阅读说明：本技术 航天器分离插头的机械分离钢锁机构及安装方法 (Mechanical separation steel lock mechanism of spacecraft separation plug and installation method ) 是由 王益军 张朋松 徐天水 刘未科 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构,包括钢丝绳、压接套和分离挂钩,所述钢丝绳的第一端与航天器分离插头连接后通过第一压接套压紧固定,第二端与分离挂钩连接后通过第二压接套压紧固定；所述分离挂钩通过紧固件和运载仪器舱的机械装置连接；当航天器与运载仪器舱分离时通过机械分离钢锁机构拉开分离插头,实现航天器和运载仪器舱的机械分离。本发明的航天器分离插头的机械分离钢锁机构不但具有结构简单、成本低、可靠性高、安装操作简便的优点,而且通过在钢丝绳两端增加压接套来控制拉力方向,能够使得分离插头瞬时所受的拉力最大化,比传统钢丝绳直接连接方式更可靠。(The invention provides a mechanical separation steel lock mechanism of a spacecraft separation plug, which comprises a steel wire rope, a crimping sleeve and a separation hook, wherein the first end of the steel wire rope is connected with the spacecraft separation plug and then is fixedly crimped by the first crimping sleeve, and the second end of the steel wire rope is connected with the separation hook and then is fixedly crimped by the second crimping sleeve; the separation hook is connected with a mechanical device of the carrier cabin through a fastener; when the spacecraft is separated from the carrier instrument cabin, the separation plug is pulled open through the mechanical separation steel lock mechanism, so that the mechanical separation of the spacecraft and the carrier instrument cabin is realized. The mechanical separation steel lock mechanism of the spacecraft separation plug has the advantages of simple structure, low cost, high reliability and simplicity and convenience in installation and operation, and the tension direction is controlled by adding the crimping sleeves at the two ends of the steel wire rope, so that the instantaneous tension borne by the separation plug can be maximized, and the mechanical separation steel lock mechanism is more reliable than a traditional direct connection mode of the steel wire rope.)

航天器分离插头的机械分离钢锁机构及安装方法

技术领域

本发明涉及航天装配工艺技术领域，具体地，涉及一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构及安装方法。

背景技术

分离插头作为航天器和地面测试设备之间有线信号传输的重要器件，具有举足轻重的作用。在轨期间，一旦分离失败，将造成航天器和运载不能分离，后果极其重，可能导致整个发射任务失败。

目前，分离插头分离采取电分离和机械分离两种保障措施，机械分离作为航天器和运载之间分离插头分离的一道保障措施，可确保在分离插头电分离失败的情况下，分离插头仍能正常分离，具有极其重要的作用。

传统的机械分离钢索机构一般直接采用钢丝绳连接分离插头和运载仪器舱，机械分离过程中依靠钢丝绳传递运载的拉力到分离插头，实现机械分离。这种方式由于钢丝绳仅仅依靠两端的固定点约束，在拉力传递过程中，运载所作用的拉力最终不是垂直作用于分离插头(钢丝绳的长度余量和发射过程中的振动都会影响瞬时拉力的方向)，不能实现分离插头瞬时所受的拉力最大化。

经过对现有技术的检索，申请公布号为CN 103615450A的发明专利公开了一种航天器解锁分离装置，主要包括全螺纹六角头螺栓和一端有外螺纹一端有螺纹孔的螺柱，所述螺栓从六角头中心部开始打有一段盲孔，螺栓的盲孔内放置加热棒，螺栓可***到螺柱的内螺纹内，螺栓的外螺纹与螺柱的内螺纹间充满热熔胶，热熔胶将螺栓和螺柱固接到一起。分离时通过电加热方式熔融热熔胶使两连接件解锁,这种通过热熔胶固化和熔解方式实现分离的方式，可靠性差，而且需要增加加热装置来加热解锁，结构繁琐，不适用于航天器分离插头的分离。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构及安装方法。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明的第一方面提供一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构，包括钢丝绳、压接套和分离挂钩，所述钢丝绳的第一端与航天器分离插头连接后通过第一压接套压紧固定，第二端与分离挂钩连接后通过第二压接套压紧固定；

所述分离挂钩通过紧固件和运载仪器舱的机械装置连接；当航天器与运载仪器舱分离时通过机械分离钢锁机构拉开分离插头，实现航天器和运载仪器舱的机械分离。

优选的，所述第一压接套靠近所述分离插头的一端为A端，另一端为B端；所述钢丝绳的第一端从第一压接套的B端穿入，A端穿出，再从B端穿入，A端穿出，然后穿过所述分离插头后从A端穿入，B端穿出，再从A端穿入，B端穿出；所述第一端最后从B端穿出的长度控制在5mm～10mm。

