组合式星载载荷弹射解锁装置的制作方法

本实用新型涉及航空航天发射技术领域，具体涉及组合式星载载荷弹射解锁装置。

背景技术：

随着空间技术的发展和人类探索太空活动的日益频繁，空间中的卫星数量增加的同时，卫星所需要完成的功能也需要得到升级。而卫星所完成的功能主要是通过载荷任务实现。因此，如果能够实现卫星载荷任务可分离，基于对接技术及在轨服务技术的基础，就可以实现在一个卫星本体上完成不同的飞行任务。在传统的卫星采用整体式设计，其载荷任务是固定的，在轨飞行期间载荷任务不可以更换。随着航天技术的高速发展，航天器在轨服务技术应运而生。在轨服务技术的提出，要求服务航天器实现燃料加注、更换故障模块、维修等能力。在小卫星往返于服务航天器之间，因此必须发展一种载荷能够进行可更换、卫星本体可重复利用的技术。

为实现这一功能，就要求卫星本体和载荷任务子系统模块有一个支持可更换的发射接口，以满足载荷任务的可更换性发射。该接口必须具有重复使用性，并且能够实现卫星本体和载荷任务子系统模块可由母卫星主体上弹射出去，且不能损坏载荷任务子系统；

因此，必须设计一种小卫星弹射发射器件，以解决释放载荷任务的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、星载载荷释放安全可靠，易于控制、体积小、重量轻、可重复使用的组合式星载载荷弹射解锁装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供了组合式星载载荷弹射解锁装置，所述装置包括壳体，壳体内设有用于夹持星载载荷的夹持件，夹持件主体与壳体内的导向件滑动配合，夹持件的一端设有夹头，夹头与被夹持星载载荷的待加持部位配合，夹持件的另一端设有夹柄，夹柄的内侧或外侧设有弹性件，在与弹性件位置相对应的夹柄的外侧或内侧设有膨胀部件，在弹性件与膨胀部件的外部设有支撑定位部件，在待弹射的星载载荷的下面设有弹射桶，弹射桶通过支撑件支撑在壳体的底部和/或侧壁，弹射桶的内壁设有待弹射的星载载荷的支撑台阶，在支撑台阶下面的弹射桶内设有弹射体。

为了便于将星载载荷安放在母卫星主体内部的适当部位，并能确保其再发射之前不会脱落，优选的技术方案是，所述壳体为桶状结构，壳体外壁形状和尺寸与搭载形体内部预留空腔的形状和尺寸相适配，壳体上设有壳盖，壳盖通过扭簧铰链与壳体上边缘铰接。

为了简化夹持件的结构构造，使被夹持的星载载荷夹持牢固，使夹持件在壳体内不会发生偏移摆动，优选的技术方案还有，所述夹持件至少包括有一个交叉式夹钳，夹钳的中部通过销轴铰接，交叉式夹钳的夹头与夹柄上的至少一段与设置在壳体内壁上的导向槽滑动配合，或在夹头与夹柄上设有导向孔，导向孔与设置在壳体内壁上的导向柱滑动配合。

为了简化夹持件的结构构造，使被夹持的星载载荷夹持牢固，使夹持件在壳体内不会发生偏移摆动，进一步优选的技术方案还有，所述交叉式夹钳设有一对，一对交叉式夹钳呈十字形分布。

为了简化夹持件的结构构造，使被夹持的星载载荷夹持牢固，使夹持件在壳体内不会发生偏移摆动，优选的技术方案还有，所述夹持件呈余弦波形结构，夹持件至少设有两个，夹持件的中部与设置在壳体内壁上的支撑件铰接，夹持件夹头与夹柄上的至少一段与设置在壳体内壁上的导向槽滑动配合，或在夹头与夹柄上设有导向孔，导向孔与设置在壳体内壁上的导向柱滑动配合。

为了简化夹持件的结构构造，使被夹持的星载载荷夹持牢固，使夹持件在壳体内不会发生偏移摆动，进一步优选的技术方案还有，所述余弦波形夹持件设置有三个，三个余弦波形夹持件在圆周形截面上均布。

