一种叠层式低冲击连接解锁装置的制作方法

1.本发明涉及一种叠层式低冲击连接解锁装置，属于星箭分离技术领域。


背景技术：

2.随着空间科学技术的发展，国内外小卫星发展技术趋势日益成熟，在此背景下卫星上的载荷单机越来越小巧精贵，对运载发射与分离过程中产生的冲击等力学环境有较高要求。
3.对于小卫星的搭载，现有点式星箭分离机构是小卫星等星箭连接解锁的常用产品，具有技术简单、可靠性高等特点，但是其采用火工品点火实现解锁分离，火工品解锁产生的冲击对卫星影响较大。


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，提出一种叠层式低冲击连接解锁装置，以降低卫星所受的冲击。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种叠层式低冲击连接解锁装置，包括连接解锁组件、运载底板、叠层式缓冲组件和卫星底板，初始时先通过连接解锁组件使叠层式缓冲组件与运载底板连接，再将叠层式缓冲组件与卫星底板固连，实现星箭的连接与承载；入轨后连接解锁组件通电解锁，叠层式缓冲组件与运载底板分离，实现星箭的解锁分离。
7.进一步的，连接解锁组件包括分离螺母、抗剪锥套、垫片、加载螺母、弹簧和锁紧螺母，
8.抗剪锥套设置在运载底板和分离螺母连接部位之间，用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力；
9.垫片位于加载螺母与叠层式缓冲组件下板之间；
10.弹簧设置于加载螺母外侧，并通过转动锁紧螺母使弹簧压缩。
11.进一步的，叠层式缓冲组件包括上板、中间板、下板和压块，上板、中间板、下板之间通过压块隔开；
12.下板和运载底板通过对加载螺母施加预紧力实现连接。
13.进一步的，中间板包括第一个中间板、第二个中间板、...、第n个中间板，每个板之间通过压块隔开。
14.进一步的，每个板之间通过六个压块组成的压块层隔开。
15.进一步的，压块层中的压块相对于分离螺母中心轴线之间的角度都是60
°
，共有n+2个板，n+1层压块层。
16.进一步的，上板与第一个中间板的连接方式为上板在同一直径上φm上打6个均布的沉头通孔，压块也在同一直径上φm打通孔，第一个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，上板与第一个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块实现螺接。
17.进一步的，第一个中间板与第二个中间板连接方式为在第一个中间板6个均布的螺纹通孔同一直径上φm上旋转30
°
处再打6个均布的沉头通孔，压块也在同一直径φm上打通孔，第二个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，第一个中间板与第二个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块实现螺接，以此类推，最终实现上板、中间板、下板叠层连接，此时相邻两层压块层之间的旋转角度为30
°
成螺旋叠层结构。
18.进一步的，下板设置锥孔，与抗剪锥套配合用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力。
19.进一步的，上板与卫星底板固定固连，形成的封闭空间用于分离螺母起爆后的多余物收集。
20.本发明与现有技术相比的有益效果是：
21.(1)本发明叠层式缓冲组件与卫星底板通过螺钉固连，可根据卫星载荷要求及底板实际情况按照要求模块化定制连接尺寸，有较好的空间适应性；
22.(2)本发明叠层式缓冲组件下板与运载底板过分离螺母固连，上板与卫星底板通过螺钉固连，其螺旋叠层结构具有强度大、连接刚度好的特点，能适应大量级环境工况，可实现可靠连接；
23.(3)本发明叠层式缓冲组件下板与运载底板通过分离螺母固连，上板与卫星底板通过螺钉固连，分离时由分离螺母自身作动和预紧力释放产生的冲击和振动，经上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构衰减传递到达卫星底板，可实现卫星冲击的有效降低；
24.(4)本发明叠层式缓冲组件解锁后依旧与卫星底板通过螺钉固连，上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构不易吸热易于散热，热控性能好，无需加热控措施；
25.(5)本发明叠层式缓冲组件上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构样式简单、连接方便，使用成本比较低。
附图说明
26.图1为本发明叠层式低冲击连接解锁装置结构示意图1；
27.图2为本发明叠层式低冲击连接解锁装置结构示意图2；
28.图3为本发明叠层式缓冲组件结构示意图；
29.图4为本发明连接解锁组件结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
