一种可整体拆卸式压紧释放机构及在轨整体拆卸方法与流程

1.本发明属于航天器机构的压紧释放领域，涉及一种可整体拆卸式压紧释放机构及在轨整体拆卸方法。


背景技术：

2.随着我国大型航天器任务的发展，为适应大型航天器在轨大功率的需求采用了大面积太阳翼。压紧释放机构是大型航天器大面积太阳翼的核心部件之一，保证太阳翼在轨多次重复展收后可靠的固定。为适应大型航天器在轨长期运行及太阳翼在轨多次展收的要求，压紧释放机构需具备较高的功能可靠度，且必要时由航天员在轨手动实施拆卸。
3.由于太阳翼尺寸大，刚度小，经过发射时的冲击振动，入轨后可能会出现故障，航天员在轨手动实施拆卸，难度大，任务成本高，任务可靠性低，航天器寿命短。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种可整体拆卸式压紧释放机构及在轨整体拆卸方法，可整体拆卸式压紧释放机构具有在轨可整体拆卸、可维修的特点。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种可整体拆卸式压紧释放机构，包括小头套、第一螺钉、盖、螺母、铝蜂窝、内六角螺栓、加载螺母、承力碗、滑块、长螺杆、长弹簧、压紧帽、紧固装置、第二螺钉、头套壳、压紧头套、被压件和爆炸螺母组件；
7.小头套通过4个内六角螺栓安装在滑块上；盖通过4个第一螺钉安装在压紧帽的顶部；铝蜂窝安装在压紧帽的头部；压紧态时长螺杆一端拧入爆炸螺栓组件的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母配合，将承力碗、滑块压紧在头套壳上；加载螺母的上面通过螺母实现双螺母防松；滑块将长弹簧压缩起来；长弹簧套在头套壳的中间圆柱上；头套壳和压紧帽通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉一起被安装在压紧头套上；2个松不脱螺钉的壳体通过螺钉安装在压紧帽的安装法兰上，松不脱螺钉中的m8内六角螺钉穿过压紧头套固定在被压件上。
8.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，航天器发射阶段，压紧释放机构处于压紧状态
9.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，航天器入轨后，依次进入释放阶段和在轨整体拆卸阶段。
10.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，释放阶段的具体过程为：
11.爆炸螺母组件引爆后释放长螺杆，长螺杆的约束解除后，在长弹簧的作用下，滑块、承力碗、加载螺母、螺母、长螺杆、小头套、第一螺钉全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块沿着压紧帽内壁滑动，直至小头套上的第一螺钉头顶到铝蜂窝；铝蜂窝发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。
12.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，在轨整体拆卸阶段的具体过程为：
13.航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽上的2个松不脱螺钉中的m8螺钉，解除压紧头套与被压件之间的连接；之后由航天员握住压紧帽向外施加拉力，将压紧帽、压紧头套以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。
14.一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，包括：
15.制作压紧释放机构；
16.航天器发射阶段，压紧释放机构处于压紧状态；
17.航天器入轨后，压紧释放机构处于释放阶段；
18.对压紧释放机构进行在轨整体拆卸。
19.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，压紧释放机构包括小头套、第一螺钉、盖、螺母、铝蜂窝、内六角螺栓、加载螺母、承力碗、滑块、长螺杆、长弹簧、压紧帽、紧固装置、第二螺钉、头套壳、压紧头套、被压件和爆炸螺母组件；
20.小头套通过4个内六角螺栓安装在滑块上；盖通过4个第一螺钉安装在压紧帽的顶部；铝蜂窝安装在压紧帽的头部；压紧态时长螺杆一端拧入爆炸螺栓组件的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母配合，将承力碗、滑块压紧在头套壳上；加载螺母的上面通过螺母实现双螺母防松；滑块将长弹簧压缩起来；长弹簧套在头套壳的中间圆柱上；头套壳和压紧帽通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉一起被安装在压紧头套上；2个松不脱螺钉的壳体通过螺钉安装在压紧帽的安装法兰上，松不脱螺钉中的m8内六角螺钉穿过压紧头套固定在被压件上。
21.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，此时压紧释放机构处于压紧状态。
22.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，压紧释放机构处于释放阶段的具体过程为：
