[发明专利]一种SMA丝触发的卫星锁紧分离装置及其工作方法

说明书

本发明提供了一种SMA丝触发的卫星锁紧分离装置及其工作方法，锁紧分离装置包括锁紧释放机构、卫星底板、弹射分离机构和运载安装平台，四组锁紧释放机构安装在运载安装平台的四周，弹射分离机构安装在运载安装平台的中心处，锁紧状态下，四组锁紧释放机构同时锁紧卫星底板，弹射分离机构未作动，弹射分离机构的弹射推杆顶端与卫星底板下表面接触，分离时，四组锁紧释放机构的解锁SMA丝通电后收缩解锁对加载杆的约束，四组锁紧释放机构的加载杆同步作动实现解锁卫星底板，弹射分离机构的分离SMA丝通电收缩带动弹射推杆推动卫星底板实现卫星弹射分离。本发明具有大承载、低冲击、分离迅速、可重复试验的特点，满足空间应用要求。

技术领域

本发明属于空间非火工连接分离技术领域，尤其是涉及一种SMA丝触发的卫星锁紧分离装置及其工作方法。

背景技术

面对航天任务逐渐呈现出的多样化的趋势，研制出满足要求的锁紧分离机构是保证运载、深空探测、非合作目标抓取、在轨服务等空间任务实施的重要基础。锁紧分离机构的主要功能是保证在设备发射或者运行过程中，能够实现载荷(主要是卫星)与运载平台之间可靠的锁紧；当航天器处于发射入轨或返回地球过程中，系统发出触发指令，实现载荷从运载平台有效地分离。传统的火工锁紧分离机构具有承载力大、分离可靠、能量储备大、响应迅速等优点，但其缺点非常突出，例如冲击大，影响卫星分离姿态；单次触发，不可重复试验；污染严重，容易对其他元件产生危害等。因此，研制出一种高承载、低冲击、响应迅速、可重复进行地面验证的非火工锁紧分离机构成为一项迫切的任务。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种SMA丝触发的卫星锁紧分离装置及其工作方法，具有大承载、低冲击、分离迅速、可重复试验的特点，满足空间应用要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种SMA丝触发的卫星锁紧分离装置，包括锁紧释放机构、卫星底板、弹射分离机构和运载安装平台，所述的卫星底板设置在运载安装平台的正上方，所述的锁紧释放机构共设置四组，且均匀安装在所述的运载安装平台的四周，所述的弹射分离机构安装在运载安装平台的中心处，锁紧状态下，四组所述的锁紧释放机构同时锁紧卫星底板，所述的弹射分离机构未作动，弹射分离机构的弹射推杆顶端与卫星底板下表面接触，分离时，四组锁紧释放机构的解锁SMA丝通电后收缩解锁对加载杆的约束，四组锁紧释放机构的加载杆同步作动实现解锁卫星底板，弹射分离机构的分离SMA丝通电收缩解除对弹射推杆的约束，弹射推杆推动卫星底板实现卫星弹射分离。

进一步的，所述锁紧释放机构还包括卫星锁紧座、加载螺母、解锁弹簧、加载杆、锁紧球、外部限位套、下部锁紧座、解锁SMA丝限位销、解锁SMA丝导引座和解锁SMA丝支架，所述卫星锁紧座与卫星底板固连，所述下部锁紧座与运载安装平台固连，所述加载杆的上端伸入卫星锁紧座内，并通过在加载杆的上部配合加载螺母预紧，加载杆的下端伸入下部锁紧座内，在下部锁紧座的外部套设外部限位套，在加载杆上开设有容纳锁紧球的凹槽，在下部锁紧座上部设有连通凹槽与外部限位套的容纳空间的通孔，在卫星锁紧座与外部限位套的上端之间设置解锁弹簧；

解锁SMA丝的一端安装在固定于运载安装平台的解锁SMA丝支架上，另一端穿过解锁SMA丝导引座后安装在解锁SMA丝限位销上；

锁紧状态下，所述解锁SMA丝限位销依次穿过外部限位套和下部锁紧座对外部限位套限位，外部限位套将锁紧球保持在下部锁紧座的通孔中，并卡在加载杆的凹槽内限制加载杆的轴向运动，此时解锁弹簧处于压缩状态，分离时，解锁SMA丝通电收缩使解锁SMA丝限位销拔出，解除对外部限位套的限制，外部限位套在解锁弹簧的作用下向下运动，释放对锁紧球的约束，锁紧球向外移动解除对加载杆的约束。

进一步的，每个锁紧释放机构中设置有三个锁紧球，且三个锁紧球绕加载杆轴线均匀布置。

进一步的，在加载螺母与卫星锁紧座之间的加载杆上设有球垫。