一種航天器解鎖分離裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種航天器解鎖分離裝置，用于航天工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械裝置。該裝置組合主要包括：兩個(gè)能夠相對移動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，即一種可分離式六角螺栓。兩個(gè)能夠相對移動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，通過熱熔膠固化，當(dāng)改變溫度使熱熔膠熔融，兩結(jié)構(gòu)零件脫離。該裝置作為一個(gè)連接件時(shí)，兩結(jié)構(gòu)零件通過熱熔膠固結(jié)，其連接功能的實(shí)現(xiàn)與普通螺栓或螺柱的連接方式非常相似，通過擰緊螺母或螺栓體即可將兩個(gè)目標(biāo)連為一體。當(dāng)兩個(gè)連接體將要分離時(shí)，設(shè)定溫度達(dá)到熱熔膠熔融溫度，使該裝置的兩結(jié)構(gòu)零件脫離，進(jìn)而在彈簧作用下，使兩個(gè)目標(biāo)快速分離。本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置采用電加熱方式熔融熱熔膠使兩連接件解鎖，有效地避免解鎖時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)沖擊對航天器造成的不利影響。
【專利說明】一種航天器解鎖分離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于受控釋放機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及(但不專指)溫度機(jī)構(gòu)，即受溫度作用控制的機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。
[0002]本發(fā)明非專一的用于航天工業(yè)領(lǐng)域，例如運(yùn)載火箭或衛(wèi)星領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]航天器艙段及部件之間的連接與分離是關(guān)系到航天器飛行試驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ淖顬殛P(guān)鍵的因素之一。在某些航天器的整個(gè)飛行階段，如上升段、沿地球軌道飛行或向其它星球的飛行途中以及返回地球時(shí)，需要不斷分離掉無效的結(jié)構(gòu)部分，因此，在航天器設(shè)計(jì)過程中，正確選擇可解鎖連接與分離裝置是十分重要的。
[0004]目前，航天器可解鎖連接與分離裝置中，如爆炸螺栓、解鎖螺栓等裝置的分離力通過火藥燃燒產(chǎn)生，在解鎖時(shí)具有一定的動(dòng)態(tài)沖擊力；而半螺母連接鎖、雙齒條連接鎖等裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，加工精度要求高，安裝操作要求高。
[0005]實(shí)際上沖擊和振動(dòng)水平對航天器可能產(chǎn)生不利影響，對它們附近的不堅(jiān)固設(shè)備的
使用常常產(chǎn)生嚴(yán)重的障礙。
[0006]在專利(專利號01808551.2)中提到一種用于航天領(lǐng)域受控釋放裝置，該裝置可以減緩解鎖時(shí)的動(dòng)態(tài)沖擊力，但是該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很大程度上限制了它的使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、解鎖時(shí)無動(dòng)態(tài)沖擊力的新裝置。
[0008]此目的在本發(fā)明的范圍中通過一種航天器解鎖分離裝置達(dá)到，該裝置組合主要包括:兩個(gè)能夠相對移動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，即一種可分離式六角螺栓，該裝置可與螺母配合使用。兩個(gè)能夠相對移動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，通過熱熔膠固化，實(shí)現(xiàn)連接功能，當(dāng)改變溫度使熱熔膠熔融，兩結(jié)構(gòu)零件脫離，從而使靠此裝置連接的兩連接體分離。該裝置包括全螺紋六角頭螺栓和一端有外螺紋一端有螺紋孔的螺柱，所述螺栓從六角頭中心部開始打有一段盲孔，螺栓的盲孔內(nèi)放置加熱棒，螺栓可插入到螺柱的內(nèi)螺紋內(nèi)，螺栓的外螺紋與螺柱的內(nèi)螺紋間充滿熱熔膠，熱熔膠將螺栓和螺柱固接到一起，螺柱的外螺紋與其他螺母配合來固定需要連接的零部件。
[0009]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，在螺柱內(nèi)螺紋的底端開設(shè)有一段圓柱孔，依次放入彈簧和圓形密封板，在螺栓與螺柱通過熱熔膠固接時(shí)，彈簧被壓縮。彈簧的有無視具體要求、具體工作環(huán)境而定，若無需快速分離，或有外部分離彈簧，或靠重力等已能達(dá)到分離要求，則不需安裝彈簧。若需要安裝彈簧，應(yīng)在安裝螺栓之前，將彈簧放入螺柱內(nèi)螺紋孔中，并在其上疊加圓形密封板，以防止熱熔膠滲入彈簧內(nèi)，使彈簧失效。
