一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置的制作方法

本发明涉及撞击防护，具体涉及一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置。

背景技术：

1、随着各国航天技术的飞速发展，空间碎片数量急剧增加，据统计目前质量达几千吨的数亿毫米级以上的空间碎片在轨运行，由于空间碎片运行速度极高，毫米级碎片即可使航天器功能失效，对航天器在轨安全运行造成巨大威胁，现有的空间碎片防护技术多采用whipple防护结构，而且基本用于空间站等大型航天器，对厘米级碎片防御能力有限，防护效果欠佳。

2、有必要针对卫星设计一种可展式空间碎片防护载荷代替传统固定外挂式防护结构，尽可能在不影响卫星有效载荷使用的同时，提高卫星抗冲击能力，延长在轨服务寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，所述装置包括：安装于待保护本体的电机(4)、联轴器(5)及减速器(6)，与所述电机连接的多个凸轮连杆机构(1)，通过同步带(17)传动展开的缓冲折展机构(2)，以及用于防护空间碎片撞击的柔性复合防护层(3)；

2、每个所述凸轮连杆机构(1)包括凸轮盘(9)、压紧装置(7)、连杆(8)和凸轮滚子(10)，所述凸轮滚子(10)与所述凸轮盘(9)安装，所述凸轮滚子(10)在凸轮盘槽道(12)内滑动；

3、所述缓冲折展机构(2)的一端与所述凸轮滚子(10)连接，另一端与所述柔性复合防护层(3)连接，所述凸轮滚子(10)在所述凸轮盘槽道(12)内滑动时，所述缓冲折展机构(2)带动所述柔性复合防护层(3)展开或收缩。

4、在一个可能的实现方式中，所述缓冲折展机构(2)包括第一主缓冲装置(14)、第二主缓冲装置(15)、辅助缓冲器(16)、直线导轨(30)、第一主动齿轮(19)、第一从动齿轮(25)、同步带(17)，第一主缓冲装置(14)设置在卫星本体上与凸轮连杆机构(1)连接，所述同步带(17)用于驱动主动齿轮(19)转动，主动齿轮(19)与从动齿轮(25)的啮合传动驱动第二主缓冲装置(15)展开，所述辅助缓冲器(16)一端通过滑块(31)与直线导轨(30)连接，另一端与柔性防护层(3)相连，所述柔性防护层(3)与第二主缓冲装置(15)和辅助缓冲器(16)连接。

5、在一个可能的实现方式中，第一主缓冲装置(14)包括第一活塞杆(22)、第一缸体(23)、同步带(17)、第一销轴(18)和第一主动齿轮(19)、第一从动齿轮(25)，所述第一缸体(23)的端部设有第一端盖(24)，所述第一缸体(23)与第一活塞杆(22)之间设有缝隙，所述第一活塞杆(22)设置有主动齿轮轴和从动齿轮轴，齿轮轴设置有齿轮轴承，第一活塞杆(22)设置有弹簧限位销孔(20)。

6、在一个可能的实现方式中，所述第一缸体(23)的内部装有铝蜂窝缓冲材料(21)。

7、在一个可能的实现方式中，所述第二主缓冲装置(15)包括第二活塞杆(26)、第二缸体(28)、直线导轨(30)、滑块(31)、钢球锁(32、33)，所述第二缸体(28)的端部设有第二端盖(27)，所述第二缸体(28)与第二活塞杆(26)之间设有缝隙，第二缸体直线导轨凸台安装处设置有弹簧钢球锁。

8、在一个可能的实现方式中，所述第二缸体(28)的内部装有铝蜂窝缓冲材料(29)。

9、在一个可能的实现方式中，所述辅助缓冲器(16)包括辅助缓冲活塞杆(34)、辅助缓冲缸体(36)、本体(39)、本体轴套(38)，本体(39)与活塞杆(34)之间设有孔隙，辅助缓冲活塞杆(34)与缸体(36)设置有复位弹簧(37)和辅助缓冲端盖(35)。

10、在一个可能的实现方式中，所述本体(39)与所述本体轴套(38)设置有o形密封圈。

11、在一个可能的实现方式中，所述压紧装置(7)包括压紧底座(11)与压紧块(13)。

12、在一个可能的实现方式中，所述凸轮连杆机构(1)设置有四组，互相呈90°分布设置。

13、与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

14、本方案相较于传统的whipple防护结构具有质量轻、防护性能优异、体积小、展开可靠性高等优点；

15、本方案的可折展柔性防护层相对于一般的被动式防护结构更加灵活可靠，在未展开、半展开状态依然具备一定的防御能力，由于展开间距大，可大幅降低空间碎片对卫星造成的动能损伤；