优选的，所述第二压接套靠近所述分离挂钩的一端为C端，另一端为D端；所述钢丝绳的第二端从第二压接套的D端穿入，C端穿出，再从D端穿入，C端穿出，然后穿过所述分离挂钩后从C端穿入，D端穿出，再从C端穿入，D端穿出；所述第二端最后从D端穿出的长度控制在5mm～10mm。

优选的，所述分离挂钩为U型结构，包括两个侧边和蝴蝶结形的连接部，两个所述侧边上开设有直径为3.2mm的通孔用于安装紧固件，所述侧边的长度为18mm，宽度为8mm，厚度为4mm，所述蝴蝶结形的连接部两侧内凹形成弧形凹槽，便于固定钢丝绳。

优选的，所述分离挂钩的材质为1Cr18Ni9Ti。

优选的，所述紧固件为螺母和螺钉，所述螺钉穿过分离挂钩两个侧边上的通孔及运载仪器舱的机械装置后与螺母固定；

所述螺母和螺钉与通孔的外侧之间均设有平垫圈和弹簧垫圈，所述弹簧垫圈与所述通孔的外侧之间为平垫圈。

优选的，所述钢丝绳为不锈钢材质，安装时钢丝绳的长度比实际所需长度长20mm～30mm，所述压接套材料为钛合金。

优选的，所述压接套为管状圆柱体，长度为50mm，内孔直径为2.6mm，壁厚为1.2mm。

优选的，所述压接套材质为1Cr18Ni9Ti。

本发明的第二方面提供一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构的安装方法，具体包括以下步骤：

S1、钢丝绳悬挂20kg±2kg重物30s，通过检测后，剪一段不超过1m的钢丝绳与压接套组装成强脱机构进行拉力试验测试，不小于50kg为合格，将合格的钢丝绳剪取一段待用；

S2、分离挂钩通过螺母、平垫圈、弹簧垫圈、螺钉和运载仪器舱相连接；

S3、钢丝绳的第一端使用双扣打结方式通过第一压接套连接航天器的分离插头，打结过程中，要求钢丝绳紧贴第一压接套,压紧前将钢丝绳双扣所形成的环拉紧，压紧后，钢丝绳第一端最后的穿出长度控制在5mm～10mm,并在钢丝绳第一端的穿出部分缠绕蓝胶带；

S4、钢丝绳的第二端垂直下拉，使用双扣打结方式通过第二压接套连接到分离挂钩，打结过程中，要求钢丝绳紧贴第二压接套,压紧前将钢丝绳双扣所形成的环拉紧，压紧后，钢丝绳第二端最后的穿出长度控制在5mm～10mm,并在钢丝绳第二端的穿出部分缠绕蓝胶带；

S5、测量垂直下拉的钢丝绳长度，控制其长度余量在20mm～30mm范围内。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的航天器分离插头的机械分离钢锁机构，装配简易，成本低，仅需钢丝绳、压接套、分离挂钩、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、螺钉材料，这些常用的材料成本低，而且整个装配过程简易，操作方便。

2、本发明的航天器分离插头的机械分离钢锁机构，安装所使用的原材料均是航天成熟产品，钢丝绳所能承受的拉力远超出分离插头机械分离时所需的拉力，分离钢锁机构钢丝绳两端均双扣打结后再通过压接套管压紧，两端的压接套可以确保瞬时拉力最大化垂直作用于分离插头，使得分离插头瞬时所受的拉力最大化，实现航天器和运载机械分离，可靠性高。此外，钢丝绳长度余量控制到位，不存在钢丝绳拉断、拉滑等问题。

3、本发明的航天器分离插头的机械分离钢锁机构，所使用的压接套、分离挂钩为自制产品，钢丝绳、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、螺钉为常规器件，整套机构所涉及的器件结构简单、紧凑，不存在复杂的机构和器件。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中分离挂钩的主视图；

图4为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中分离挂钩的侧视图；

图5为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中分离挂钩的俯视图；

图6为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中分离挂钩的立体图；

图7为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中压接套的主视图；

图8为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中压接套的俯视图；

图9为本发明航天器分离插头的机械分离钢锁机构中压接套的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图9所示，接下来结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。

实施例1

一种航天器分离插头的机械分离钢锁机构，包括钢丝绳1、压接套2和分离挂钩3，钢丝绳1用于和分离插头8、分离挂钩3连接，压接套2用于钢丝绳1两端的压接，具体的，钢丝绳1的第一端与航天器分离插头8连接后通过第一压接套21压紧固定，钢丝绳1的第二端与分离挂钩3连接后通过第二压接套22压紧固定。分离挂钩3通过螺母4、平垫圈5、弹簧垫圈6、螺钉7和运载仪器舱相连接，当航天器与运载仪器舱分离时通过机械分离钢锁机构拉开分离插头，实现航天器和运载仪器舱的机械分离。

