一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构的制作方法

1.本发明属于航天器机构的压紧释放领域，涉及一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构。


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装。然而目前航天员在轨拆卸时，内部零件必然会由于分离而不散落、产生空间碎片，目前没有方案能解决上述技术难题。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，可以实现航天员在轨拆卸，该方案采用爪式结构抱紧内部零件实现拆装分离且不散落、不产生空间碎片。
4.本发明解决技术的方案是：
5.一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，包括松不脱螺钉、第一滑块、压紧帽、抱爪、第一支架、第二滑块、压缩弹簧、弹簧套管、压紧头套、防松螺母、加载螺母、承力碗、拉簧、长螺杆、第二支架和被压件；
6.初始状态，长螺杆的一端通过螺纹与加载螺母相连，并使用防松螺母实现双螺母防松；通过加载螺母将承力碗、第二滑块、被压件一起压紧；压缩弹簧被第二滑块压紧在弹簧套管上，弹簧套管安装在压紧头套上，压紧头套通过结构胶安装在被压件上；
7.压紧帽通过2个松不脱螺钉安装在被压件上；所述第二滑块、压缩弹簧、弹簧套管、防松螺母、加载螺母、承力碗、长螺杆全部被压紧帽限制在压紧头套中；
8.第一滑块安装在压紧帽的顶部圆柱面上，所述压紧帽大圆柱端面安装有4个第一支架；第一支架通过其上的圆孔与抱爪的旋转轴相连；抱爪的一端通过圆柱面安装在第一滑块的梯形支架上的长条形圆孔中；第一滑块的头部安装有一个松不脱螺钉，松不脱螺钉通过螺纹拧入并穿过第一滑块；第一滑块通过其上的4个三角形支架与4个拉簧相连；拉簧的另一端固定在第二支架上，第二支架焊接在压紧帽的法兰面上。
9.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，压紧释放机构还包括爆炸螺母组件；长螺杆的另一端拧入爆炸螺母组件中。
10.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，压紧释放机构还包括缓冲垫；缓冲垫安装在压紧帽头部，用于降低爆炸螺母组件起爆后长螺杆被压缩弹簧弹出时撞击压紧帽产生的冲击。
11.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，所述第一滑块头部的松不脱螺钉
通过螺纹拧入并穿过第一滑块的头部厚度，螺钉的端部顶在压紧帽的头部上表面。
12.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，压紧释放机构的工作过程包括长螺杆释放、抱爪抱紧、压紧释放机构在轨拆卸3个阶段。
13.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，长螺杆释放的具体过程为：
14.入轨后，爆炸螺母组件起爆，长螺杆与爆炸螺母组件之间的螺纹约束解除；第二滑块、防松螺母、加载螺母、承力碗、长螺杆在压缩弹簧的作用下向上弹起，长螺杆撞击在缓冲垫上后停止运动；完成长螺杆的释放动作。
15.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，抱爪抱紧的具体过程为：
16.航天员持电动工具拧紧松不脱螺钉，旋入第一滑块的长度变长；第一滑块沿压紧帽端部小圆柱面向上运动，第一滑块通过4个梯形支架带动抱爪的圆柱面向外移动，迫使抱爪绕与第一支架之间的旋转轴旋转，进而使抱爪的另一端抱爪向压紧帽内运动，直至抱爪的圆柱面运动至支架第一滑块梯形支架长条形圆孔的最外端；此时抱爪的另一端抱爪穿过弹簧运动至压紧帽内，将第二滑块、压缩弹簧、防松螺母、加载螺母、承力碗、长螺杆限制在压紧帽内，完成抱爪抱紧动作。
17.在上述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，压紧释放机构在轨拆卸的具体过程为：
