一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置的制作方法

1.本技术涉及飞行器减冲击设备的领域，尤其是涉及一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置。


背景技术：

2.微小卫星指的是重量在1000千克以下的人造卫星，与以往的大卫星相比，微小卫星具有很多优势，如微小卫星重量轻、体积小，再加上批量生产，生产成本低；可以用小型火箭发射，或作为大型火箭的辅助载荷发射，发射成本低；能从战斗机甚至气球上发射，或利用地、水面火炮发射，可以满足快速反应的需求。
3.目前微小卫星是安装在固定主框架上，主框架安装在缓冲隔离装置上，缓冲隔离装置再通过底部安装结构与卫星基板连接，而卫星基板在安装时，是通过爆炸螺栓连接，在需要将卫星和火箭分离时，直接引爆爆炸螺栓，将连接部位破坏，爆炸产生的冲击力通过缓冲隔离装置削弱，避免对卫星结构造成损坏。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为现有的缓冲隔离装置的结构设计简单，结构强度不足，易变形，仅依靠板状结构与缓冲材料的直接接触，利用缓冲材料本身的弹力对爆炸产生的冲击力进行削弱，对冲击力的缓冲隔离效果差。


技术实现要素：

5.为了有效改善现有的缓冲隔离装置结构设计简单，对冲击力的缓冲隔离效果差的问题，本技术提供一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置。
6.本技术提供的一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置采用如下的技术方案：一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置，包括下基板，在下基板的上端安装有定位板，在定位板的上端安装有上基板，在上基板的上端安装有顶缓冲件，在顶缓冲件的上端安装有安装板，在下基板上安装有贯穿下基板、定位板，以及上基板的连接件，在连接件下部设置有底连接座，在下基板的下部设置有吸能机构。
7.通过采用上述技术方案，将卫星安装在主框架上，然后将主框架安装在安装板上，然后通过底连接座将装置、主框架，以及卫星安装在卫星基板上，卫星基板通过爆炸螺栓与火箭连接；当卫星发射后需要星箭分离时，引爆爆炸螺栓，爆炸的冲击力从卫星基板传递至本装置，冲击力在被传递至吸能机构时被吸能机构吸能削弱，然后传递至下基板、定位板，以及上基板，在连接件的作用下，下基板、定位板，以及上基板的连接稳定，保证对上部结构的稳定支撑，然后冲击力被传递至顶缓冲件，顶缓冲件对冲击力进行第三次削弱吸收，最终被传递至安装板上的冲击力已经被大幅削弱，能够有效降低卫星受损的可能性。
8.可选的，吸能机构包括安装在下基板下部的顶板，在下基板下部安装有蜂窝板，在蜂窝板的下部安装有底板，在底板的下部安装有缓冲垫。
9.通过采用上述技术方案，冲击力被传递至吸能机构时，冲击力依次被传递至缓冲垫、底板，以及蜂窝板，经过三次削弱才被传送至下基板，三次削弱能够进一步降低卫星受
损的可能性；蜂窝板为芯状结构，该结构具有优异的抗压功能与缓冲隔振功能，能够很好的削弱来自爆炸螺栓的冲击力，同时蜂窝板具有质轻的优点，能够有效减轻装置的重量，更加有利于卫星发射。
10.可选的，定位板的一侧与上基板连接，另一侧与下基板连接，多块定位板间隔等距分布在上基板与下基板之间。
11.通过采用上述技术方案，定位板是装置的安装基础，能够保证装置的整体结构强度，以抵挡来自爆炸螺栓的冲击力，以及保证卫星的安装稳定。