23.爆炸螺母组件引爆后释放长螺杆，长螺杆的约束解除后，在长弹簧的作用下，滑块、承力碗、加载螺母、螺母、长螺杆、小头套、第一螺钉全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块沿着压紧帽内壁滑动，直至小头套上的第一螺钉头顶到铝蜂窝；铝蜂窝发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。
24.在上述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，对压紧释放机构进行在轨整体拆卸的具体过程为：
25.航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽上的2个松不脱螺钉中的m8螺钉，解除压紧头套与被压件之间的连接；之后由航天员握住压紧帽向外施加拉力，将压紧帽、压紧头套以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。
26.本发明与现有技术相比的有益效果是：
27.(1)本发明采用头套壳和压紧帽通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉一起被安装在压紧头套上，2个松不脱螺钉的壳体通过螺钉安装在压紧帽的安装法兰上，松不脱螺钉穿过压紧头套固定在被压件上，通过采用创新的压紧方式，实现了压紧释放机构在航天器发射阶段处于可靠的压紧状态；
28.(2)本发明采用爆炸螺母组件引爆释放长螺杆，在长弹簧的作用下，滑块、承力碗、加载螺母、螺母、长螺杆、小头套、第一螺钉等零件全部被向上弹起，滑块沿着压紧帽内壁滑动，直至小头套上的第一螺钉头顶到铝蜂窝，铝蜂窝发生变形消耗冲击产生的能量，通过采用创新的解锁方式和各零件的行程设计，实现了压紧释放机构在航天器入轨后的可靠性释放动作；
29.(3)本发明先拆卸压紧帽上的2个松不脱螺钉，解除压紧头套与被压件之间的连接，之后由航天员握住压紧帽向外施加拉力，将压紧帽、压紧头套以及内部的所有零件全部拆卸下来，创新性的解决了压紧释放机构在轨的整体拆卸工作可靠性低的难题。
附图说明
30.图1为本发明可整体拆卸式压紧释放机构的侧视图；
31.图2为本发明可整体拆卸式压紧释放机构的初始压紧状态剖视图；
32.图3为本发明可整体拆卸式压紧释放机构的火工品释放状态剖视图；
33.图4为本发明可整体拆卸式压紧释放机构的在轨整体拆卸后剖视图；
34.图5为本发明可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸全流程示意图。
具体实施方式
35.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
36.本发明提出一种可整体拆卸式压紧释放机构及在轨整体拆卸方法，可整体拆卸式压紧释放机构具有在轨可整体拆卸、可维修的特点。
37.可整体拆卸式压紧释放机构，如图1所示，具体包括小头套1、第一螺钉2、盖3、螺母4、铝蜂窝5、内六角螺栓6、加载螺母7、承力碗8、滑块9、长螺杆10、长弹簧11、压紧帽12、紧固装置13、第二螺钉14、头套壳15、压紧头套16、被压件17和爆炸螺母组件18。
38.小头套1通过4个内六角螺栓6安装在滑块9上；盖3通过4个第一螺钉2安装在压紧帽12的顶部；铝蜂窝5安装在压紧帽12的头部；压紧态时长螺杆10一端拧入爆炸螺栓组件18的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母7配合，将承力碗8、滑块9压紧在头套壳15上；加载螺母7的上面通过螺母4实现双螺母防松；滑块9将长弹簧11压缩起来；长弹簧11套在头套壳15的中间圆柱上；头套壳15和压紧帽12通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉14一起被安装在压紧头套16上；2个松不脱螺钉13的壳体通过螺钉安装在压紧帽12的安装法兰上，松不脱螺钉13中的m8内六角螺钉穿过压紧头套16固定在被压件17上。
39.航天器发射阶段，压紧释放机构处于压紧状态，如图2所示。
40.航天器入轨后，依次进入释放阶段和在轨整体拆卸阶段。
41.如图3所示，释放阶段的具体过程为：
42.爆炸螺母组件18引爆后释放长螺杆10，长螺杆10的约束解除后，在长弹簧11的作用下，滑块9、承力碗8、加载螺母7、螺母4、长螺杆10、小头套1、第一螺钉2全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块9沿着压紧帽12内壁滑动，直至小头套1上的第一螺钉2头顶到铝蜂窝5；铝蜂窝5发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。
43.如图4所示，在轨整体拆卸阶段的具体过程为：
44.航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽12上的2
个松不脱螺钉13中的m8螺钉，解除压紧头套16与被压件17之间的连接；之后由航天员握住压紧帽12向外施加拉力，将压紧帽12、压紧头套16以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。