[0010]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，在上述螺柱的螺紋孔中先后放入彈簧、圓形密封板后，注入適量熔融熱熔膠，在熱熔膠冷卻之前，將上述螺栓的螺紋部分插入上述螺柱的螺紋孔中，但兩螺紋無配合要求，開設(shè)螺紋的目的是增加熱熔膠凝固后的承載力，螺紋頂徑間隙視具體承載力通過改變內(nèi)外螺紋直徑來調(diào)整。螺紋頂徑間隙通入熱熔膠，使兩部分固結(jié)。在正常工作狀態(tài)下，兩部分結(jié)構(gòu)零件在凝固的熱熔膠作用下固定在一起，無相對位移，該裝置作為一個(gè)連接件，其連接功能的實(shí)現(xiàn)與普通螺栓或螺柱的連接方式非常相似，可與螺母配合使用，通過擰緊螺母或可分離式六角螺栓即可將兩個(gè)目標(biāo)連為一體。當(dāng)兩個(gè)連接體將要分離時(shí)，設(shè)定溫度達(dá)到熱熔膠熔融溫度，熱熔膠開始軟化，最終熔融，使可分離式六角螺栓的兩部分結(jié)構(gòu)零件脫離，進(jìn)而在彈簧的作用下，使兩個(gè)目標(biāo)快速分離。
[0011]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，溫度控制靠電加熱棒實(shí)現(xiàn)，電熱棒與航天器內(nèi)部特定電路相連，通過內(nèi)部蓄電池或太陽能電池板供電。
[0012]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，可根據(jù)使用要求選擇相應(yīng)的材料制造各個(gè)零件，如鈦合金、鋁合金、塑料等加工全螺紋六角頭螺栓和一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱。熱熔膠型號根據(jù)具體使用環(huán)境選擇，如工作溫度等。
[0013]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，全螺紋型螺栓可選擇另外一種結(jié)構(gòu)型式，從螺栓中部開始，打有盲孔，且盲孔底部偏上打有十字交叉的兩通孔，全螺紋型螺栓的孔中通入熔融熱熔膠(或低溫合金)，熱熔膠(或低溫合金)經(jīng)過螺栓的孔組，從四個(gè)方向進(jìn)入頂徑間隙，待熱熔膠(或低溫合金)冷卻凝固，使螺栓和螺柱固結(jié)。這種結(jié)構(gòu)型式，熱熔膠不易進(jìn)入彈簧，操作容易。
[0014]本發(fā)明不局限于剛才描述的特殊實(shí)施例，而是可以擴(kuò)展到所有符合其思路的變型。特別是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以用任何適當(dāng)?shù)牟牧?，如低溫合金等代替熱熔膠。螺栓和螺柱裝配前先加熱，低溫合金放入螺柱的內(nèi)螺紋孔，將螺栓插入后冷卻，低溫合金固化，將螺栓和螺柱固接在一起。該方案用于工作環(huán)境或螺栓與螺柱分離溫度要求高的場合。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1.本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，將現(xiàn)有普通螺栓一分為二為兩結(jié)構(gòu)零件，并用熱熔膠固化，正常工作狀態(tài)下相當(dāng)于普通螺栓，實(shí)現(xiàn)連接功能，解鎖時(shí)，熱熔膠融化，使兩結(jié)構(gòu)件分離，進(jìn)而使靠此連接的兩連接件分離。
[0017]2.本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置采用電加熱方式熔融熱熔膠使兩連接件解鎖，有效地避免解鎖時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)沖擊對航天器造成的不利影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，即可分離式六角螺栓的示意圖。
[0019]圖2為一種航天器解鎖分離裝置火箭艙外板部件與艙內(nèi)板部件連接實(shí)例圖。
[0020]圖3為一種航天器解鎖分離裝置火箭艙外板部件與艙內(nèi)板部件釋放實(shí)例圖。
[0021]圖4為一種航天器解鎖分離裝置衛(wèi)星太陽能電池板收起實(shí)例圖。
[0022]圖5為一種航天器解鎖分離裝置衛(wèi)星太陽能電池板連接方案一的細(xì)節(jié)圖。
[0023]圖6為一種航天器解鎖分離裝置衛(wèi)星太陽能電池板連接方案二的細(xì)節(jié)圖。
[0024]圖7為為本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置的可分離式六角螺栓的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖8為圖7所示可分離式六角螺栓的另一種結(jié)構(gòu)應(yīng)用示意圖。
[0026]圖中:1.艙內(nèi)板部件，2.電連接器，3.A艙，4.B艙，5.擺桿，6.可分離式六角螺栓，
7.艙外板部件，8.熱熔膠，9.加熱棒，10.太陽能電池板，11.衛(wèi)星太陽能電池板連接組件。[0027]其中6-1.全螺紋六角頭螺栓,6-2.圓形密封板,6-3.彈簧,6-4.—端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱，11-1.分離彈簧，11-2.螺母，11-3.哈弗塊。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，如圖1所示，包括全螺紋六角頭螺栓6-1和一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4，所述螺栓從六角頭中部開始，打有盲孔，以放置加熱棒9。此外根據(jù)需要還可能包括附加零件:圓形密封板6-2和彈簧6-3。
