本發(fā)明屬于航天，具體涉及一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置。
背景技術(shù)：
1、火箭升空后，衛(wèi)星在進(jìn)入預(yù)定軌道之前的整個(gè)飛行過程中，內(nèi)部系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航、熱控等必須持續(xù)加電工作，以接收指令準(zhǔn)備分離，這通常會(huì)消耗蓄電池電量。為了節(jié)省衛(wèi)星自身電池電量，在飛行過程中，衛(wèi)星通常不使用自身電池供電，而是依靠火箭上面級(jí)電源或者其它星器通過座充裝置進(jìn)行充電，確保衛(wèi)星電量始終維持在滿電狀態(tài)，使衛(wèi)星寶貴的自身電池電量保留給分離后的獨(dú)立運(yùn)行階段，以確保在分離瞬間正常執(zhí)行初始姿態(tài)調(diào)整、太陽翼展開、通信建立等一系列重要?jiǎng)幼鳌?/p>
2、傳統(tǒng)座充裝置采用機(jī)械硬連接方式，通過電連接器建立電力和數(shù)據(jù)傳輸通道。在星器分離時(shí)，傳統(tǒng)座充裝置使用爆炸螺栓起爆，需要輔助解鎖分離。爆炸螺栓的使用會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)，對衛(wèi)星上的精密光學(xué)儀器和電子儀器造成損害，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小金屬碎屑，可能污染衛(wèi)星的光學(xué)元件或敏感設(shè)備。爆炸螺栓屬于一次性裝置，存在不可測試性，無法在發(fā)射前進(jìn)行全功能的真實(shí)測試，增加了發(fā)射失敗的風(fēng)險(xiǎn)。如果存在多個(gè)爆炸螺栓沒有完全同步起爆，衛(wèi)星會(huì)存在旋轉(zhuǎn)分離、姿態(tài)不佳的風(fēng)險(xiǎn)，影響衛(wèi)星后續(xù)的正常工作。
3、隨著航天技術(shù)的發(fā)展，對衛(wèi)星座充裝置提出了更高的要求。需要一種能夠在星箭或星器分離時(shí)刻自主實(shí)現(xiàn)連接物理斷開的裝置，達(dá)到快速、可靠的自動(dòng)分離效果，同時(shí)不產(chǎn)生任何分離阻力，避免對衛(wèi)星造成沖擊振動(dòng)和污染。需要消除火工品使用帶來的固有風(fēng)險(xiǎn)，提高裝置的可測試性和可重復(fù)使用性。需要將衛(wèi)星的機(jī)械分離機(jī)構(gòu)與供充電功能實(shí)現(xiàn)功能解耦，簡化接口與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,包括插頭端和插座端;
2、所述插頭端包括插頭支座、導(dǎo)電彈性針、彈性針固定座、彈性針蓋板、彈性針印制板、壓緊塊及后蓋板;
3、所述插座端包括插座支座、導(dǎo)電接觸件、接觸件固定板、接觸件印制板、壓緊塊及后蓋板;
4、所述導(dǎo)電彈性針自帶彈簧,在外力作用下帶動(dòng)導(dǎo)電彈性針頂部自由伸出與壓縮;
5、所述插頭支座用于支撐彈性針固定座與彈性針蓋板;所述彈性針印制板由壓緊塊壓緊在插頭支座內(nèi)部;所述彈性針固定座與彈性針蓋板分別壓緊導(dǎo)電彈性針;所述后蓋板與壓緊塊連接;
6、所述插座支座用于支撐接觸件固定板;所述接觸件印制板由壓緊塊壓緊在插座支座內(nèi)部;所述接觸件固定板定位導(dǎo)電接觸件;所述后蓋板與壓緊塊連接。
7、優(yōu)選的方案中，所述導(dǎo)電彈性針包括導(dǎo)電彈性針頂部、彈性針彈簧、導(dǎo)電彈性針耳臺(tái)和導(dǎo)電彈性針尾部;所述彈性針彈簧在外力作用下帶動(dòng)導(dǎo)電彈性針頂部自由伸出與壓縮。
8、優(yōu)選的方案中，所述彈性針固定座開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第一凹槽,且第一凹槽底面開設(shè)有貫穿所述彈性針固定座的第一通孔;所述彈性針蓋板開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第二凹槽,且第二凹槽底面開設(shè)有貫穿所述彈性針蓋板的第二通孔;所述第一凹槽與所述第二凹槽分別與導(dǎo)電彈性針耳臺(tái)接觸,用于壓緊導(dǎo)電彈性針;所述第一通孔與所述第二通孔用于貫穿導(dǎo)電彈性針階梯軸。