16、本方案采用柔性防护层与多级缓冲器配合使用，其结构紧凑、缓冲吸能、防护性能优异，可根据撞击程度作出不同的缓冲调整，缓冲吸能协调性更好；

17、本方案应用范围广，除了应用于卫星冲击动能防御外，还可应用到空间站、太空望远镜等重要航天设备，也可应用到地面重要设施、设备等的缓冲防撞击。

技术特征：

1.一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述装置包括：安装于待保护本体的电机(4)、联轴器(5)及减速器(6)，与所述电机连接的多个凸轮连杆机构(1)，通过同步带(17)传动展开的缓冲折展机构(2)，以及用于防护空间碎片撞击的柔性复合防护层(3)；

2.根据权利要求1所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述缓冲折展机构(2)包括第一主缓冲装置(14)、第二主缓冲装置(15)、辅助缓冲器(16)、直线导轨(30)、第一主动齿轮(19)、第一从动齿轮(25)、同步带(17)，第一主缓冲装置(14)设置在卫星本体上与凸轮连杆机构(1)连接，所述同步带(17)用于驱动主动齿轮(19)转动，主动齿轮(19)与从动齿轮(25)的啮合传动驱动第二主缓冲装置(15)展开，所述辅助缓冲器(16)一端通过滑块(31)与直线导轨(30)连接，另一端与柔性防护层(3)相连，所述柔性防护层(3)与第二主缓冲装置(15)和辅助缓冲器(16)连接。

3.根据权利要求2所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，第一主缓冲装置(14)包括第一活塞杆(22)、第一缸体(23)、同步带(17)、第一销轴(18)和第一主动齿轮(19)、第一从动齿轮(25)，所述第一缸体(23)的端部设有第一端盖(24)，所述第一缸体(23)与第一活塞杆(22)之间设有缝隙，所述第一活塞杆(22)设置有主动齿轮轴和从动齿轮轴，齿轮轴设置有齿轮轴承，第一活塞杆(22)设置有弹簧限位销孔(20)。

4.根据权利要求3所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述第一缸体(23)的内部装有铝蜂窝缓冲材料(21)。

5.根据权利要求2所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述第二主缓冲装置(15)包括第二活塞杆(26)、第二缸体(28)、直线导轨(30)、滑块(31)、钢球锁(32、33)，所述第二缸体(28)的端部设有第二端盖(27)，所述第二缸体(28)与第二活塞杆(26)之间设有缝隙，第二缸体直线导轨凸台安装处设置有弹簧钢球锁。

6.根据权利要求5所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述第二缸体(28)的内部装有铝蜂窝缓冲材料(29)。

7.根据权利要求2所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述辅助缓冲器(16)包括辅助缓冲活塞杆(34)、辅助缓冲缸体(36)、本体(39)、本体轴套(38)，本体(39)与活塞杆(34)之间设有孔隙，辅助缓冲活塞杆(34)与缸体(36)设置有复位弹簧(37)和辅助缓冲端盖(35)。

8.根据权利要求7所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述本体(39)与所述本体轴套(38)设置有o形密封圈。

9.根据权利要求2所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述压紧装置(7)包括压紧底座(11)与压紧块(13)；压紧块(13)安装于凸轮盘槽道(12)的起始端，用于将凸轮滚子压在凸轮盘槽道(12)内。

10.根据权利要求1所述的一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，其特征在于，所述凸轮连杆机构(1)设置有四组，互相呈90°分布设置。

技术总结本发明提供了一种可折展柔性防护层空间碎片防护装置，所述装置包括：安装于待保护本体的电机(4)、联轴器(5)及减速器(6)，与所述电机连接的多个凸轮连杆机构(1)，通过同步带(17)传动展开的缓冲折展机构(2)，以及用于防护空间碎片撞击的柔性复合防护层(3)；每个所述凸轮连杆机构(1)包括凸轮盘(9)、压紧装置(7)、连杆(8)和凸轮滚子(10)，所述凸轮滚子(10)与所述凸轮盘(9)安装，所述凸轮滚子(10)在凸轮盘槽道(12)内滑动；所述缓冲折展机构(2)的一端与所述凸轮滚子(10)连接，另一端与所述柔性复合防护层(3)连接，所述凸轮滚子(10)在所述凸轮盘槽道(12)内滑动时，所述缓冲折展机构(2)带动所述柔性复合防护层(3)展开或收缩。技术研发人员：崔继云,经贵如,王凯,陈思露,徐振东,刘天明,邱浩东受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/27