【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绳系卫星系统与航天器轨道机动，具体涉及一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置。
技术介绍
1、绳系卫星系统是一种先进的空间多体卫星结构，该系统可借助较长且柔软的太空系绳实现大范围、跨轨道的空间机动任务，且轨道机动过程连续，不需要重复变轨，有望成为航天器交会对接、在轨服务、空间碎片清除等轨道机动应用领域的重要实施方式。对于绳系卫星系统来说，可靠的释放是实现其轨道机动任务的前提与基础。
2、传统的绳系卫星系统释放装置常采用熔断限位，释放机械储能的方式来提供初始动能，太空系绳的释放控制过程中系绳长度的测量以卷线筒伺服电机的码盘行程来代替，系绳张力的测量以张力轮上的张力测量结果计算得到。
3、通过分析现有绳系卫星释放装置，发现其存在以下问题：
4、1)熔断装置存在失效的风险，受环境的影响导致释放成功率较低，并不能保证击发释放的成功率。
5、2)机械储能装置的存贮能量的大小是固定的，无法更改子星击发释放的初始速度，也无法更改子星击发释放的角度，因此无法应对不同的任务需求。
6、3)绳长的测量精度受卷线筒上已缠绕绳长的厚度影响，引进了不确定的测量误差。
7、4)系绳张力需要通过张力轮压力换算得到，因此，系绳张力不是直接测量量，容易引进外界干扰，造成测量精度降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决传统绳系卫星系统的释放装置存在的释放成功率低，绳长、张力测量精度低，无法更改初始释放速度、角度的问题，而提出了一
2、本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
3、一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，所述装置包括系绳释放测量单元、子星释放击发单元、转向调节单元和张力测量单元；其中：
4、系绳释放测量单元、子星释放击发单元和转向调节单元安装在母星上，张力测量单元安装在子星上，系绳释放测量单元与张力测量单元通过系绳连接；
5、所述系绳释放测量单元用于实现系绳释放，系绳释放测量单元包括上安装板、伺服电机固定座、第一同步带轮、同步带、卷线筒固定座、第二同步带轮、卷线筒、伺服电机；
6、伺服电机固定座和卷线筒固定座固定在上安装板上，且伺服电机固定在伺服电机固定座上，卷线筒固定在卷线筒固定座上；
7、伺服电机的电机轴与第一同步带轮固定连接，卷线筒的旋转轴与第二同步带轮固定连接；
8、同步带通过轮齿与第一同步带轮和第二同步带轮啮合；
9、所述子星释放击发单元包括释放速度调节模块和子星释放模块，子星释放模块用于释放子星，释放速度调节模块用于调节子星释放的速度；
10、释放速度调节模块包括左支撑架、下安装板、右支撑架、步进电机、释放电机支架、丝杠；
11、上安装板与下安装板平行设置，且在平行结构的两端分别设置有左支撑架和右支撑架；
12、步进电机固定在左支撑架上，且在上安装板与下安装板之间设置有释放电机支架，释放电机支架沿水平方向上设置有螺纹孔，步进电机的旋转轴丝杠与释放电机支架通过螺纹孔连接，通过丝杠的旋转带动释放电机支架做左右方向的直线运动；
13、子星释放模块包括释放电机、撞击锤、压缩弹簧、偏心轮、异形插销、限位锁死块和弹簧引导轴；
14、异形插销包括固连在一起的阻挡圆柱，张紧圆柱和偏心轮随动块；
15、释放电机固定设置在释放电机支架上，释放电机的旋转轴与偏心轮连接，异形插销通过阻挡圆柱套接在释放电机支架的滑槽上，张紧圆柱与释放电机支架通过弹簧连接使偏心轮与偏心轮随动块贴合；
16、通过释放电机的旋转带动偏心轮旋转，偏心轮的旋转会带动偏心轮随动块沿前后方向水平移动；
17、限位锁死块和弹簧引导轴设置在上安装板与下安装板之间，撞击锤水平穿过右支撑架后，撞击锤与限位锁死块的一端固定连接，且水平设置的弹簧引导轴的一端固定在左支撑架上；
18、压缩弹簧套装在弹簧引导轴上后，压缩弹簧的一端连接在限位锁死块上，压缩弹簧的另一端连接在左支撑架上；
19、下安装板的上表面设置有腰孔，限位锁死块的下边缘在腰孔内水平滑动；
20、所述转向调节单元用于带动系绳释放测量单元和子星释放击发单元整体水平旋转，转向调节单元与右支撑架通过螺纹连接；
21、所述张力测量单元用于测量系绳上的张力，张力测量单元包括撞击板、压力传感器、减震弹簧、固定滑块、导轨、系绳、光轴；
22、压力传感器的一端连接在竖直设置的撞击板上，压力传感器的另一端与水平设置的光轴的一端固定连接，光轴的另一端从固定滑块上所设置的水平方向通孔穿过；
23、减震弹簧套装在光轴上，且固定滑块套装在导轨上，沿导轨水平方向滑动；
24、系绳连接在固定滑块上，固定滑块通过系绳与系绳释放测量单元连接。
25、进一步地，所述卷线筒固定座的个数为2个。
26、进一步地，所述第一同步带轮和第二同步带轮的直径相同。
27、进一步地，所述系绳释放测量单元还用于实现系绳释放长度测量，系绳释放测量单元还包括滚轮固定座、上滚轮、下滚轮、编码器、调节螺栓；
