子母星展开释放装置的制作方法

1.本发明涉及航天领域，具体地，涉及航天领域内子母星展开释放装置。


背景技术：

2.当前，在一箭多星采用子母星发射方式中，待入轨子星释放后其子星的安装平台多采用留在母星的平台上或者抛离；若子星的收纳平台留在母星的平台上势必影响母星的机动性，若子星的收纳平台采用抛离方式脱离母星则势必制造更多的太空垃圾；因此，对于若子星的收纳平台如何实现多功能的重复使用亟待解决。
3.同时，若通过剪式连杆机构的多层/多平面容纳空间，使得不同平面的子星基板在释放子星时存在一些问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种子母星展开释放装置。
5.本发明提供的一种子母星展开释放装置，包括：母星；展开组件，包括连接件和展开件，所述连接件一端与所述母星相连接，另一端与所述展开件相连接；释放组件，其与所述展开件相连接；其中，所述展开件包括第二驱动机构和剪式连杆机构，通过配合方式所述第二驱动机构控制所述剪式连杆机构运动。
6.优选的，所述剪式连杆机构包括剪式联动驱动杆和剪式联动从动杆，且两者相铰接；其中，所述第二驱动机构驱动所述剪式联动驱动杆旋转，从而带动所述剪式联动从动杆旋转，所述剪式连杆机构实现升降。
7.优选的，所述配合方式采用齿轮配合的方式。
8.优选的，所述第二驱动机构包括展开驱动电机、展开驱动齿轮和展开从动齿轮，所述展开驱动电机固定于外展基座，且所述展开驱动齿轮相连接，所述展开从动齿轮固定于所述剪式联动驱动杆，所述展开驱动齿轮与所述展开从动齿轮相啮合；其中，所述剪式连杆机构一端与支撑机构相铰接，另一端与所述外展基座相铰接。
9.优选的，所述释放组件包括子星和子星基板，所述子星设于所述子星基板上，所述子星基板与所述展开件铰接。
10.优选的，所述子星基板至少与2个所述剪式连杆机构相铰接，且2个铰接点分别设于所述子星基板的对立面。
11.优选的，每个所述剪式连杆机构至少铰接2个所述子星基板，且2个所述子星基板的间距不小于所述子星基板的长度。
12.优选的，所述连接件包括连杆机构、支撑机构和第一驱动机构，所述第一驱动机构一端与所述连杆机构相连接，另一端与所述释放组件相连接，通过所述第一驱动机构改变所述释放组件的转动方向。
13.优选的，所述连接件包括连杆机构和支撑机构；所述连杆机构包括外展连杆、连接基座和外展基座，所述外展连杆一端与所述连接基座铰接，另一端与所述外展基座铰接；所
述支撑机构与所述外展基座相连接，所述外展连杆的运动带动所述支撑机构的运动；其中，所述连接基座与所述母星固定连接
14.优选的，所述第一驱动包括调姿驱动电机、调姿驱动锥齿轮和调姿从动锥齿轮，所述调姿驱动电机固定于所述外展基座，并与所述调姿驱动锥齿轮相连接，所述调姿从动锥齿轮固定于所述外展基座；其中，所述调姿驱动锥齿轮与所述调姿从动锥齿轮相啮合，所述调姿驱动电机运转，使所述调姿驱动锥齿轮和所述调姿从动锥齿轮旋转，所述外展基座随所述调姿从动锥齿轮旋转。
15.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
16.(1)通过第一驱动机构中的调姿驱动电机运转带动调姿驱动锥齿轮旋转，继而使得调姿从动锥齿轮带动子星基板做展开和转位的功能；
17.(2)通过剪式连杆机构和第二驱动机构的配合，使得能够容纳子星基板能实现多层收纳并压紧容纳空间按的效果，从而能够容纳子星的空间更多，具有展开性好、质量轻、展开可靠的效果；
18.(3)利用展开并释放后的子星基板可继续作为天线/电池翼的基板使用，实现资源合理配置的效果。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
20.图1为本发明子母星展开释放装置的整体结构展开后示意图；
21.图2为本发明子母星展开释放装置中所述连接件的整体结构示意图；
22.图3为本发明子母星展开释放装置中所述剪式连杆机构准备展开的结构示意图；
23.图4为图3所示中一个部分的局部结构放大示意图；
24.图5为图3所示中另一个部分的局部结构放大示意图；
25.图6为本发明子母星展开释放装置中所述展开组件的整体结构示意图；
26.图7为本发明子母星展开释放装置中整体结构压缩状态下的结构示意图；
27.图8为本发明子母星展开释放装置中整体结构半展开状态的整体结构示意图；
28.图中：
29.100-母星；
30.200-展开组件；
31.210-连接件；