[0029]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，如圖1所示，在一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4的螺紋孔中先后放入彈簧6-3、圓形密封板6-2后，通入適量熔融熱熔膠8，在熱熔膠8冷卻之前，將全螺紋六角頭螺栓6-1的螺紋部分插入一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4的螺紋孔中。合理選擇彈簧6-3及安裝全螺紋六角頭螺栓6-1的力，以保持彈簧6-3具有一定的斥力。待熱熔膠8冷卻，使全螺紋六角頭螺栓6-1和一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4固結(jié)，并在全螺紋六角頭螺栓6-1的盲孔中插入加熱棒9。當(dāng)該裝置作為一個(gè)連接件時(shí)，全螺紋六角頭螺栓6-1和一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4在固化的熱熔膠8作用下固定在一起，無相對位移，其連接功能的實(shí)現(xiàn)與普通螺栓或螺柱的連接方式非常相似，通過擰緊螺母或螺栓體即可將兩個(gè)目標(biāo)連為一體。當(dāng)兩個(gè)連接體將要分離時(shí)，調(diào)節(jié)加熱棒9溫度，使其達(dá)到熱熔膠8的熔融溫度，熱熔膠8開始軟化熔融，使全螺紋六角頭螺栓6-1和一端有外螺紋一端有螺紋孔螺柱6-4在彈簧6-3的作用下快速脫離，從而使靠此裝置連接的兩連接體分離。
[0030]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置應(yīng)用于航天器艙體連接實(shí)例，如圖2所示，包括艙內(nèi)板部件1，電連接器2，A艙3，B艙4，擺桿5，可分離式六角螺栓6，艙外板部件7。在載人飛船發(fā)射時(shí)和“艙外板部件7與艙內(nèi)板部件I連接釋放前”的在軌運(yùn)行期間，艙外板部件7與艙內(nèi)板部件I通過可分離式六角螺栓6連接，兩板上電連接器2等處于插合接通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)A艙3和B艙4之間電路等的連接。當(dāng)A艙3和B艙4分離時(shí)，可分離式六角螺栓6分離，解除艙外板部件7與艙內(nèi)板部件I之間的連接。在分離式六角螺栓6內(nèi)部彈簧6-3的彈性力作用下，艙外板部件7與艙內(nèi)板部件I實(shí)現(xiàn)分離，從而實(shí)現(xiàn)A艙3和B艙4之間電路等的分離，如圖3所示。
[0031]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置應(yīng)用于衛(wèi)星太陽能電池板展開實(shí)例，如圖4所示，主要包括太陽能電池板10，衛(wèi)星太陽能電池板連接組件11。衛(wèi)星太陽能電池板連接組件11包括分離彈簧11-1，螺母11-2，哈弗塊11-3，分離式六角螺栓6，其中分離彈簧的位置有兩種形式，分別如圖5、圖6。太陽能電池板10展開之前，通過螺母11-2，分離式六角螺栓6，哈弗塊11-3將太陽能電池板固定在衛(wèi)星箱體上。當(dāng)太陽能電池板10展開時(shí)，可分離式六角螺栓6分離，哈弗塊11-3在分離彈簧11-1的作用下分離一定距離，使太陽能電池板釋放展開。
[0032]本發(fā)明圖7所示為，從螺栓I的孔中通入熱熔膠(或低溫合金)，熱熔膠(或低溫合金)經(jīng)過螺栓I中的孔組，從四個(gè)方向進(jìn)入頂徑間隙，使螺栓I和螺柱3固結(jié)
[0033]本發(fā)明一種航天器解鎖分離裝置，其全螺紋型螺栓可選擇另外一種結(jié)構(gòu)型式，如圖7所示，從螺頭中部開始，打有盲孔，且盲孔底部偏上打有十字交叉的兩通孔，全螺紋型螺栓的孔中通入熔融熱熔膠(或低溫合金)，熱熔膠(或低溫合金)經(jīng)過螺栓的孔組，從四個(gè)方向進(jìn)入頂徑間隙，待熱熔膠(或低溫合金)冷卻凝固，使螺栓和螺柱固結(jié)，其使用方法見圖8所示。
【權(quán)利要求】
1.一種航天器解鎖分離裝置，其特征在于:主要包括全螺紋六角頭螺栓和一端有外螺紋一端有螺紋孔的螺柱，所述螺栓從六角頭中心部開始打有一段盲孔，螺栓的盲孔內(nèi)放置加熱棒，螺栓可插入到螺柱的內(nèi)螺紋內(nèi)，螺栓的外螺紋與螺柱的內(nèi)螺紋間充滿熱熔膠，熱熔膠將螺栓和螺柱固接到一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器解鎖分離裝置，其特征在于:在螺柱內(nèi)螺紋的底端開設(shè)有一段圓柱孔，在此圓柱孔內(nèi)依次放入彈簧和圓形密封板，彈簧在螺栓與螺柱通過熱熔膠固接時(shí)被壓縮在圓柱孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器解鎖分離裝置，其特征在于:熱熔膠由低溫合金替代。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種航天器解鎖分離裝置，其特征在于:低溫合金為鈦合金或招合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器解鎖分離裝置，其特征在于:全螺紋型螺栓從螺栓中部開始打有盲孔，在盲孔底部偏上打有十字交叉的兩通孔。
【文檔編號】F16B11/00GK103615450SQ201310634722
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)民, 鑒冉冉, 戴坤添, 焦志偉, 丁玉梅 申請人:北京化工大學(xué)