45.如图5所示，可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，具体包括如下步骤：
46.制作压紧释放机构；压紧释放机构包括小头套1、第一螺钉2、盖3、螺母4、铝蜂窝5、内六角螺栓6、加载螺母7、承力碗8、滑块9、长螺杆10、长弹簧11、压紧帽12、紧固装置13、第二螺钉14、头套壳15、压紧头套16、被压件17和爆炸螺母组件18。
47.小头套1通过4个内六角螺栓6安装在滑块9上；盖3通过4个第一螺钉2安装在压紧帽12的顶部；铝蜂窝5安装在压紧帽12的头部；压紧态时长螺杆10一端拧入爆炸螺栓组件18的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母7配合，将承力碗8、滑块9压紧在头套壳15上；加载螺母7的上面通过螺母4实现双螺母防松；滑块9将长弹簧11压缩起来；长弹簧11套在头套壳15的中间圆柱上；头套壳15和压紧帽12通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉14一起被安装在压紧头套16上；2个松不脱螺钉13的壳体通过螺钉安装在压紧帽12的安装法兰上，松不脱螺钉13中的m8内六角螺钉穿过压紧头套16固定在被压件17上。
48.航天器发射阶段，压紧释放机构处于压紧状态；此时压紧释放机构处于压紧状态。
49.航天器入轨后，压紧释放机构处于释放阶段；压紧释放机构处于释放阶段的具体过程为：
50.爆炸螺母组件18引爆后释放长螺杆10，长螺杆10的约束解除后，在长弹簧11的作用下，滑块9、承力碗8、加载螺母7、螺母4、长螺杆10、小头套1、第一螺钉2全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块9沿着压紧帽12内壁滑动，直至小头套1上的第一螺钉2头顶到铝蜂窝5；铝蜂窝5发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。
51.对压紧释放机构进行在轨整体拆卸。对压紧释放机构进行在轨整体拆卸的具体过程为：
52.航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽12上的2个松不脱螺钉13中的m8螺钉，解除压紧头套16与被压件17之间的连接；之后由航天员握住压紧帽12向外施加拉力，将压紧帽12、压紧头套16以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。
53.本发明采用头套壳和压紧帽通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉一起被安装在压紧头套上，2个松不脱螺钉的壳体通过螺钉安装在压紧帽的安装法兰上，松不脱螺钉穿过压紧头套固定在被压件上，通过采用创新的压紧方式，实现了压紧释放机构在航天器发射阶段处于可靠的压紧状态；
54.同时采用爆炸螺母组件引爆释放长螺杆，在长弹簧的作用下，滑块、承力碗、加载螺母、螺母、长螺杆、小头套、第一螺钉等零件全部被向上弹起，滑块沿着压紧帽内壁滑动，直至小头套上的第一螺钉头顶到铝蜂窝，铝蜂窝发生变形消耗冲击产生的能量，通过采用创新的解锁方式和各零件的行程设计，实现了压紧释放机构在航天器入轨后的可靠性释放动作；
55.本发明先拆卸压紧帽上的2个松不脱螺钉，解除压紧头套与被压件之间的连接，之后由航天员握住压紧帽向外施加拉力，将压紧帽、压紧头套以及内部的所有零件全部拆卸下来，创新性的解决了压紧释放机构在轨的整体拆卸工作可靠性低的难题。
56.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种可整体拆卸式压紧释放机构，其特征在于：包括小头套(1)、第一螺钉(2)、盖(3)、螺母(4)、铝蜂窝(5)、内六角螺栓(6)、加载螺母(7)、承力碗(8)、滑块(9)、长螺杆(10)、长弹簧(11)、压紧帽(12)、紧固装置(13)、第二螺钉(14)、头套壳(15)、压紧头套(16)、被压件(17)和爆炸螺母组件(18)；小头套(1)通过4个内六角螺栓(6)安装在滑块(9)上；盖(3)通过4个第一螺钉(2)安装在压紧帽(12)的顶部；铝蜂窝(5)安装在压紧帽(12)的头部；压紧态时长螺杆(10)一端拧入爆炸螺栓组件(18)的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母(7)配合，将承力碗(8)、滑块(9)压紧在头套壳(15)上；加载螺母(7)的上面通过螺母(4)实现双螺母防松；滑块(9)将长弹簧(11)压缩起来；长弹簧(11)套在头套壳(15)的中间圆柱上；头套壳(15)和压紧帽(12)通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉(14)一起被安装在压紧头套(16)上；2个松不脱螺钉(13)的壳体通过螺钉安装在压紧帽(12)的安装法兰上，松不脱螺钉(13)中的m8内六角螺钉穿过压紧头套(16)固定在被压件(17)上。2.根据权利要求1所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，其特征在于：航天器发射阶段，如权利要求1所述的压紧释放机构处于压紧状态。3.