压接套2、分离挂钩3、螺母4、平垫圈5、弹簧垫圈6、螺钉7材料为钛合金，螺母4、螺钉7规格为M3，平垫圈5、弹簧垫圈6为和螺母4、螺钉7相配套的规格。

安装时钢丝绳1的长度比实际所需长度长20mm～30mm，压接套2材料为钛合金。优选的，压接套2材质为1Cr18Ni9Ti，压接套2为管状圆柱体，长度L11为50mm，倒角半径R3为0.2mm，内孔直径φ5为2.6mm，外径φ4为3.8mm(亦可根据选用的钢丝绳实际直径加工)。

分离挂钩3的材质为1Cr18Ni9Ti，为U型结构，包括两个侧边31和蝴蝶结形的连接部32，两个侧边31上开设有直径φ1为3.2mm的通孔311用于安装紧固件，通孔311的中心与侧边底端的距离L7为5mm，连接部32与侧边底端的距离L6为14mm，侧边31的长度L5为18mm，宽度L10为8mm，厚度L8为4mm，两个侧边31的外侧之间的距离L9为12.1mm，蝴蝶结形的连接部32两侧内凹形成弧形凹槽，凹槽的半径R2为2mm便于固定钢丝绳1。

紧固件为螺母4和螺钉7，螺钉7穿过分离挂钩3两个侧边31上的通孔311及运载仪器舱的机械装置后与螺母4固定，螺母4和螺钉7与通孔311的外侧之间均设有平垫圈5和弹簧垫圈6，弹簧垫圈6与通孔311的外侧之间为平垫圈5。

实施例2

实施例2是实施例1的优选例。

在实施例2中，钢丝绳1两端与分离挂钩3和分离插头8的连接关系如下：钢丝绳1的第一端与航天器分离插头8连接后通过第一压接套21压紧固定，第一压接套21靠近分离插头8的一端为A端，另一端为B端；钢丝绳1的第一端从第一压接套21的B端穿入，A端穿出，再从B端穿入，A端穿出，然后穿过分离插头8后从A端穿入，B端穿出，再从A端穿入，B端穿出；第一端最后从B端穿出的长度L2控制在5mm～10mm。A端与分离插头8之间的距离L1为5mm。

钢丝绳1的第二端与分离挂钩3连接后通过第二压接套22压紧固定。第二压接套22靠近分离挂钩3的一端为C端，另一端为D端；钢丝绳1的第二端从第二压接套22的D端穿入，C端穿出，再从D端穿入，C端穿出，然后穿过分离挂钩3后从C端穿入，D端穿出，再从C端穿入，D端穿出；第二端最后从D端穿出的长度L3控制在5mm～10mm。C端与分离挂钩3之间的距离L4为5mm。

其他结构与实施例1相同。

实施例3

实施例3是实施例1或实施例2的应用例。

按照需要，对分离挂钩3、压接套2进行预先加工，然后进行航天器分离插头的机械分离钢锁机构的安装。

具体的安装方法，包括以下步骤：

(1)钢丝绳1悬挂20kg±2kg重物30s，通过后剪一端不超过1m的钢丝绳与压接套2组装成强脱机构进行拉力试验测试，不小于50kg为合格，合格的钢丝绳1剪取一段待用；

(2)分离挂钩3通过螺母4、平垫圈5、弹簧垫圈6、螺钉7和运载仪器舱相连接；

(3)钢丝绳1的第一端连接到航天器分离插头8，分离插头8同钢丝绳1相连接使用双扣打结(即单端在压接套2上绕两圈后穿出)，打结过程中，要求钢丝绳1紧贴第一压接套21,压紧前将钢丝绳1双扣所形成的环拉紧，压紧后，穿出端的长度按图所示控制在5mm～10mm,并在穿出的钢丝绳1部分缠绕蓝胶带；

(4)钢丝绳1的第二端垂直下拉，连接到分离挂钩3，分离挂钩3同钢丝绳1相连接使用双扣打结，打结过程中，要求钢丝绳1紧贴第二压接套22,压紧前将钢丝绳1双扣所形成的环拉紧，压紧后，穿出端的长度按图所示控制在5mm～10mm,并在穿出的钢丝绳1部分缠绕蓝胶带；

(5)测量垂直下拉的钢丝绳1长度，控制其长度余量在20mm～30mm范围内。

本发明的航天器分离插头的机械分离钢锁机构不但具有结构简单、成本低、可靠性高、安装操作简便的优点，而且通过在钢丝绳两端增加压接套来控制拉力方向，能够使得分离插头瞬时所受的拉力最大化,比传统钢丝绳直接连接方式更可靠。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。