9、優(yōu)選的方案中，所述彈性針蓋板設(shè)有凸臺(tái),所述凸臺(tái)用于對所述彈性針彈簧行程進(jìn)行限位。
10、優(yōu)選的方案中，所述彈性針印制板開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第一焊盤通孔,導(dǎo)電彈性針尾部貫穿第一焊盤通孔并通過焊接實(shí)現(xiàn)連接;所述彈性針印制板另一側(cè)設(shè)有第二焊盤通孔,所述第二焊盤通孔與外部電纜導(dǎo)線焊接連接;所述第一焊盤通孔與所述第二焊盤通孔通過印制板布線連接導(dǎo)通。
11、優(yōu)選的方案中，所述接觸件固定板開設(shè)有與所述導(dǎo)電接觸件數(shù)量相同的階梯凹槽,用于定位導(dǎo)電接觸件;所述導(dǎo)電接觸件尾部與接觸件印制板的焊盤通孔通過焊接實(shí)現(xiàn)連接。
12、優(yōu)選的方案中，所述插頭支座上設(shè)有抗剪銷,所述抗剪銷通過孔軸配合與所述插頭支座連接;所述插座支座上設(shè)有銷錐窩;所述抗剪銷與所述銷錐窩配合,并留有配合間隙。
13、優(yōu)選的方案中，所述抗剪銷末端為錐形,所述銷錐窩為錐形窩。
14、優(yōu)選的方案中，所述插頭端設(shè)有插頭電纜及電連接器,所述插座端設(shè)有插座電纜及電連接器。
15、優(yōu)選的方案中，所述插頭端和插座端分別設(shè)有線卡子,所述線卡子用于壓緊從印制板焊接的線纜線束；所述彈性針蓋板、彈性針固定座、接觸件固定板采用絕緣材料制成。
16、本發(fā)明所達(dá)到的有益效果為：
17、第一，本發(fā)明采用了自帶彈簧的導(dǎo)電彈性針與導(dǎo)電接觸件的彈性接觸方式，實(shí)現(xiàn)了插頭端與插座端的自動(dòng)分離功能。在衛(wèi)星與火箭分離時(shí)，導(dǎo)電彈性針在內(nèi)置彈簧的彈性力作用下自動(dòng)回彈，導(dǎo)電彈性針頂部與導(dǎo)電接觸件自然脫離接觸，完成物理斷開。整個(gè)分離過程無需爆炸螺栓等火工品輔助，不產(chǎn)生沖擊振動(dòng)，避免了對衛(wèi)星上的精密光學(xué)儀器和電子設(shè)備造成損害，也不會(huì)產(chǎn)生金屬碎屑等污染物。由于彈性針彈簧提供的彈性力使分離過程不產(chǎn)生任何分離阻力，衛(wèi)星可以保持良好的姿態(tài)完成分離動(dòng)作，避免了傳統(tǒng)爆炸螺栓方式可能導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)分離、姿態(tài)不佳等風(fēng)險(xiǎn)，提高了衛(wèi)星分離的安全性與可靠性。
18、本發(fā)明在插頭支座上設(shè)置了抗剪銷，在插座支座上設(shè)置了與抗剪銷相配合的銷錐窩，兩者之間留有配合間隙。抗剪銷與銷錐窩的配合實(shí)現(xiàn)了插頭端與插座端的準(zhǔn)確定位，避免了誤插操作的發(fā)生。配合間隙的設(shè)置消除了插頭端與插座端在對接裝配過程中可能存在的水平方向裝配誤差，避免了由于裝配浮動(dòng)性引起的導(dǎo)電彈性針受力不均的風(fēng)險(xiǎn)，保證了導(dǎo)電彈性針在工作過程中的穩(wěn)定性和可靠性。抗剪銷末端的錐形設(shè)計(jì)以及銷錐窩的錐形窩結(jié)構(gòu)使得在衛(wèi)星與火箭分離時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的拔銷阻力，抗剪銷從銷錐窩中平穩(wěn)退出，確保了衛(wèi)星分離過程的平穩(wěn)性和快速性。
19、本發(fā)明通過印制板的方式實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電彈性針、導(dǎo)電接觸件與各自電纜導(dǎo)線的連接。導(dǎo)電彈性針尾部和導(dǎo)電接觸件尾部分別通過焊接與彈性針印制板和接觸件印制板連接，印制板再通過內(nèi)部布線與外部電纜導(dǎo)線連接導(dǎo)通。采用印制板連接方式增強(qiáng)了連接的可靠性，焊接連接方式保證了良好的電氣接觸和機(jī)械固定，避免了傳統(tǒng)接插件可能出現(xiàn)的接觸不良或松脫問題。同時(shí)，印制板的使用使得裝配過程更加方便快捷，便于批量生產(chǎn)和維護(hù)，降低了制造成本和裝配難度。