31.一种叠层式低冲击连接解锁装置，属于星箭分离等相关连接分离领域的连接分离装置，包括连接解锁组件1、运载底板2、叠层式缓冲组件3和卫星底板4，其中所述连接解锁组件1包括：分离螺母1-1、抗剪锥套1-2、垫片1-3、加载螺母1-4、弹簧1-5、锁紧螺母1-6，所述叠层式缓冲组件3包括：上板3-1、中间板3-2、下板3-3、压块3-4。
32.首先先进行叠层式缓冲组件中叠层式缓冲组件3的安装，叠层式缓冲组件3从上到下依次为上板3-1、第一个中间板、第二个中间板、...、第n个中间板、下板3-3叠层放置，其中每个板之间通过6个压块组成的压块层隔开，压块层中的压块3-4均匀放置且尺寸一致，即6个压块相对于分离螺母中心轴线之间的角度都是60
°
。上板3-1与第一个中间板的连接
方式为上板3-1在同一直径上φm上打6个均布的沉头通孔，压块3-4也在同一直径上φm打通孔，第一个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，上板3-1与第一个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块3-4实现螺接，第一个中间板与第二个中间板连接方式为在第一个中间板6个均布的螺纹通孔同一直径上φm上旋转30
°
处再打6个均布的沉头通孔，压块3-4也在同一直径φm上打通孔，第二个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，第一个中间板与第二个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块3-4实现螺接，以此类推，最终实现上板3-1、中间板3-2、下板3-3叠层连接，此时相邻两层压块层之间的旋转角度为30
°
成螺旋叠层结构。
33.其次通过所述叠层式缓冲组件3下板和运载底板2通过对分离螺母1-1上的加载螺母1-4施加预紧力，实现可靠连接。其中抗剪锥套1-2设置在运载底板2和分离螺母1-1连接部位之间，用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力，垫片1-3位于加载螺母1-4与叠层式缓冲组件3下板之间，起导向作用，弹簧1-5设置于加载螺母1-4外侧，并通过转动锁紧螺母1-6使弹簧1-5压缩。
34.最后入轨后连接解锁组件1通电解锁，弹簧1-5向上弹出使分离螺母螺纹端抽出，叠层式缓冲组件3与运载底板2分离，实现星箭的解锁分离。
35.下面结合具体实施例进行进一步说明：
36.如图1、2所示，叠层式低冲击连接解锁装置由连接解锁组件1、运载底板2、叠层式缓冲组件3和卫星底板4构成。
37.如图3所示，叠层式低冲击连接解锁装置中叠层式缓冲组件3，上到下依次为上板3-1、第一个中间板、第二个中间板、...、第n个中间板、下板3-3叠层放置，其中每个板之间通过6个压块3-4组成的压块层隔开，压块层中的压块3-4均匀放置且尺寸一致，即6个压块3-4相对于分离螺母中心轴线之间的角度都是60
°
。上板3-1与第一个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块3-4实现螺接，第一个中间板与第二个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块3-4实现螺接，以此类推，最终实现上板3-1、中间板3-2、下板3-3叠层连接，此时相邻两层压块层之间的旋转角度为30
°
成螺旋叠层结构。
38.如图4所示，述叠层式缓冲组件3下板和运载底板2通过对分离螺母1-1上的加载螺母1-4施加预紧力，实现可靠连接。其中抗剪锥套1-2设置在运载底板2和分离螺母1-1连接部位之间，用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力，垫片1-3位于加载螺母1-4与叠层式缓冲组件3下板之间，起导向作用，弹簧1-5设置于加载螺母1-4外侧，并通过转动锁紧螺母1-6使弹簧1-5压缩。入轨后连接解锁组件1通电解锁，弹簧1-5向上弹出使分离螺母螺纹端抽出，叠层式缓冲组件3与运载底板2分离，实现星箭的解锁分离。
39.本发明叠层式缓冲组件与卫星底板通过螺钉固连，可根据卫星载荷要求及底板实际情况按照要求模块化定制连接尺寸，有较好的空间适应性；
40.本发明叠层式缓冲组件下板与运载底板过分离螺母固连，上板与卫星底板通过螺钉固连，其螺旋叠层结构具有强度大、连接刚度好的特点，能适应大量级环境工况，可实现可靠连接；
41.本发明叠层式缓冲组件下板与运载底板通过分离螺母固连，上板与卫星底板通过螺钉固连，分离时由分离螺母自身作动和预紧力释放产生的冲击和振动，经上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构衰减传递到达卫星底板，可实现卫星冲击的有效降低；
42.本发明叠层式缓冲组件解锁后依旧与卫星底板通过螺钉固连，上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构不易吸热易于散热，热控性能好，无需加热控措施；
43.本发明叠层式缓冲组件上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构样式简单、连接方便，使用成本比较低。
