本發(fā)明涉及航空飛行器鎖緊及分離裝置，特別涉及一種立方星通用的鎖緊及分離裝置。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星的發(fā)射成本直接與整星的重量相關(guān)，一般衛(wèi)星的發(fā)射成本在每公斤2萬美元，衛(wèi)星的鎖緊及分離裝置作為整星的一部分，重量上占有相當(dāng)大的比例，如何能有效的減輕重量一直是諸多專家學(xué)者關(guān)注的問題。Cubesat(立方星)作為國際上標(biāo)準(zhǔn)的通用衛(wèi)星，一般的采用的分離機(jī)構(gòu)都是通過艙門將衛(wèi)星固定在筒狀分離機(jī)構(gòu)內(nèi)，通過鈦桿將艙門鎖緊，分離時通過火攻裝置切斷鈦桿，艙門打開的同時，衛(wèi)星從分離機(jī)構(gòu)釋放。

例如申請公布號CN 102826236A專利文獻(xiàn)公開了一種衛(wèi)星，包括衛(wèi)星主體和安裝于衛(wèi)星主體上的太陽能裝置。太陽能裝置包括第一太陽能帆板和第二太陽能帆板。在所述太陽能裝置的折疊狀態(tài)下，所述第一太陽能帆板和第二太陽能帆板疊合于所述衛(wèi)星主體的側(cè)面，通過火工品將折疊的所述第一太陽能帆板和第二太陽能帆板鎖定于所述衛(wèi)星主體的側(cè)面。第一太陽能帆板具有第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，第一側(cè)邊和第二側(cè)邊相鄰，第一太陽能帆板通過第一側(cè)邊可轉(zhuǎn)動地鉸接于衛(wèi)星主體的側(cè)面。第二太陽能帆板的一側(cè)邊可轉(zhuǎn)動地鉸接于第一太陽能帆板的第二側(cè)邊。太陽能裝置具有折疊狀態(tài)和展開狀態(tài)。上述結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星以簡單的太陽能帆板折疊和展開方式，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星太陽能帆板有效受照面積的擴(kuò)展，較好地提高了太陽能裝置對衛(wèi)星的電力供給。

現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能板展開后，需要通過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，例如公開號CN 1168964A的專利文獻(xiàn)公開了一種用于展開衛(wèi)星上的太陽能發(fā)電機(jī)的兩塊鉸接鑲板的裝置，該鑲板設(shè)有鉸軸并且通過配有纜繩滑輪的撓性傳動機(jī)構(gòu)與其他鑲板的展開裝置相連，該展開裝置還包括釋放機(jī)構(gòu)。在可繞鉸軸轉(zhuǎn)動的鑲板展開后，鉸軸可以利用該釋放機(jī)構(gòu)脫離撓性傳動機(jī)構(gòu)，并且當(dāng)展開的鑲板轉(zhuǎn)動時，平行于鉸軸布置的銷釘可進(jìn)入槽中。

但是現(xiàn)有技術(shù)的通用的分離機(jī)構(gòu)都具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量重、解鎖有沖擊的缺點(diǎn)。針對這些缺點(diǎn)，需要研發(fā)一款結(jié)構(gòu)更簡單、重量更輕、解鎖無沖擊的Cubesat通用鎖緊及分離裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種立方星通用的鎖緊及分離裝置，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，運(yùn)行可靠，可以有效鎖緊及分離立方星。

一種立方星(Cubesat)通用的鎖緊及分離裝置，包括：

外框；

擋板，固定在外框的底部；

彈性件，安裝在外框內(nèi)，一端固定在所述擋板的頂面；

推板，安裝在外框內(nèi)，背面與所述彈性件的另一端連接；

鎖定機(jī)構(gòu)，固定安裝在外框的上部，將衛(wèi)星固定在所述外框內(nèi)壓緊在所述推板的頂面使彈性件壓縮；

所述鎖定機(jī)構(gòu)包括：

多個壓緊活動件，底端安裝在外框，頂端壓緊衛(wèi)星上的定位塊，包括壓緊衛(wèi)星的鎖定位置以及衛(wèi)星解鎖后的釋放位置；

熱刀，安裝在至少一個壓緊活動件的頂部；

卡箍環(huán)，環(huán)繞在衛(wèi)星的外周，箍緊所有壓緊活動件的頂部使壓緊活動件處于鎖定位置。

本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置，當(dāng)衛(wèi)星需要鎖緊時，多個壓緊活動件與對應(yīng)的定位塊抵緊，并通過尼龍繩將所有壓緊活動件箍緊，當(dāng)衛(wèi)星需要鎖緊時，給熱刀通電，尼龍繩在熱刀的作用下熔斷，壓緊活動件在衛(wèi)星解鎖的作用下脫離與衛(wèi)星接觸，尼龍繩彈開，完全實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星分離。

為了實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的快速穩(wěn)定地解鎖，優(yōu)選的，多個壓緊活動件為對稱布置在衛(wèi)星兩側(cè)的兩對擺桿；

在同一側(cè)的兩個擺桿分布在衛(wèi)星的兩個角部，底部與所述外框鉸接，兩個擺桿的頂端向內(nèi)側(cè)傾斜使擺桿的頂部的內(nèi)側(cè)面抵在衛(wèi)星的定位塊上以將衛(wèi)星壓緊在推板上。

通過設(shè)置傾斜的擺桿，從而在衛(wèi)星解鎖后，通過衛(wèi)星的徑向分力驅(qū)動擺桿轉(zhuǎn)動，從而使切斷的卡箍環(huán)彈開，實(shí)現(xiàn)快速解鎖。