18.抱爪抱紧后，航天员手持电动工具依次拆卸压紧帽和被压件之间的两个松不脱螺钉，解除压紧帽和被压件之间的约束；航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作。
19.本发明与现有技术相比的有益效果是：
20.(1)本发明入轨后，通过爆炸螺母组件起爆，使长螺杆与爆炸螺母组件之间的螺纹约束解除；第二滑块、防松螺母、加载螺母、承力碗、长螺杆在压缩弹簧的作用下向上弹起，长螺杆撞击在缓冲垫上后停止运动；完成长螺杆的释放动作，为航天员在轨手动实施拆装提供了稳定的、高可靠度的长螺杆的释放；
21.(2)本发明中通过航天员拧紧松不脱螺钉，使抱爪的另一端抱爪向压紧帽内运动，直至抱爪的圆柱面运动至支架第一滑块梯形支架长条形圆孔的最外端；此时抱爪的另一端抱爪穿过弹簧运动至压紧帽内，将第二滑块、压缩弹簧、防松螺母、加载螺母、承力碗、长螺杆限制在压紧帽内，完成抱爪抱紧动作，将内部零件提前抱紧，解决了零件由于拆分分离而不散落、产生空间碎片的难题；
22.(3)本发明中航天员手持电动工具依次拆卸压紧帽和被压件之间的两个松不脱螺钉，解除压紧帽和被压件之间的约束；航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作。
附图说明
23.图1为本发明压紧释放机构的俯视图；
24.图2为本发明压紧释放机构压紧杆释放前，抱爪抱紧前剖视图；
25.图3为本发明压紧释放机构压紧杆释放后，抱爪抱紧后剖视图；
26.图4为本发明压紧释放机构压紧杆释放后，抱爪抱紧后剖视图；
27.图5为本发明压紧释放机构压紧杆释放后，抱爪抱紧后剖视图；
28.图6为本发明压紧释放机构在轨拆卸全过程示意图。
具体实施方式
29.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
30.本发明提供了一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，可以实现航天员在轨拆卸，该方案采用爪式结构抱紧内部零件实现拆装分离且不散落、不产生空间碎片。
31.抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，如图1至图5所示，具体包括松不脱螺钉1、第一滑块2、压紧帽4、抱爪5、第一支架6、第二滑块7、压缩弹簧8、弹簧套管9、压紧头套10、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、拉簧14、长螺杆15、第二支架16和被压件17；
32.初始状态，长螺杆15的一端通过螺纹与加载螺母12相连，并使用防松螺母11实现双螺母防松；通过加载螺母12将承力碗13、第二滑块7、被压件17一起压紧；压缩弹簧8被第二滑块7压紧在弹簧套管9上，弹簧套管9安装在压紧头套10上，压紧头套10通过结构胶安装在被压件17上；第一滑块2头部的松不脱螺钉1通过螺纹拧入并穿过第一滑块2的头部厚度，螺钉的端部顶在压紧帽4的头部上表面。
33.压紧帽4通过2个松不脱螺钉1安装在被压件17上；所述第二滑块7、压缩弹簧8、弹簧套管9、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、长螺杆15全部被压紧帽4限制在压紧头套10中。
34.第一滑块2安装在压紧帽4的顶部圆柱面上，所述压紧帽4大圆柱端面安装有4个第一支架6；第一支架6通过其上的圆孔与抱爪5的旋转轴相连；抱爪5的一端通过圆柱面安装在第一滑块2的梯形支架上的长条形圆孔中；第一滑块2的头部安装有一个松不脱螺钉1，松不脱螺钉1通过螺纹拧入并穿过第一滑块2；第一滑块2通过其上的4个三角形支架与4个拉簧14相连；拉簧14的另一端固定在第二支架16上，第二支架16焊接在压紧帽4的法兰面上。
35.压紧释放机构还包括爆炸螺母组件18；长螺杆15的另一端拧入爆炸螺母组件18中。压紧释放机构还包括缓冲垫3；缓冲垫3安装在压紧帽4头部，用于降低爆炸螺母组件18起爆后长螺杆15被压缩弹簧8弹出时撞击压紧帽4产生的冲击。
36.压紧释放机构的工作过程包括长螺杆15释放、抱爪5抱紧、压紧释放机构在轨拆卸3个阶段。如图6所示，压紧释放机构在轨拆卸全过程如下：
