一种阵列式多星星箭分离装置及星箭锁紧、分离方法与流程

本技术涉及航空航天，尤其涉及一种阵列式多星星箭分离装置及星箭锁紧、分离方法。

背景技术：

1、卫星是通过运载火箭发射到太空的，运载火箭将卫星送到预定轨道，完成星箭分离，卫星发射成功。随着运载火箭技术的不断发展，多星发射已经变成常态化，多星发射技术已经非常成熟。同时，星链组网对卫星的需求非常大，运载火箭发射卫星的数量成为关键，也是运载火箭降低成本的途径。

2、多星发射是一枚火箭发射多颗卫星，每颗卫星都有星箭分离的过程，每颗卫星都设有分离机构，发射时，卫星通过分离机构固定在运载火箭上的多星分配器上，分离时，分离机构解锁，给卫星一个推力，卫星离开多星分配器，进入预定轨道，完场星箭分离过程。

3、但是，现阶段卫星的形状千奇百怪，其星箭连接接口也是各有不同，而多星发射的卫星都是独立星箭连接接口，发射的卫星种类越多，导致星箭连接接口越种类越多越复杂，星箭连接及分离时序也越复杂，给运载火箭星箭分离设计增加了难度，并且还增加了分离成本，降低了分离可靠性。

4、并且，常规星箭连接是将卫星安装在多星分配器上，而多星分配器本身就会占用一部分空间，再加上卫星形状的不同，都会给卫星布局带来很大的影响，导致空间利用率降低，限制运载火箭搭载卫星的数量。

5、另外，卫星都有单独设计的星箭连接接口结构，该星箭连接接口结构对卫星的功能仅为与分离机构相连接，增加连接强度。但是，多星发射数量越多，星箭连接接口结构和分离机构也会越多，从而导致卫星设计重量的增加，降低了运载火箭有效载荷的重量，也降低了发射效率。

6、此外，全球卫星发射任务很大，在轨卫星已经上万颗，同时也伴随大量太空垃圾的产生，从而污染了太空环境，目前对太空环境的保护已经开始受到了关注。

7、因此，如何减少星箭连接接口，降低设计难度，还提高空间利用率，增加搭载卫星的数量，并且减少太空垃圾，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种阵列式多星星箭分离装置及星箭锁紧、分离方法，以减少星箭连接接口，降低设计难度，还提高空间利用率，增加搭载卫星的数量，并且减少太空垃圾。

2、为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：

3、一种阵列式多星星箭分离装置，包括：多个卫星、多个锁紧分离单元、两个连杆机构、多个压紧单元、多个回转调压单元和一个星箭对接平台；多个回转调压单元固定至星箭对接平台上，并且所述回转调压单元排列成两排；一个连杆机构的下端与一排回转调压单元铰接，另一个连杆机构的下端与另一排回转调压单元铰接；多个卫星叠放在星箭对接平台上，多个锁紧分离单元将两个连杆机构连接在一起，组成一个的整体的框架，将所述卫星包裹起来；多个压紧单元连接在连杆机构上，且压紧单元可上下调节使其下端面压紧在最上层的卫星的上表面上。

4、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，锁紧分离单元包括：爆炸螺栓和反推分离弹簧机构，爆炸螺栓将两个连杆机构连接在一起，反推分离弹簧机构被压紧至两个连杆机构之间。

5、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，连杆机构包括：横拉杆a、横连杆组件、直连杆、横拉杆b和斜连杆组件；横拉杆a的一端与横连杆组件的一端固定连接，并且横拉杆a与横连杆组件呈一定角度，横拉杆a的另一端与锁紧分离单元连接；横连杆组件的两端还分别与一个斜连杆组件的上端固定连接，每个斜连杆组件的下端与一个回转调压单元铰接，并且斜连杆组件由下至上向内倾斜；横连杆组件的中间与一个或多个压紧单元连接，每个直连杆的上端与一个压紧单元连接，每个直连杆的下端与一个回转调压单元铰接，并且直连杆由下至上延伸，呈竖直状态；在横连杆组件上靠近两端的位置还分别与一个压紧单元连接；斜连杆组件的中间与一个或多个横拉杆b的一端固定连接，横拉杆b的另一端与锁紧分离单元连接。