28、滚轮固定座设置在上安装板上，下滚轮通过轴承固定在滚轮固定座上，下滚轮的旋转轴与编码器的旋转轴通过异形卡槽连接；
29、且滚轮固定座上预留有u形槽，上滚轮的旋转轴卡在预留的u形槽上；
30、预留的u形槽的正上方设置有调节螺栓，调节螺栓用于调节上滚轮和下滚轮之间的间距，卷线筒上的系绳从上滚轮和下滚轮之间的间隙穿过。
31、进一步地，所述释放速度调节模块还包括光杆，光杆穿过释放电机支架上水平设置的孔槽后，光杆的一端连接在左支撑架上，另一端连接在右支撑架上。
32、进一步地，所述释放速度调节模块还包括第一光电开关、第一遮光片、第二光电开关、第二遮光片，第一遮光片和第二遮光片固定设置在释放电机支架上，第一光电开关固定设置在左支撑架上，第二光电开关固定设置在右支撑架上。
33、进一步地，所述装置还包括释放光电传感器和第三遮光片，第三遮光片与偏心轮随动块固定连接，水平设置的释放光电传感器连接在释放电机支架上，释放光电传感器与第三遮光片配合控制释放电机停转。
34、更进一步地，所述滚轮固定座的个数为2个。
35、本专利技术的有益效果是：
36、本专利技术提出了一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，可以实现绳系卫星系统中子星的释放以及对牵引子星的系绳进行释放，从而准确控制子星到达的位置，实现子星轨道机动的功能。其具有以下的特点和优势：
37、1、本专利技术的基于动量碰撞的绳系卫星释放装置可重复使用、可靠性高。首先，本专利技术以太空系绳释放子星做大范围、跨轨道的空间机动，系绳的“一收一回”使得子星及其相关任务可重复使用、过程受控；其次，本专利技术采用储能可变的撞击装置实现动量碰撞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述装置包括系绳释放测量单元、子星释放击发单元、转向调节单元(28)和张力测量单元；其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述卷线筒固定座(7)的个数为2个。
3.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述第一同步带轮(5)和第二同步带轮(8)的直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述系绳释放测量单元还用于实现系绳释放长度测量，系绳释放测量单元还包括滚轮固定座(10)、上滚轮(11)、下滚轮(12)、编码器(32)、调节螺栓(33)；
5.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述释放速度调节模块还包括光杆(25)，光杆(25)穿过释放电机支架(20)上水平设置的孔槽后，光杆(25)的一端连接在左支撑架(14)上，另一端连接在右支撑架(27)上。
6.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述
7.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述装置还包括释放光电传感器(22)和第三遮光片(19)，第三遮光片(19)与偏心轮随动块(183)固定连接，水平设置的释放光电传感器(22)连接在释放电机支架(20)上，释放光电传感器(22)与第三遮光片(19)配合控制释放电机(3)停转。
8.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述滚轮固定座(10)的个数为2个。
...【技术特征摘要】
1.一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述装置包括系绳释放测量单元、子星释放击发单元、转向调节单元(28)和张力测量单元；其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述卷线筒固定座(7)的个数为2个。
3.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述第一同步带轮(5)和第二同步带轮(8)的直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述系绳释放测量单元还用于实现系绳释放长度测量，系绳释放测量单元还包括滚轮固定座(10)、上滚轮(11)、下滚轮(12)、编码器(32)、调节螺栓(33)；
5.根据权利要求1所述的一种基于动量碰撞的绳系卫星释放装置，其特征在于，所述释放速度调节模块还包括光杆(25)，光杆(25)穿过释放电机支架(20)上水平设置的孔槽后，光杆(25)的一端连接在左支撑架(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓磊，孙光辉，郇百正，奎啟昕，鞠殷昊，程鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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