37.1、长螺杆15释放的具体过程为：
38.入轨后，爆炸螺母组件18起爆，长螺杆15与爆炸螺母组件18之间的螺纹约束解除；第二滑块7、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、长螺杆15在压缩弹簧8的作用下向上弹起，长螺杆15撞击在缓冲垫3上后停止运动；完成长螺杆15的释放动作。
39.2、抱爪5抱紧的具体过程为：
40.航天员持电动工具拧紧松不脱螺钉1，旋入第一滑块2的长度变长；第一滑块2沿压紧帽端部小圆柱面向上运动，第一滑块2通过4个梯形支架带动抱爪5的圆柱面向外移动，迫使抱爪5绕与第一支架6之间的旋转轴旋转，进而使抱爪5的另一端抱爪向压紧帽4内运动，直至抱爪5的圆柱面运动至支架第一滑块2梯形支架长条形圆孔的最外端；此时抱爪5的另一端抱爪穿过弹簧运动至压紧帽4内，将第二滑块7、压缩弹簧8、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、长螺杆15限制在压紧帽4内，完成抱爪5抱紧动作。
41.3、压紧释放机构在轨拆卸的具体过程为：
42.抱爪5抱紧后，航天员手持电动工具依次拆卸压紧帽4和被压件17之间的两个松不脱螺钉1，解除压紧帽4和被压件17之间的约束；航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作。
43.本发明入轨后，爆炸螺母组件18起爆，长螺杆15与爆炸螺母组件18之间的螺纹约束解除；第二滑块7、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、长螺杆15在压缩弹簧8的作用下向上弹起，长螺杆15撞击在缓冲垫3上后停止运动；完成长螺杆15的释放动作，为航天员在轨手动实施拆装提供了稳定的、高可靠度的长螺杆的释放；
44.本发明中航天员持电动工具拧紧松不脱螺钉1，旋入第一滑块2的长度变长；第一滑块2沿压紧帽端部小圆柱面向上运动，第一滑块2通过4个梯形支架带动抱爪5的圆柱面向外移动，迫使抱爪5绕与第一支架6之间的旋转轴旋转，进而使抱爪5的另一端抱爪向压紧帽4内运动，直至抱爪5的圆柱面运动至支架第一滑块2梯形支架长条形圆孔的最外端；此时抱爪5的另一端抱爪穿过弹簧运动至压紧帽4内，将第二滑块7、压缩弹簧8、防松螺母11、加载螺母12、承力碗13、长螺杆15限制在压紧帽4内，完成抱爪5抱紧动作，将内部零件提前抱紧，解决了零件由于拆分分离而不散落、产生空间碎片的难题；
45.本发明中航天员手持电动工具依次拆卸压紧帽4和被压件17之间的两个松不脱螺钉1，解除压紧帽4和被压件17之间的约束；航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作。
46.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：
1.一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：包括松不脱螺钉(1)、第一滑块(2)、压紧帽(4)、抱爪(5)、第一支架(6)、第二滑块(7)、压缩弹簧(8)、弹簧套管(9)、压紧头套(10)、防松螺母(11)、加载螺母(12)、承力碗(13)、拉簧(14)、长螺杆(15)、第二支架(16)和被压件(17)；初始状态，长螺杆(15)的一端通过螺纹与加载螺母(12)相连，并使用防松螺母(11)实现双螺母防松；通过加载螺母(12)将承力碗(13)、第二滑块(7)、被压件(17)一起压紧；压缩弹簧(8)被第二滑块(7)压紧在弹簧套管(9)上，弹簧套管(9)安装在压紧头套(10)上，压紧头套(10)通过结构胶安装在被压件(17)上；压紧帽(4)通过2个松不脱螺钉(1)安装在被压件(17)上；所述第二滑块(7)、压缩弹簧(8)、弹簧套管(9)、防松螺母(11)、加载螺母(12)、承力碗(13)、长螺杆(15)全部被压紧帽(4)限制在压紧头套(10)中；第一滑块(2)安装在压紧帽(4)的顶部圆柱面上，所述压紧帽(4)大圆柱端面安装有4个第一支架(6)；第一支架(6)通过其上的圆孔与抱爪(5)的旋转轴相连；抱爪(5)的一端通过圆柱面安装在第一滑块(2)的梯形支架上的长条形圆孔中；第一滑块(2)的头部安装有一个松不脱螺钉(1)，松不脱螺钉(1)通过螺纹拧入并穿过第一滑块(2)；第一滑块(2)通过其上的4个三角形支架与4个拉簧(14)相连；拉簧(14)的另一端固定在第二支架(16)上，第二支架(16)焊接在压紧帽(4)的法兰面上。