32.211-连杆机构；
33.211a-外展连杆；
34.211a-1—第一连杆；
35.211a-2—第二连杆；
36.211b-连接基座；
37.211c-外展基座；
38.212-支撑机构；
39.213-第一驱动机构；
40.213a-调姿驱动电机；
41.213b-调姿驱动锥齿轮；
42.213c-调姿从动锥齿轮；
43.220-展开件；
44.221-第二驱动机构；
45.221a-展开驱动电机；
46.221b-展开驱动齿轮；
47.221c-展开从动齿轮221；
48.222-剪式连杆机构；
49.222a-剪式联动驱动杆；
50.222b-剪式联动从动杆；
51.300-释放组件；
52.301-子星；
53.302-子星基板；
具体实施方式
54.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
55.目前，在一箭多星采用子母星发射方式中，待入轨子星释放后其子星的安装平台多采用留在母星的平台上或者抛离；若子星的收纳平台留在母星的平台上势必影响母星的机动性，若子星的收纳平台采用抛离方式脱离母星则势必制造更多的太空垃圾；因此，对于若子星的收纳平台如何实现多功能的重复使用亟待解决，基于此，本发明提供了一种展开释放装置。
56.实施例1
57.参照图1、6～8，本发明提供的一种子母星展开释放装置第一个实施例中，包括母星100、展开组件200和释放组件300，入轨前，释放组件300通过展开组件200收缩处于压紧状态，入轨解锁后，通过展开组件200实现释放组件300的展开和转位。
58.释放组件300包括子星301和子星基板302，子星301设于子星基板302上，当其入轨解锁后，通过控制系统可控制子星301从子星基板302上释放。
59.在本实施例中，展开组件200包括连接件210和展开件220，展开件220与子星基板302相铰接，从而实现通过展开件220带动子星基板302转位的效果。子星301从子星基板302上完全释放后，由展开件220和子星基板302构成新的天线或电池翼。
60.参照图6～8，展开件220包括第二驱动机构221和剪式连杆机构222，通过第二驱动机构221和剪式连杆机构222实现了两个效果：其一，通过剪式连杆机构222实现了收缩空间，使得能够容纳子星基板302的空间更多，从而能够容纳子星301的空间更多。其二，通过剪式连杆机构222的多层/多平面容纳空间，使得不同平面的子星基板302在释放子星301时存在一些问题，例如，如附图所示，将子星基板302分成了3层，若同时释放3层的子星301，置
于第二层或者第三层的子星301释放的空间会受限，从而达不到预期效果，造成资源浪费。在本实施例中，通过第二驱动机构221和剪式连杆机构222的配合，使得不同层/平面内的子星基板302旋转到同一平面内，从而更好的实现子星基板302和子星301间分离的效果。
61.展开组件200包括连接件210和展开件220，展开件220包括第二驱动机构221和剪式连杆机构222，子星基板302至少与2个剪式连杆机构222相铰接，且2个铰接点分别设于子星基板302的对立面，例如一个点设于子星基板302的前面，另一个设于子星基板302的后面，从而保证子星基板302与剪式连杆机构222的连接稳定性。
62.需要注意的是，如附图所示，为了进一步保证其稳定性，本实施例中的优选方案为：每个子星基板302与4个剪式连杆机构222相铰接，铰接点为子星基板302的前面和后面，且前面和后面各设置2个铰接点。值得注意的是，前面所述的前面和后面是相对于附图中的视图来讲，以附图中的x方向为正方向，该方向所指的对应面是前面，与之相反的方向为后面。
63.在本实施例中，通过剪式连杆机构222与多个子星基板302相铰接，实现多层/多平面容纳空间，故而每一个剪式连杆机构222至少铰接2个子星基板302，且每层子星基板302的间距不小于子星基板302的长度，为了便于理解，这里所指的长度是相对于附图中y方向所讲。
64.优选的，在本实施例中，剪式连杆机构222设两组，且对称设置于母星100的两侧。
65.应当注意的是，在展开件220实现的功能分为两个，其一，实现纵向收缩/展开的功能，其二，实现横向收缩/展开的功能。具体实施中，为了展开已经收缩的剪式连杆机构222，优选为先实现纵向展开的功能后再实现横向展开的功能，即先使得剪式连杆机构222从附图中所示的y轴方由剪式状态转变为直杆状态后进行锁定，再进行z轴方向的平铺展开，直至旋转不同层的子星基板302旋转至同一平面后，再次进行锁定。