20、本發(fā)明的衛(wèi)星座充裝置由于不使用一次性的爆炸螺栓，裝置可以重復(fù)使用，支持在發(fā)射前進(jìn)行多次、全功能、真實(shí)的測試。重復(fù)測試功能確保了裝置在實(shí)際使用時(shí)的可靠性，降低了發(fā)射失敗的風(fēng)險(xiǎn)。裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、重量較輕，有利于實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星輕量化設(shè)計(jì)，節(jié)省了寶貴的發(fā)射重量和空間資源。同時(shí)，該裝置還可以實(shí)現(xiàn)在軌重新連接和再次分離的功能，為未來的航天任務(wù)如在軌組裝、在軌維護(hù)等提供了技術(shù)支持，增強(qiáng)了航天系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。生產(chǎn)成本較低，降低了系統(tǒng)總成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。
1.一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:包括插頭端和插座端;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述導(dǎo)電彈性針包括導(dǎo)電彈性針頂部、彈性針彈簧、導(dǎo)電彈性針耳臺(tái)和導(dǎo)電彈性針尾部;所述彈性針彈簧在外力作用下帶動(dòng)導(dǎo)電彈性針頂部自由伸出與壓縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述彈性針固定座開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第一凹槽,且第一凹槽底面開設(shè)有貫穿所述彈性針固定座的第一通孔;所述彈性針蓋板開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第二凹槽,且第二凹槽底面開設(shè)有貫穿所述彈性針蓋板的第二通孔;所述第一凹槽與所述第二凹槽分別與導(dǎo)電彈性針耳臺(tái)接觸,用于壓緊導(dǎo)電彈性針;所述第一通孔與所述第二通孔用于貫穿導(dǎo)電彈性針階梯軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述彈性針蓋板設(shè)有凸臺(tái),所述凸臺(tái)用于對所述彈性針彈簧行程進(jìn)行限位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述彈性針印制板開設(shè)有與所述導(dǎo)電彈性針數(shù)量相同的第一焊盤通孔,導(dǎo)電彈性針尾部貫穿第一焊盤通孔并通過焊接實(shí)現(xiàn)連接;所述彈性針印制板另一側(cè)設(shè)有第二焊盤通孔,所述第二焊盤通孔與外部電纜導(dǎo)線焊接連接;所述第一焊盤通孔與所述第二焊盤通孔通過印制板布線連接導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述接觸件固定板開設(shè)有與所述導(dǎo)電接觸件數(shù)量相同的階梯凹槽,用于定位導(dǎo)電接觸件;所述導(dǎo)電接觸件尾部與接觸件印制板的焊盤通孔通過焊接實(shí)現(xiàn)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述插頭支座上設(shè)有抗剪銷,所述抗剪銷通過孔軸配合與所述插頭支座連接;所述插座支座上設(shè)有銷錐窩;所述抗剪銷與所述銷錐窩配合,并留有配合間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述抗剪銷末端為錐形,所述銷錐窩為錐形窩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述插頭端設(shè)有插頭電纜及電連接器,所述插座端設(shè)有插座電纜及電連接器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型自動(dòng)分離式衛(wèi)星座充裝置,其特征在于:所述插頭端和插座端分別設(shè)有線卡子,所述線卡子用于壓緊從印制板焊接的線纜線束；所述彈性針蓋板、彈性針固定座、接觸件固定板采用絕緣材料制成。