根据权利要求1所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，其特征在于：航天器入轨后，依次进入释放阶段和在轨整体拆卸阶段。4.根据权利要求3所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，其特征在于：释放阶段的具体过程为：爆炸螺母组件(18)引爆后释放长螺杆(10)，长螺杆(10)的约束解除后，在长弹簧(11)的作用下，滑块(9)、承力碗(8)、加载螺母(7)、螺母(4)、长螺杆(10)、小头套(1)、第一螺钉(2)全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块(9)沿着压紧帽(12)内壁滑动，直至小头套(1)上的第一螺钉(2)头顶到铝蜂窝(5)；铝蜂窝(5)发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。5.根据权利要求3所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构，其特征在于：在轨整体拆卸阶段的具体过程为：航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽(12)上的2个松不脱螺钉(13)中的m8螺钉，解除压紧头套(16)与被压件(17)之间的连接；之后由航天员握住压紧帽(12)向外施加拉力，将压紧帽(12)、压紧头套(16)以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。6.一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，其特征在于：包括：制作压紧释放机构；航天器发射阶段，压紧释放机构处于压紧状态；航天器入轨后，压紧释放机构处于释放阶段；对压紧释放机构进行在轨整体拆卸。7.根据权利要求6所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，其特征在于：压紧释放机构包括小头套(1)、第一螺钉(2)、盖(3)、螺母(4)、铝蜂窝(5)、内六角螺栓(6)、加载螺母(7)、承力碗(8)、滑块(9)、长螺杆(10)、长弹簧(11)、压紧帽(12)、紧固装置(13)、第二螺钉(14)、头套壳(15)、压紧头套(16)、被压件(17)和爆炸螺母组件(18)；小头套(1)通过4个内六角螺栓(6)安装在滑块(9)上；盖(3)通过4个第一螺钉(2)安装
在压紧帽(12)的顶部；铝蜂窝(5)安装在压紧帽(12)的头部；压紧态时长螺杆(10)一端拧入爆炸螺栓组件(18)的螺纹中，另一端通过螺纹与加载螺母(7)配合，将承力碗(8)、滑块(9)压紧在头套壳(15)上；加载螺母(7)的上面通过螺母(4)实现双螺母防松；滑块(9)将长弹簧(11)压缩起来；长弹簧(11)套在头套壳(15)的中间圆柱上；头套壳(15)和压紧帽(12)通过嵌套结构配合成一个整体，并通过4个第二螺钉(14)一起被安装在压紧头套(16)上；2个松不脱螺钉(13)的壳体通过螺钉安装在压紧帽(12)的安装法兰上，松不脱螺钉(13)中的m8内六角螺钉穿过压紧头套(16)固定在被压件(17)上。8.根据权利要求7所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，其特征在于：此时压紧释放机构处于压紧状态。9.根据权利要求8所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，其特征在于：压紧释放机构处于释放阶段的具体过程为：爆炸螺母组件(18)引爆后释放长螺杆(10)，长螺杆(10)的约束解除后，在长弹簧(11)的作用下，滑块(9)、承力碗(8)、加载螺母(7)、螺母(4)、长螺杆(10)、小头套(1)、第一螺钉(2)全部被向上弹起；向上弹出过程中滑块(9)沿着压紧帽(12)内壁滑动，直至小头套(1)上的第一螺钉(2)头顶到铝蜂窝(5)；铝蜂窝(5)发生变形消耗冲击产生的能量；完成释放动作。10.根据权利要求9所述的一种可整体拆卸式压紧释放机构在轨整体拆卸方法，其特征在于：对压紧释放机构进行在轨整体拆卸的具体过程为：航天员手持电动工具出舱行走，在舱外机械臂的辅助下依次拆卸压紧帽(12)上的2个松不脱螺钉(13)中的m8螺钉，解除压紧头套(16)与被压件(17)之间的连接；之后由航天员握住压紧帽(12)向外施加拉力，将压紧帽(12)、压紧头套(16)以及内部的所有零件全部拆卸下来，完成压紧释放机构在轨的整体拆卸工作。

技术总结
本发明涉及一种可整体拆卸式压紧释放机构及在轨整体拆卸方法，属于航天器机构的压紧释放领域；包括小头套、第一螺钉、盖、螺母、铝蜂窝、内六角螺栓、加载螺母、承力碗、滑块、长螺杆、长弹簧、压紧帽、紧固装置、第二螺钉、头套壳、压紧头套、被压件和爆炸螺母组件；此时压紧释放机构处于压紧状态，航天器处于发射阶段；当航天器入轨后，依次进入释放阶段和在轨整体拆卸阶段；本发明的可整体拆卸式压紧释放机构具有在轨可整体拆卸、可维修的特点。可维修的特点。可维修的特点。


技术研发人员：蒋延达 林艳 陈胜珉 崔琦峰 范凡
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：2023.03.03
技术公布日：2023/6/27