12.可选的，在下基板背离定位板的板面的边角处设置有支撑座，支撑座上贯穿安装有贯穿下基板，以及上基板的锁紧螺栓，锁紧螺栓的顶端与顶缓冲件螺纹连接，在锁紧螺栓的底端固定安装有接触垫。
13.通过采用上述技术方案，锁紧螺栓能够进一步加强装置的稳定性，增强装置对于来自爆炸螺栓的冲击力的抵抗能力，进一步削弱冲击力，降低冲击力对于卫星的影响，使卫星更加稳定；支撑座在支撑装置的同时也能够削弱部分冲击力，进一步降低冲击力对于卫星的影响。
14.可选的，缓冲垫的底面、底连接座的底面，以及接触垫的底面位于同一水平面上。
15.通过采用上述技术方案，使得装置与火箭连接时更加稳定；当爆炸螺栓爆炸后，处于同一平面使得来自爆炸螺栓的冲击力能够均匀的传递至各个缓冲机构，以保证装置在传递冲击力时的稳定性，进而保证卫星的稳定性。
16.可选的，在底连接座与下基板之间设置有隔离垫。
17.通过采用上述技术方案，隔离垫能够增强连接件与下基板之间的连接，同时隔离垫具有缓冲作用，能够削弱部分冲击力，减小冲击力对于卫星的影响。
18.可选的，连接件采用连接螺栓；顶缓冲件采用第一顶缓冲板，第一顶缓冲板采用微孔铝板，在第一顶缓冲板的内部一体成型有截面呈“t”字型的第一上定位座，第一上定位座包括与第一顶缓冲板平行设置的空腔板，以及设置在空腔板一侧与连接螺栓适配的套管。
19.通过采用上述技术方案，连接螺栓将下基板、上基板，以及第一缓冲板连接，使得装置更加稳定；第一顶缓冲板采用微孔铝板，微孔铝板质轻且结构强度高，能够减轻卫星整体重量，在正常起到支撑作用的同时，能利用微孔吸收噪音，避免火箭发射时巨大的噪音导致装置整体出现共振，且多孔结构设计和蜂窝设计原理相同，具有较好的隔音、减振和抗爆炸冲击性能；同时微孔铝板与空腔板结合，能够形成空腔共振吸声结构，降低爆炸螺栓爆炸时的噪音，减轻爆炸对于卫星，以及火箭的影响。
20.可选的，连接件采用连接杆，在连接杆的中部位置处加工成型有螺纹；缓冲顶件采用具有空腔的第二顶缓冲板，在第二顶缓冲板的空腔内设置有与连接杆适配的第二上定位座，在第二上定位座内设置有第二弹簧，第二弹簧的一端与连接杆的顶端连接，另一端与第二上定位座连接；在第二上定位座的两侧分别转动连接有两根顶杆，在顶杆的另一端转动连接有滑块，在第二顶缓冲板内还设置有挡板，挡板设置于滑块远离第二上定位座的一侧。
21.通过采用上述技术方案，当爆炸螺栓爆炸产生冲击力时，连接杆压缩第二弹簧，将冲击力传递至第二上定位座，第二上定位座受到的部分冲击力经第二上定位座传递至两根
连接杆处，连接杆与第二上定位座连接的一端转动，使得滑块移动，挡板能够阻挡滑块，再次削弱滑块上的冲击力；通过第二弹簧，以及两个滑块，将来自连接杆的冲击力分散，有效增强装置的缓震能力。
22.可选的，在第二顶缓冲板上设置有供滑块滑动的滑道；在挡板与滑块之间设置有第一弹簧，第一弹簧的一端与挡板连接，另一端与滑块连接。
23.通过采用上述技术方案，滑道能够限制滑块的滑动方向，使得滑块的滑动更加稳定；同时第一弹簧能够进一步削弱冲击力，增强装置的缓震能力，降低冲击力对于卫星的影响。
24.可选的，第二上定位座的截面呈t字型，第二上定位座封闭端的外板面与第二顶缓冲板的板面共面。
25.通过采用上述技术方案，t字型能够增强第二上定位座与安装板的接触面积，降低由于冲击力过于集中而破坏安装板的可能性，进而有效保护卫星。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：通过设置下基板、定位板、上基板、顶缓冲件、安装板、吸能机构、连接件，以及底连接座，冲击力进行了三次削弱吸收，最终被传递至安装板上的冲击力已经被大幅削弱，能够有效降低卫星受损的可能性；通过设置顶板、蜂窝板，以及缓冲垫，三次削弱能够进一步降低卫星受损的可能性；通过设置多块定位板间隔等距分布在上基板与下基板之间，能够保证装置的整体结构强度，以抵挡来自爆炸螺栓的冲击力，以及保证卫星的安装稳定。