66.参照图6～8，进一步的，剪式连杆机构222包括剪式联动驱动杆222a和剪式联动从动杆222b，通过剪式联动驱动杆222a和剪式联动从动杆222b铰接配合，实现空间收纳的效果。
67.剪式连杆机构222包括剪式联动驱动杆222a和剪式联动从动杆222b，两者相铰接，第二驱动机构221包括展开驱动电机221a、展开驱动齿轮221b和展开从动齿轮221c，展开驱动电机221a固定于外展基座211c，且与展开驱动齿轮221b相连接，展开从动齿轮221c固定于剪式联动驱动杆222a，展开驱动齿轮221b与展开从动齿轮221c相啮合。
68.当展开驱动电机221a工作时，展开驱动齿轮221b也随之旋转，继而与展开驱动齿轮221b啮合的展开从动齿轮221c也随之运转，因为展开从动齿轮221c与剪式联动驱动杆222a固定连接，所以剪式联动驱动杆222a也随之旋转，继而实现与剪式连杆机构222铰接的各个层子星基板302的间距，实现子星基板302之间的收缩与展开。
69.参照图1～5，在本实施例中，连接件210包括连杆机构211、支撑机构212和第一驱动机构213。通过第一驱动机构213和支撑机构212的配合实现释放组件300的展开和转位。
70.展开组件200包括连接件210和展开件220，连接件210一端与母星100相连接，另一端与展开件220相连接。连接件210包括连杆机构211和第一驱动机构213，连杆机构211一端与母星100相连接，另一端与展开件220相连接，通过连杆机构211的展开/收缩来实现放大/压缩卫星整体的空间。
71.较佳的，参考附图，在本实施例中，连杆机构211包括外展连杆211a、连接基座211b和外展基座211c，其中，外展连杆211a包括第一连杆211a-1和第二连杆211a-2，第一连杆211a-1一端与母星100相铰接，另一端与第二连杆211a-2相铰接，第二连杆211a-2的另一端与外展基座211c铰接连接，外展基座211c与展开件220固定连接。
72.优选的，支撑机构212与外展基座211c相连接，外展连杆211a的运动带动支撑机构212的运动，且运动方向相同。
73.需要说明的是，连杆机构211的连杆数量不限于附图和上述中的数量，所有未列出数量且数量大于1，均在本发明的保护范围内。
74.第一驱动机构213包括调姿驱动电机213a、调姿驱动锥齿轮213b和调姿从动锥齿轮213c，调姿驱动电机213a固定于外展基座211c，并与调姿驱动锥齿轮213b相连接，调姿从动锥齿轮213c固定于外展基座211c，同时调姿驱动锥齿轮213b与调姿从动锥齿轮213c相啮合。
75.当调姿驱动电机213a工作时，带动调姿驱动锥齿轮213b旋转，因调姿驱动锥齿轮213b与调姿从动锥齿轮213c相啮合，继而调姿从动锥齿轮213c随之旋转。又调姿从动锥齿轮213c固定于外展基座211c，故而外展基座211c随调姿从动锥齿轮213c旋转而相对地平线变化角度。因此，通过调姿驱动电机213a控制展开件220在与外展基座211c相垂直的面旋转。
76.需要说明的是，在本发明提供的示意图中，为避免展开件220转动的过程中碰到母星100，故而需要在连杆机构211展开的状态下，即第一连杆211a和第二连杆211b连成一条线且与展开件220垂直时，第一驱动机构213才可驱动并调整展开件220的位置。
77.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种子母星展开释放装置，其特征在于，包括：母星(100)；展开组件(200)，包括连接件(210)和展开件(220)，所述连接件(210)一端与所述母星(100)相连接，另一端与所述展开件(220)相连接；释放组件(300)，其与所述展开件(220)相连接；其中，所述展开件(220)包括第二驱动机构(221)和剪式连杆机构(222)，通过配合方式所述第二驱动机构(221)控制所述剪式连杆机构(222)运动。2.根据权利要求1所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述剪式连杆机构(222)包括剪式联动驱动杆(222a)和剪式联动从动杆(222b)，且两者相铰接；其中，所述第二驱动机构(221)驱动所述剪式联动驱动杆(222a)旋转，从而带动所述剪式联动从动杆(222b)旋转，所述剪式连杆机构(222)实现升降。