为了防止被夹持的星载载荷脱落，进一步优选的技术方案还有，在所述夹头部位设有朝向加紧方向的弯钩。

为了确保夹持件具有持久的加持力，而且能确保弹性件不会脱落，进一步优选的技术方案还有，所述弹性件为压簧，压簧外部设有压簧安装槽，或压簧安装孔，或套装压簧的柔性套管。

为了确保被夹持的星载载荷能够快速可靠地脱离夹持件的加持，并能保持脱离夹持状态维持一定的时间，优选的技术方案还有，所述膨胀部件为膨胀气囊，膨胀气囊内添装有膨胀药剂，触发膨胀药剂的导引开关通过导线、插头或插座与壳体外部的控制器连接。

为了确保被夹持的星载载荷能够快速可靠地脱离夹持件的加持并同时被弹射出去，且不会对星载载荷造成任何破坏，并能保持脱离夹持状态维持一定的时间，优选的技术方案还有，所所述弹射体为快速膨胀化合物，在快速膨胀化合物与待弹射的星载载荷之间设有垫片，快速膨胀化合物的导引开关通过导线、插头或插座与壳体外部的控制器连接。

本实用新型的优点和有益效果在于，该组合式星载载荷弹射解锁装置结构简单、星载载荷释放安全可靠，易于控制、体积小、重量轻、可重复使用等特点。星载载荷在弹射发出前由夹持件紧紧夹持住，在夹持件底部的夹柄部位一侧设有弹性件，通过弹性件的弹力保持星载载荷被夹持件夹紧，夹持件通过导向件定位导向，导向件设置在壳体的内壁上，待发射的星载载荷的底部支撑在发射桶内壁上的阶梯坐上，在发射桶内壁阶梯坐的下面设置有快速膨胀化合物，在快速膨胀化合物与星载载荷之间设有垫板，在夹持件底部的夹柄部位另一侧设有膨胀件。当需要发射星载载荷时如安全气囊类的膨胀件膨胀，膨胀件膨胀后顶压弹性件，弹性将被顶压后就会将被夹持的星载载荷释放开，与此同时，快速膨胀化合物也被点燃，快速膨胀化合物推动垫片，垫片推动星载载荷将其发射出去。其中快速膨胀化合物的装药剂量被事先计算设定好，可通过设定的装药即将对星载载荷产生设定的推力，和设定的弹出速度。

附图说明

图1是本实用新型组合式星载载荷弹射解锁装置剖视结构示意图之一；

图2是本实用新型组合式星载载荷弹射解锁装置剖视结构示意图之二；

图3是图2的a-a剖视结构示意图；

图4是图2的b-b剖视结构示意图；

图5是本实用新型组合式星载载荷弹射解锁装置剖视结构示意图之三；

图6是图5的c-c剖视结构示意图。

图中：1、壳体；1.1、壳盖；1.2、支撑件；2、星载载荷；3、夹持件；3.1、夹头；3.2、夹柄；3.3、销轴；3.4、弯钩；4、导向件；5、弹性件；6、膨胀部件；7、支撑定位部件；8、弹射桶；8.1、支撑件；8.2、支撑台阶；9、弹射体；10、垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1～5所示，本实用新型是组合式星载载荷弹射解锁装置，所述装置包括壳体1，壳体1内设有用于夹持星载载荷2的夹持件3，夹持件3主体与壳体1内的导向件4滑动配合，夹持件3的一端设有夹头3.1，夹头3.1与被夹持星载载荷2的待加持部位配合，夹持件3的另一端设有夹柄3.2，夹柄3.2的内侧或外侧设有弹性件5(压簧)，在与弹性件5位置相对应的夹柄3.2的外侧或内侧设有膨胀部件6(充气气囊)，在弹性件5与膨胀部件6的外部设有支撑定位部件7，在待弹射的星载载荷2的下面设有弹射桶8，弹射桶8通过支撑件8.1支撑在壳体1的底部和/或侧壁，弹射桶8的内壁设有待弹射的星载载荷2的支撑台阶8.2，在支撑台阶8.2下面的弹射桶8内设有弹射体9。