44.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：
1.一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，包括连接解锁组件(1)、运载底板(2)、叠层式缓冲组件(3)和卫星底板(4)，初始时先通过连接解锁组件(1)使叠层式缓冲组件(3)与运载底板(2)连接，再将叠层式缓冲组件(3)与卫星底板(4)固连，实现星箭的连接与承载；入轨后连接解锁组件(1)通电解锁，叠层式缓冲组件(3)与运载底板(2)分离，实现星箭的解锁分离。2.根据权利要求1所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，连接解锁组件(1)包括分离螺母(1-1)、抗剪锥套(1-2)、垫片(1-3)、加载螺母(1-4)、弹簧(1-5)和锁紧螺母(1-6)，抗剪锥套(1-2)设置在运载底板(2)和分离螺母(1-1)连接部位之间，用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力；垫片(1-3)位于加载螺母(1-4)与叠层式缓冲组件(3)下板之间；弹簧(1-5)设置于加载螺母(1-4)外侧，并通过转动锁紧螺母(1-6)使弹簧(1-5)压缩。3.根据权利要求1或2所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，叠层式缓冲组件(3)包括上板(3-1)、中间板(3-2)、下板(3-3)和压块(3-4)，上板(3-1)、中间板(3-2)、下板(3-3)之间通过压块(3-4)隔开；下板(3-3)和运载底板(2)通过对加载螺母(1-4)施加预紧力实现连接。4.根据权利要求3所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，中间板(3-2)包括第一个中间板、第二个中间板、...、第n个中间板，每个板之间通过压块(3-4)隔开。5.根据权利要求4所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，每个板之间通过六个压块组成的压块层隔开。6.根据权利要求5所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，压块层中的压块相对于分离螺母中心轴线之间的角度都是60
°
，共有n+2个板，n+1层压块层。7.根据权利要求4所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，上板(3-1)与第一个中间板的连接方式为上板(3-1)在同一直径上φm上打6个均布的沉头通孔，压块(3-4)也在同一直径上φm打通孔，第一个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，上板(3-1)与第一个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块实现螺接。8.根据权利要求4所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，第一个中间板与第二个中间板连接方式为在第一个中间板6个均布的螺纹通孔同一直径上φm上旋转30
°
处再打6个均布的沉头通孔，压块(3-4)也在同一直径φm上打通孔，第二个中间板也在同一直径φm上打6个均布的螺纹通孔，第一个中间板与第二个中间板通过6个沉头螺钉穿过均布的6个压块实现螺接，以此类推，最终实现上板(3-1)、中间板(3-2)、下板(3-3)叠层连接，此时相邻两层压块层之间的旋转角度为30
°
成螺旋叠层结构。9.根据权利要求4所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，下板(3-3)设置锥孔，与抗剪锥套(1-2)配合用于分离螺母的安装及消除起爆后的剪切力。10.根据权利要求4所述的一种叠层式低冲击连接解锁装置，其特征在于，上板(3-1)与卫星底板(4)固定固连，形成的封闭空间用于分离螺母起爆后的多余物收集。

技术总结
本发明涉及一种叠层式低冲击连接解锁装置，包括连接解锁组件、运载底板、叠层式缓冲组件和卫星底板，初始时先通过连接解锁组件使叠层式缓冲组件与运载底板连接，再将叠层式缓冲组件与卫星底板固连，实现星箭的连接与承载；入轨后连接解锁组件通电解锁，叠层式缓冲组件与运载底板分离，实现星箭的解锁分离。本发明叠层式缓冲组件下板与运载底板通过分离螺母固连，上板与卫星底板通过螺钉固连，分离时由分离螺母自身作动和预紧力释放产生的冲击和振动，经上板、中间板、下板、压块构成的螺旋叠层结构衰减传递到达卫星底板，可实现卫星冲击的有效降低。的有效降低。的有效降低。


技术研发人员：林仁邦 唐洁 周柏承 洪炎 张哲源 任海辽 康士朋 胡迪科 江涛 吴佳林
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：2023.03.01
技术公布日：2023/7/4