附图说明
27.图1是本技术实施例一的剖视图。
28.图2是吸能机构的局部示意图。
29.图3是本技术实施例一的仰视图。
30.图4是本技术实施二的局部结构示意图。
31.附图标记说明：1、下基板；11、支撑座；2、定位板；3、上基板；31、安装板；32、锁紧螺栓；33、接触垫；4、吸能机构；41、顶板；42、蜂窝板；43、底板；44、缓冲垫；5、顶缓冲件；51、第一顶缓冲板；52、第二顶缓冲板；521、滑道；522、挡板；523、第一弹簧；6、连接件；61、连接螺栓；62、连接杆；7、隔离垫；8、底连接座；9、上定位件；91、第一上定位座；911、空腔板；912、套管；92、第二上定位座；921、第二弹簧；922、顶杆；923、滑块。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4，对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置。
34.实施例一：结合图1以及图2，一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置包括依次基板、设置在下基板1上部的定位板2、设置在定位板2上部的上基板3、设置在上基板3上部的顶缓冲件
5、设置在顶缓冲件5上部的安装板31、设置在下基板1下部的吸能机构4、以及连接件6。
35.定位板2倾斜设置有多块，每块定位板2的一侧连接在下基板1的板面上，另一侧连接在上基板3的板面上，每两块定位板2构成呈“v”字型的定位板2组，“v”字型的开口朝向下基板1，多组定位板2组间隔等距分布在下基板1与上基板3之间。下基板1、定位板2，以及上基板3是本装置的安装基础，能够减小装置在爆炸冲击下的形变。
36.结合图1以及图3，在下基板1的下部还设置有底连接座8，在本实施例中连接件6采用连接螺栓61，连接螺栓61的底端与底连接座8连接，在底连接座8与下基板1之间设置有隔离垫7。顶缓冲件5采用第一顶缓冲板51，连接螺栓61依次贯穿隔离垫7、下基板1、定位板2、上基板3，以及第一顶缓冲板51。
37.在第一顶缓冲板51内一体成型有上定位件9，在本实施例中上定位件9采用第一上定位座91，第一上定位座91的剖视图为“t”字型，第一上定位座91包括板面与安装板31朝向上基板3的板面供面的空腔板911，以及套管912，在套管912的内壁加工成型有与连接螺栓61配合的螺纹。
38.结合图1以及图3，上基板3、定位板2，以及上基板3均采用实心航空铝板制成，实心航空铝板具有强度高，抗腐蚀性能强的优良特性。第一顶缓冲板51的厚度大于安装板31的厚度，使得第一顶缓冲板51能够有效吸收爆炸冲击力，同时也使得安装板31能够为卫星提供稳定的安装基础。第一顶缓冲板51采用微孔铝板，安装板31采用高速钢板，因此在安装时第一顶缓冲板51与安装板31之间存在空隙，由于铝的膨胀系数大于高速钢的膨胀系数，空隙能够防止由于热胀冷缩而使得整体结构变形，影响卫星的安全性。
39.微孔铝板具有质轻且结构强度高，能够减轻卫星整体重量，在正常起到支撑作用的同时，能利用微孔吸收噪音，避免火箭发射时巨大的噪音导致装置整体出现共振，且多孔结构设计和蜂窝设计原理相同，具有较好的隔音、减振和抗爆炸冲击性能，空腔板911与第一顶缓冲板51结合使用，能够形成空腔共振吸声结构；高速钢板具有高强度、高耐磨性、以及高耐热性的优良特性。
40.结合图1以及图3，在下基板1的下部的边角处还设置有支撑座11，在支撑座11上还贯穿安装有贯穿下基板1、上基板3，以及第一缓冲顶板41的锁紧螺栓32，锁紧螺栓32的远离支撑座11的一端与第一顶缓冲板51螺纹连接。在锁紧螺栓32的靠近支撑座11一端的底部安装有接触垫33。