6、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，连杆机构还包括：多个转接头a和多个转接头b；横拉杆a的一端、横连杆组件的一端和斜连杆组件的上端通过转接头a固定连接；横拉杆b一端和斜连杆组件的中间通过转接头b固定连接。

7、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，横连杆组件包括：横连杆a、横连杆b和转接头c；横连杆b两端安装转接头c，转接头c与横连杆a连接。

8、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，在横连杆a上安装压紧单元的位置设置限位装置，以限制压紧单元移动。

9、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，压紧单元包括：压紧块a单元和压紧块b单元；压紧块a单元连接在横连杆组件上靠近两端的位置；压紧块b单元连接在横连杆组件上中间的位置并且压紧块b单元与直连杆的上端连接。

10、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，回转调压单元包括：回收单元、回转调压单元和安装底座；安装底座的下端固定至星箭对接平台上，安装底座的上端具有向下开设的安装槽，安装槽贯通内外两侧，并且安装底座上开设有左右两侧的安装孔，安装孔的延伸方向与安装槽的延伸方向垂直；回转调压单元插入安装孔与安装底座铰接，连杆机构的下端插入安装槽与回转调压单元位于安装槽内的部分连接；回收单元设置在安装底座上端靠近外侧的位置，其覆盖在安装槽上，且回收单元位于连杆机构的外侧；回收单元为单向机构，位于回收单元内侧的连杆机构在旋转打开的过程中，回收单元向外运动打开，连杆机构旋转位于回收单元的外侧后，回收单元恢复至原始位置，限制连杆机构返回。

11、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，在连杆机构的下端与回转调压单元固定之前，可调节连杆机构的长度。

12、如上所述的阵列式多星星箭分离装置，其中，优选的是，卫星的下表面具有向下凸的剪切销，卫星的上表面具有向下凹的剪切孔，星箭对接平台的上表面上具有向下凹的剪切孔，在叠放卫星时，将位于最下层的卫星的剪切销插入至星箭对接平台的剪切孔中，将位于上层的卫星的剪切销插入位于下层的卫星的剪切孔中。

13、一种星箭锁紧方法，所述锁紧方法应用至上述任一项所述的阵列式多星星箭分离装置，包括如下步骤：步骤s1110、将连杆机构与回转调压单元连接，且连杆机构的长度不固定；步骤s1120、将多个卫星层叠至星箭对接平台上；步骤s1130、旋转两侧的连杆机构，待压紧单元的下端面与卫星对接面贴合后停止；步骤s1140、使多个锁紧分离单元将两侧的连杆机构连接在一起，组成一个的整体的框架；步骤s1150、缩短连杆机构的长度直到压紧单元压紧卫星，固定连杆机构的长度，完成锁紧过程。

14、一种星箭分离方法，所述分离方法应用至上述任一项所述的阵列式多星星箭分离装置，包括如下步骤：步骤s1210、所有锁紧分离单元解锁，卫星的压紧力消失；步骤s1220、连杆机构绕着回转调压单元旋转，使得连杆机构打开；步骤s1230、将多个卫星从星箭对接平台上释放，完成星箭分离。

15、相对上述背景技术，本技术中的阵列式多星星箭分离装置中卫星具有标准统一的外部接口，并且外部接口不用设计独立结构，使用卫星本身骨架结构即可完成，星箭对接平台也配有对应的接口，使卫星完成阵列式排布，结构简单，可操作性高，制造成本低，可靠性高；阵列式排布卫星，使卫星之间贴合摆放，没有间隙，充分利用空间，大幅度提高对空间的利用率；阵列的方式排布卫星对卫星数量和卫星宽度变化有很高的灵活性，阵列式多星星箭分离装置调整方式简单易操作；锁紧分离单元分离相应迅速，快速打开完成星箭分离；阵列式多星星箭分离装置有杆组件回收功能，分离后杆件与上面级一起离开太空，避免了产生太空垃圾。