3.根据权利要求2所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述配合方式采用齿轮配合的方式。4.根据权利要求3所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述第二驱动机构(221)包括展开驱动电机(221a)、展开驱动齿轮(221b)和展开从动齿轮(221c)，所述展开驱动电机(221a)固定于外展基座(211c)，且所述展开驱动齿轮(221b)相连接，所述展开从动齿轮(221c)固定于所述剪式联动驱动杆(222a)，所述展开驱动齿轮(221b)与所述展开从动齿轮(221c)相啮合；其中，所述剪式连杆机构(222)一端与支撑机构(212)相铰接，另一端与所述外展基座(211c)相铰接。5.根据权利要求4所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述释放组件(300)包括子星(301)和子星基板(302)，所述子星(301)设于所述子星基板(302)上，所述子星基板(302)与所述展开件(220)铰接。6.根据权利要求5所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述子星基板(302)至少与2个所述剪式连杆机构(222)相铰接，且2个铰接点分别设于所述子星基板(302)的对立面。7.根据权利要求5或6所述的子母星展开释放装置，其特征在于：每个所述剪式连杆机构(222)至少铰接2个所述子星基板(302)，且2个所述子星基板(302)的间距不小于所述子星基板(302)的长度。8.根据权利要求7所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述连接件(210)包括连杆机构(211)、支撑机构(212)和第一驱动机构(213)，所述第一驱动机构(213)一端与所述连杆机构(211)相连接，另一端与所述释放组件(300)相连接，通过所述第一驱动机构(213)改变所述释放组件(300)的转动方向。9.根据权利要求8所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述连接件(210)包括连杆机构(211)和支撑机构(212)；所述连杆机构(211)包括外展连杆(211a)、连接基座(211b)和外展基座(211c)，所述外展连杆(211a)一端与所述连接基座(211b)铰接，另一端与所述外展基座(211c)铰接；所述支撑机构(212)与所述外展基座(211c)相连接，所述外展连杆(211a)的运动带动
所述支撑机构(212)的运动；其中，所述连接基座(211b)与所述母星(100)固定连接。10.根据权利要求9所述的子母星展开释放装置，其特征在于：所述第一驱动(213)包括调姿驱动电机(213a)、调姿驱动锥齿轮(213b)和调姿从动锥齿轮(213c)，所述调姿驱动电机(213a)固定于所述外展基座(211c)，并与所述调姿驱动锥齿轮(213b)相连接，所述调姿从动锥齿轮(213c)固定于所述外展基座(211c)；其中，所述调姿驱动锥齿轮(213b)与所述调姿从动锥齿轮(213c)相啮合，所述调姿驱动电机(213a)运转，使所述调姿驱动锥齿轮(213b)和所述调姿从动锥齿轮(213c)旋转，所述外展基座(211c)随所述调姿从动锥齿轮(213c)旋转。

技术总结
本发明提供的一种子母星展开释放装置，包括：母星；展开组件，包括连接件和展开件，所述连接件一端与所述母星相连接，另一端与所述展开件相连接；释放组件，其与所述展开件相连接；其中，所述展开件包括第二驱动机构和剪式连杆机构，通过配合方式所述第二驱动机构控制所述剪式连杆机构运动。通过调姿驱动电机运转带动调姿驱动锥齿轮旋转，继而使得调姿从动锥齿轮带动子星基板做展开和转位；剪式连杆机构和第二驱动机构的配合，使得能够容纳子星基板能实现多层收纳并压紧容纳空间按的效果，利用展开并释放后的子星基板可继续作为天线/电池翼的基板使用，实现资源合理配置的效果。实现资源合理配置的效果。实现资源合理配置的效果。


技术研发人员：刘钰 房光强 谢超 刘大利 徐大富 王治易
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/6/28