上的盖板16压住，驱动组件b20转动后，端盖18离开，盖板16在扭簧17的作用下向外侧翻开，解除对导引绳13的约束收放，从而释放卡扣11，扭簧17的上方设置有端盖18，盖板16通过扭簧17与辅助压紧台15之间构成开合结构，且盖板16与扭簧17之间为活动连接，开合结构的设计使得上方的驱动组件b20可以通过输出轴带着端盖18进行旋转，从而可以使得扭簧17可以带着盖板16进行开合运动。
30.本实施例的工作原理：双轴机构串联安装在一个底板上，从下到上依次为驱动组件a19和驱动组件b20，压紧释放机构将驱动组件b20的壳体压紧固定在底板上。压紧释放机构的压紧座1安装固定在底板上，联结件7与驱动组件b20的壳体连接，并通过一个压紧杆6将压紧座1和联结件7固定在一起，其预紧力可以根据压紧杆6的尺寸、材料和连接螺母的尺寸来设计。压紧杆6的一端通过两个分瓣球形锁块8将压紧杆6固定住，分瓣球形锁块8被两个杠杆9压住，防止其在预紧力作用下分离。杠杆9中间夹住一个卡扣11，卡扣11端部连接一个导引绳13，导引绳13的另一端设计为球形长杆形状，球形长杆被一个辅助压紧机构固定，辅助压紧上端的盖板16被驱动组件b20的输出轴连接的端盖18压住，通过驱动组件a19转动，将联结件7运动到中心孔与压紧座1对齐的位置，作为安装初始位置，将杠杆9安装在压紧座1上，同时将分瓣球形锁块8插入压紧座1内，并由杠杆9插入分瓣球形锁块8的导向孔内；将压紧杆6穿过分瓣球形锁块8、压紧座1、联结件7，在杠杆9的对口位置安装卡扣11，实现对杠杆9的定位，在压紧杆6另一端依次装入球头垫片2和锁紧螺母3，并通过锁紧螺母3施加预紧力，从而实现机构压紧，依次安装分离弹簧4、防逃帽5，安装好卡扣11及压簧12，将导引绳13沿着导向柱14，放入辅助压紧台15，并通过盖板16压住，最后驱动组件b20转动，将端盖18转动到压紧盖板16的位置，实现自主压紧释放机构的装配压紧；压紧杆6离开压紧座1和联结件7的接合面，驱动组件a19转动，将联结件7离开压紧座1，从而实现对双轴机构的压
紧，双轴机构可以开展运动指向工作；
31.产品解锁的过程相反，其工作过程如下：
32.驱动组件b20转动，端盖18解除对盖板16的约束，在扭簧17的作用下，盖板16打开，解除对导引绳13的约束，导引绳13抽出，卡扣11在压簧12的作用下摆开，解除对杠杆9的约束，杠杆9在拉簧10的作用下收拢，并将分瓣球形锁块8拉出，解除对压紧杆6的约束，压紧杆6在分离弹簧4的作用下抽出，解除对联结件7和压紧座1的连接约束，从而实现解锁，压紧杆6离开压紧座1和联结件7的接合面，驱动组件a19转动，将联结件7离开压紧座1，从而实现对双轴机构的压紧，双轴机构可以开展运动指向工作，导引绳13解除压紧状态后，为了防止其处于失控状态，影响双轴机构工作，在辅助压紧台15的侧面设计为穿孔结构，将导引绳13穿过小孔，解除约束后，导引绳13的端部球头在穿孔处卡住，从而限制其行程，约束其位置在受控状态，不影响双轴机构工作，本发明不需要额外配置火工装置或非火工装置作为动力源，可以通过机构自身的运动，解除对自身的压紧锁定。锁紧力不会受到火工装置或非火工装置的作动能力的约束，可以根据需求进行调整。该压紧释放机构可以多次重复压紧和解锁释放，大幅降低了地面试验测试过程中对火工装置的消耗，大幅降低产品试验成本。而且避免了火工装置在运输、存储、使用等过程中的危险，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作，综合来看，本发明具有重复使用、安全性高、可靠性高、低成本等特点。
33.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。