2.根据权利要求1所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：压紧释放机构还包括爆炸螺母组件(18)；长螺杆(15)的另一端拧入爆炸螺母组件(18)中。3.根据权利要求2所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：压紧释放机构还包括缓冲垫(3)；缓冲垫(3)安装在压紧帽(4)头部，用于降低爆炸螺母组件(18)起爆后长螺杆(15)被压缩弹簧(8)弹出时撞击压紧帽(4)产生的冲击。4.根据权利要求1所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：所述第一滑块(2)头部的松不脱螺钉(1)通过螺纹拧入并穿过第一滑块(2)的头部厚度，螺钉的端部顶在压紧帽(4)的头部上表面。5.根据权利要求1所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：压紧释放机构的工作过程包括长螺杆(15)释放、抱爪(5)抱紧、压紧释放机构在轨拆卸3个阶段。6.根据权利要求5所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：长螺杆(15)释放的具体过程为：入轨后，爆炸螺母组件(18)起爆，长螺杆(15)与爆炸螺母组件(18)之间的螺纹约束解除；第二滑块(7)、防松螺母(11)、加载螺母(12)、承力碗(13)、长螺杆(15)在压缩弹簧(8)的作用下向上弹起，长螺杆(15)撞击在缓冲垫(3)上后停止运动；完成长螺杆(15)的释放动作。7.根据权利要求6所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：抱爪(5)抱紧的具体过程为：航天员持电动工具拧紧松不脱螺钉(1)，旋入第一滑块(2)的长度变长；第一滑块(2)沿压紧帽端部小圆柱面向上运动，第一滑块(2)通过4个梯形支架带动抱爪(5)的圆柱面向外移动，迫使抱爪(5)绕与第一支架(6)之间的旋转轴旋转，进而使抱爪(5)的另一端抱爪向压紧帽(4)内运动，直至抱爪(5)的圆柱面运动至支架第一滑块(2)梯形支架长条形圆孔的最
外端；此时抱爪(5)的另一端抱爪穿过弹簧运动至压紧帽(4)内，将第二滑块(7)、压缩弹簧(8)、防松螺母(11)、加载螺母(12)、承力碗(13)、长螺杆(15)限制在压紧帽(4)内，完成抱爪(5)抱紧动作。8.根据权利要求7所述的一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，其特征在于：压紧释放机构在轨拆卸的具体过程为：抱爪(5)抱紧后，航天员手持电动工具依次拆卸压紧帽(4)和被压件(17)之间的两个松不脱螺钉(1)，解除压紧帽(4)和被压件(17)之间的约束；航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作。

技术总结
本发明涉及一种抱爪式在轨可拆卸压紧释放机构，属于航天器机构的压紧释放领域；包括松不脱螺钉、第一滑块、压紧帽、抱爪、第一支架、第二滑块、压缩弹簧、弹簧套管、压紧头套、防松螺母、加载螺母、承力碗、拉簧、长螺杆、第二支架和被压件；压紧释放机构的工作过程包括长螺杆释放、抱爪抱紧、压紧释放机构在轨拆卸3个阶段；最终航天员将压紧释放机构整体拿走放置在收纳袋中，完成压紧释放机构在轨的拆卸工作；本发明可以实现航天员在轨拆卸，该方案采用爪式结构抱紧内部零件实现拆装分离且不散落、不产生空间碎片。产生空间碎片。产生空间碎片。


技术研发人员：蒋延达 王华 秦凯 陈胜珉 刘涛 崔琦峰 张雷 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：2023.03.03
技术公布日：2023/5/16