為了合理布置熱刀的位置，優(yōu)選的，所述的擺桿的頂部的外側(cè)安裝有所述的熱刀。上述設(shè)置便于安裝和制造。

為了使衛(wèi)星穩(wěn)定有效地釋放，優(yōu)選的，所述擺桿的內(nèi)側(cè)面與衛(wèi)星的定位塊相互抵接的表面相對衛(wèi)星的中心線的傾斜角度為20°～50°。

為了使衛(wèi)星穩(wěn)定有效地釋放，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述擺桿的內(nèi)側(cè)面與衛(wèi)星的定位塊相互抵接的表面相對衛(wèi)星的中心線的傾斜角度為25°～35°。

為了使衛(wèi)星與擺桿之間相互作用力穩(wěn)定變化，使衛(wèi)星在徑向上受到的作用力可以完全抵消，使衛(wèi)星平穩(wěn)釋放，優(yōu)選的，所述擺桿的頂端為圓弧面，所述圓弧面與所述擺桿的頂部內(nèi)側(cè)面平滑過渡。

為了方便制造和使用，優(yōu)選的，所述彈性件為壓縮彈簧。

為了方便制造和使用，優(yōu)選的，所述卡箍環(huán)為尼龍繩。

為了提高衛(wèi)星與解鎖裝置之間作用力的平衡性，優(yōu)選的，釋放衛(wèi)星時在同一側(cè)的兩個擺桿的擺動方向相反且位于同一水平面上。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置，通過在外框上安裝多個壓緊活動件以及配合的卡箍環(huán)，可以有效實(shí)現(xiàn)立方星(Cubesat)鎖緊，通過熱刀解鎖卡箍環(huán)，能有效實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的分離，此結(jié)構(gòu)簡化了以往的立方星(Cubesat)采用艙門和鈦桿鎖緊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，鎖緊及分離裝置從原來的3.5kg降低到1.9kg，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作穩(wěn)定，研制成本低。

附圖說明

圖1為使用本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置的立方星在收攏狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1的左視圖。

圖4為使用本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置的立方星在展開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的俯視圖。

圖6為本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置的擺桿(有熱刀)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的俯視圖。

圖8為本發(fā)明的立方星通用的鎖緊及分離裝置的擺桿(無熱刀)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖8的俯視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1～9所示，本實(shí)施例的立方星通用的鎖緊及分離裝置包括：外框1；擋板2，固定在外框1的底部；壓縮彈簧3，安裝在外框1內(nèi)，一端固定在擋板2的頂面；推板4，安裝在外框1內(nèi)，背面與壓縮彈簧3的另一端連接；鎖定機(jī)構(gòu)5，固定安裝在外框1的上部，將衛(wèi)星6固定在外框1內(nèi)壓緊在推板4的頂面使壓縮彈簧3壓縮。

鎖定機(jī)構(gòu)5包括：對稱布置在衛(wèi)星兩側(cè)的兩對擺桿51，在同一側(cè)的兩個擺桿51分布在衛(wèi)星的兩個角部，底部與外框1鉸接，兩個擺桿51的頂端向內(nèi)側(cè)傾斜使擺桿51的頂部的內(nèi)側(cè)面511抵在衛(wèi)星6的定位塊61上以將衛(wèi)星6壓緊在推板4上；四個熱刀52，分別安裝在對應(yīng)擺桿51的頂部的外側(cè)；尼龍繩53，環(huán)繞在衛(wèi)星6的外周，箍緊所有擺桿51的頂部的熱刀52使衛(wèi)星6處于鎖定位置。釋放衛(wèi)星6時在同一側(cè)的兩個擺桿51的擺動方向相反且位于同一水平面上。

擺桿51的內(nèi)側(cè)面511與衛(wèi)星6的定位塊61相互抵接的表面相對衛(wèi)星6的中心線的傾斜角度為30°。擺桿51的頂端為圓弧面512，圓弧面512與擺桿51的頂部的內(nèi)側(cè)面511平滑過渡。

本實(shí)施例安裝時，先將壓縮彈簧3一端與推板4相連，另外一端與安裝在擋板2上，然后將擋板2安裝在外框1上，將熱刀52安裝在對應(yīng)的擺桿51上，然后通過轉(zhuǎn)軸將擺桿51安裝在外框1上，將定位塊61安裝在衛(wèi)星6上，然后將衛(wèi)星6裝入外框1內(nèi)，將擺桿51與定位塊61抵緊，將尼龍繩53鎖緊。當(dāng)衛(wèi)星需要分離時，給熱刀52通電，尼龍繩53在熱刀52的作用下熔斷，擺桿51在衛(wèi)星6的徑向分力的作用下脫離與衛(wèi)星6接觸，尼龍繩53在擺桿51的作用下被彈開，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星6分離。

綜上所述，本實(shí)施例的立方星通用的鎖緊及分離裝置，通過在外框1上安裝擺桿51、衛(wèi)星6上安裝定位塊61及尼龍繩53，可以有效實(shí)現(xiàn)立方星(Cubesat)鎖緊，通過熱刀52解鎖尼龍繩53，能有效實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星6的分離，此結(jié)構(gòu)簡化了以往的立方星(Cubesat)采用艙門和鈦桿鎖緊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，鎖緊及分離裝置從原來的3.5kg降低到1.9kg，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作穩(wěn)定，研制成本低。