41.结合图1以及图2，吸能机构4包括与下基板1贴合的顶板41、固定安装在顶板41下部的蜂窝板42、固定安装在蜂窝板42下部的底板43，以及设置在底板43下部的缓冲垫44。
42.缓冲垫44的底面、底连接座8的底面，以及接触垫33的底面处于同一水平面，缓冲垫44，以及接触垫33均采用丁腈橡胶制成，丁腈橡胶具有耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强的优良特性。
43.本技术实施例一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置的实施原理为：使用本装置时，通过第一上定位座91将连接螺栓61顶端锁紧，通过锁紧螺栓32将下基板1、上基板3和第一顶缓冲板51进行锁紧，然后将安装板31焊接固定在顶缓冲板上端面，然后通过底连接座8将装置安装在卫星基板上，卫星基板通过爆炸螺栓与火箭连接，而卫星安装在主框架上，将主框架固定安装在安装板31上，完成整体安装；当卫星发射后需要星箭分离时，引爆爆炸螺栓，爆炸产生的冲击力从卫星基板传递至本装置，冲击力在到达缓冲垫44和接触垫
33时被一次吸收减弱，隔离垫7也对通过底连接座8传递至连接螺栓61上的冲击力进行削弱，随后冲击力继续向上传递至顶板41、蜂窝板42和底板43处，被蜂窝结构二次吸能削弱，接着冲击力向上传递至下基板1、定位板2和上基板3，下基板1、定位板2和上基板3结构稳定，保证对上部结构的稳定支撑，接着冲击力传递至第一顶缓冲板51，第一顶缓冲板51对冲击力进行第三次削弱吸收，最终传递至安装板31上的冲击力被大幅削弱，保证卫星不会受损。
44.实施例二：本实施例与实施例一的区别在于：参照图4，连接件6采用连接杆62，顶缓冲件5采用第二顶缓冲板52，上定位件9采用第二上定位座92。连接杆62的一端安装在底连接座8上，连接杆62依次穿过隔离垫7、下基板1、上基板3、第二顶缓冲板52。
45.在连接杆62外周面的中部位置处加工成型有螺纹，以防止连接杆62从上基板3内脱出，造成安全隐患。第二顶缓冲板52为空腔板911，第二上定位座92一体成型在第二顶缓冲板52的内部。第二上定位座92呈“t”字型，第二上定位座92的内部为空腔，且一端为封闭端，第二上定位座92封闭端的板面与第二顶缓冲板52的板面共面。在第二上定位座92的内部设置有第二弹簧921，第二弹簧921的一端与第二上定位座92靠近安装板31的内端面连接，另一端与连接杆62顶端的端面连接。
46.参照图4，在第二上定位座92的两侧还分别设置有两根顶杆922，每根顶杆922的一端铰接在第二上定位座92的外周面上，在顶杆922的另一端铰接有滑块923。在第二顶缓冲板52考靠近安装板31的内板面上设置有与滑块923适配的滑道521。滑道521的一端与第二上定位座92的外面抵接，在滑道521的另一端设置有挡板522。在滑道521内设置有第一弹簧523，第一弹簧523的一端与挡板522连接，另一端与滑块923连接。
47.本技术实施例一种适用于微小卫星的单向冲击隔离装置的实施原理为：当爆炸螺栓爆炸后，冲击力传递至连接杆62处，然后冲击力由被传递至第二上定位件9处，冲击力被分散至第二弹簧921，以及两块滑块923处，第二弹簧921，以及滑块923削弱冲击力同时能够将剩余的冲击力均匀的传递至安装板31处，使得安装板31处的受力更加均匀，进而增强卫星的稳定性，同时滑块923能够经冲击力传递至第二弹簧921处，再次进行削弱。
48.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。