壳体1可以选用金属壳体也可以选用塑料壳体，壳体的外部形状与壳体的内部形状可以相同也可以不同，壳体可以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。壳体内的导向件4可以制作成配件装配在壳体的内部上，也可以与壳体制作成一体的整体导向件结构。制成配件结构的导向件，可通过铆接、焊接、螺栓连接、插接等连接方式与壳体内壁固定连接。与壳体制作成一体的整体导向件结构，可以是设置在壳体内壁凸楞上的导向槽。夹持件3可以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。图1-4中的夹持件是采用一对相互交叉铰接的夹钳式的夹持件。这种夹持件结构简单，易于加工制作，且夹持星载载荷时夹持牢固可靠性高。弹性件5可以采用螺旋压簧，也可以采用拱形弹片结构，还可以选用弹性橡胶件或具有拱形弹性的塑料结构件。膨胀部件6可以采用尼龙袋或塑料袋，也可以选用内表面涂覆有弹性胶层的布袋。支撑定位部件7可以选用框架结构件，网状结构件，也可以选用壳体结构件，也可以用轻质的发泡件等。弹射桶8即对带弹出的星载载荷2有支撑作用，同时也用于填装用于发射星载载荷2的药剂，弹射桶8以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。弹射体9可以采用固体火药、或液体火药，还可以采用电磁继电器驱动的弹性装置等。

为了便于将星载载荷2安放在母卫星主体内部的适当部位，并能确保其再发射之前不会脱落，本实用新型优选的实施方案是，所述壳体1为桶状结构，壳体1外壁形状和尺寸与搭载形体内部预留空腔的形状和尺寸相适配，壳体1上设有壳盖1.1，壳盖1.1通过扭簧铰链与壳体1上边缘铰接。壳体与壳盖之间可以通过铰接结构连接，也可以通过卡扣结构连接，还可以通过粘接结构连接，壳盖上可以设置易撕线，壳盖还可以采用热熔材料制成，或采用已破碎材料制成，这样当壳盖受到冲击力后即可破碎。

为了简化夹持件3的结构构造，使被夹持的星载载荷2夹持牢固，使夹持件3在壳体1内不会发生偏移摆动，本实用新型优选的实施方案还有，所述夹持件3至少包括有一个交叉式夹钳，夹钳的中部通过销轴3.3铰接，交叉式夹钳的夹头与夹柄上的至少一段与设置在壳体1内壁上的导向槽滑动配合，或在夹头与夹柄上设有导向孔，导向孔与设置在壳体内壁上的导向柱滑动配合。导向柱或导向孔均可以设置在钳柄上也可以设置在壳体的内壁上。夹钳可以制作成金属钳也可以制作成塑料钳。

为了简化夹持件3的结构构造，使被夹持的星载载荷2夹持牢固，使夹持件在壳体1内不会发生偏移摆动，本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述交叉式夹钳设有一对，一对交叉式夹钳呈十字形分布。所述交叉式夹钳也可以设有多对，多对交叉式夹钳在壳体内成均匀分布。

如图5、6所示，为了简化夹持件3的结构构造，使被夹持的星载载荷2夹持牢固，使夹持件3在壳体1内不会发生偏移摆动，本实用新型优选的实施方案还有，所述夹持件3呈余弦波形结构，夹持件3至少设有两个，夹持件3的中部与设置在壳体1内壁上的支撑件1.2铰接，夹持件3的夹头3.1与夹柄3.2上的至少一段与设置在壳体1内壁上的导向槽滑动配合，或在夹头3.1与夹柄3.2上设有导向孔，导向孔与设置在壳体1内壁上的导向柱滑动配合。

图5、6中的壳体1可以选用金属壳体也可以选用塑料壳体，壳体的外部形状与壳体的内部形状可以相同也可以不同，壳体可以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。壳体内的导向件4可以制作成配件装配在壳体的内部上，也可以与壳体制作成一体的整体导向件结构。制成配件结构的导向件，可通过铆接、焊接、螺栓连接、插接等连接方式与壳体内壁固定连接。与壳体制作成一体的整体导向件结构，可以是设置在壳体内壁凸楞上的导向槽。夹持件3可以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。图5、6中的夹持件是采用均不在壳体内的至少3个呈余弦波形的夹持件。这种夹持件结构简单，易于加工制作，且夹持星载载荷时夹持牢固可靠性高。弹性件5可以采用螺旋压簧，也可以采用拱形弹片结构，还可以选用弹性橡胶件或具有拱形弹性的塑料结构件。膨胀部件6可以采用尼龙袋或塑料袋，也可以选用内表面涂覆有弹性胶层的布袋。支撑定位部件7可以选用框架结构件，网状结构件，也可以选用壳体结构件，也可以用轻质的发泡件等。弹射桶8即对带弹出的星载载荷2有支撑作用，同时也用于填装用于发射星载载荷2的药剂，弹射桶8以采用整体结构也可以采用分体式结构，整体结构的壳体可以采用冲压件也可以采用铸件。分体式可以通过连接件连接，如铆接、焊接、螺栓连接等，还可以通过插接或扣接式的连接结构连接。弹射体9可以采用固体火药、或液体火药，还可以采用电磁继电器驱动的弹性装置等。

为了简化夹持件3的结构构造，使被夹持的星载载荷2夹持牢固，使夹持件3在壳体1内不会发生偏移摆动，本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述余弦波形夹持件3设置有三个，三个余弦波形夹持件3在圆周形截面上均布。当然也可以设置多个均布的夹持件。

为了防止被夹持的星载载荷脱落，本实用新型进一步优选的实施方案还有，在所述夹头3.1部位设有朝向加紧方向的弯钩3.4。弯钩可以与夹头做成一体结构，也可以做成分体结构，分体结构的弯钩可以通过螺纹连接、焊接后插接等连接方式连接。弯钩还可以选用热熔材料制成。

为了确保夹持件4具有持久的加持力，而且能确保弹性件5不会脱落，本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述弹性件5为压簧，压簧外部设有压簧安装槽，或压簧安装孔，或套装压簧的柔性套管。

为了确保被夹持的星载载荷2能够快速可靠地脱离夹持件3的加持，并能保持脱离夹持状态维持一定的时间，本实用新型优选的实施方案还有，所述膨胀部件6为膨胀气囊，膨胀气囊内添装有膨胀药剂，点燃膨胀药剂的导引开关通过导线、插头或插座与壳体外部的控制器连接。

为了确保被夹持的星载载荷2能够快速可靠地脱离夹持件的加持并同时被弹射出去，且不会对星载载荷2造成任何破坏，并能保持脱离夹持状态维持一定的时间，本实用新型优选的实施方案还有，所述弹射体6为快速膨胀化合物，在快速膨胀化合物与待弹射的星载载荷2之间设有垫片10，快速膨胀化合物的导引开关通过导线、插头或插座与壳体外部的控制器连接。

该组合式星载载荷弹射解锁装置结构简单、星载载荷释放安全可靠，易于控制、体积小、重量轻、可重复使用等特点。星载载荷在弹射发出前由夹持件紧紧夹持住，在夹持件底部的夹柄部位一侧设有弹性件，通过弹性件的弹力保持星载载荷被夹持件夹紧，夹持件通过导向件定位导向，导向件设置在壳体的内壁上，待发射的星载载荷的底部支撑在发射桶内壁上的阶梯坐上，在发射桶内壁阶梯坐的下面设置有快速膨胀化合物，在快速膨胀化合物与星载载荷之间设有垫板，在夹持件底部的夹柄部位另一侧设有膨胀件。当需要发射星载载荷时如安全气囊类的膨胀件膨胀，膨胀件膨胀后顶压弹性件，弹性将被顶压后就会将被夹持的星载载荷释放开，与此同时，快速膨胀化合物也被点燃，快速膨胀化合物推动垫片，垫片推动星载载荷将其发射出去。其中快速膨胀化合物的装药剂量被事先计算设定好，可通过设定的装药即将对星载载荷产生设定的推力，和设定的弹出速度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。