一種柔性探空火箭電場伸桿展開裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及探空火箭電場伸桿領域，具體設計一種柔性電場伸桿展開裝置。
【背景技術】
[0002] 在探空火箭的載荷設備中，包含探測電場的雙臂探針式電場儀。這種探測設備要 求其探頭伸出火箭氣動外表面一定距離，以避免火箭本體剩磁及氣流付面層的影響。兩根 探測電場的伸桿安裝在火箭箭頭與箭體的結合面上。發射時，電場伸桿收攏在分離艙內。到 達預定高度后，火箭頭體分離，電場伸桿展開。電場伸桿與雙臂探針式電場儀共同完成空間 環境垂直探測試驗任務中電場的探測。
[0003] 在國內外已發射的探空火箭中，常見的電場伸桿結構形式有折疊桿式伸桿、套筒 式伸桿、彈簧卷筒式伸桿等，不同類型對使用環境有一定的要求。由于探空火箭有效載荷探 測的需求，探空火箭有自旋穩定和三軸穩定兩種飛行姿態。對于自旋穩定的探空火箭，伸桿 可以不帶展開驅動裝置，利用火箭自旋產生的離心力展開，如國內已成功發射的子午工程 探空火箭伸桿就是采用套筒式伸桿結構形式。但對于三軸穩定探空火箭，伸桿的展開必須 要靠自己的展開驅動機構展開。由于探空火箭飛行時間很短，只有幾分鐘的工作時間，要求 伸桿展開機構能夠在規定高度迅速解鎖并展開鎖定，以保證探頭的探測區域。因此如何提 供一種能夠滿足這些要求的伸桿展開裝置是亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，為克服上述問題，本發明提供了一種箭載柔性折疊式伸桿展 開裝置。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供一種箭載柔性折疊式伸桿展開裝置，所述裝置包 含電場伸桿桿件9及用于夾緊釋放電場伸桿桿件的夾緊釋放單元；
[0006] 所述電場伸桿桿件為柔性碳纖維折疊伸桿；
[0007] 所述夾緊釋放單元包含：左夾板5、右夾板6、左支架3、右支架4、熔斷器15、魚線 16、左限位擋塊11、右限位擋塊12、上底座2、下底座1和中筒連接支架10 ;
[0008] 其中，上底座2通過底座轉軸與下底座1連接，左支架3和右支架4相互平行的固 定在下底座上且左支架3和右支架4之間形成的空間用于容納收攏的電場伸桿桿件；
[0009] 所述左夾板5的下端通過夾板轉軸與左支架3的上端連接，右夾板6的下端通過 夾板轉軸與右支架4的上端連接，且左夾板5和右夾板6與電場伸桿桿件和電場探頭接觸 的內表面上設置若干與收攏的電桿伸桿桿件緊密貼合的弧形凸臺，進而當左夾板5和右夾 板6同時位于豎直狀態時與收攏的電場伸桿緊密接觸；左支架3和右支架4通過中筒連接 支架10與火箭電場伸桿安裝儀器盤上的中筒連接；
[0010] 所述熔斷器15固定在左夾板5外表面的上部，左夾板5和右夾板6通過魚線16 系緊進而使左夾板5和右夾板6能夠保持豎直狀態進而使電場伸桿桿件處于收攏狀態，且 魚線16 -端與熔斷器15接觸；當熔斷器15熔斷魚線16時，左夾板5和右夾板6在夾板扭 簧7的作用下向外轉動90度，進而釋放收攏的電場伸桿桿件；
[0011] 所述下底座1固定于火箭分離艙內的儀器板上。
[0012] 可選的，上述左夾板5和右夾板6分別通過下端的夾板轉軸18及夾板扭簧7分別 與左支架3和右支架4的上端相連。
[0013] 可選的，上述電場伸桿桿件9為一根經過若干次折疊的中空的圓管型碳纖維伸 桿；且折疊處設置一個開孔；所述電場伸桿桿件9 一端通過方形法蘭固定于上底座2上；電 場伸桿桿件的另一端通過圓形法蘭與電場探頭底座相連；電場探頭的電纜及接插件穿過中 空的圓管型碳纖維伸桿桿件。
[0014] 可選的，上述夾緊釋放機構還包含：左限位擋塊11的和右限位擋塊12 ;所述左限 位擋塊11的和右限位擋塊12分別位于左支架3和右支架4的下部；所述左限位擋塊11和 右限位擋塊12用于限制收攏狀態的碳纖維伸桿桿件向下和向后運動；且左限位擋塊11的 靠近下底板1圓心的一端和右限位擋塊12的靠近下底板1圓心的一端分別固定在左支架 3和右支架4的表面上。
[0015] 可選的，上述左支架3和右支架4主體結構近似，且左支架3和右支架4的上部分 別支撐左夾板5和右夾板6,左支架3和右支架4的通過下部的半圓形法蘭與下底座1固定 相連。
[0016] 可選的，上述左夾板5和右夾板6均為為"L"形結構，且該"L"形結構的豎臂上 端固定電場探頭19,同時該"L"形結構的豎臂的頂端設置若干個繞線支耳，用于纏繞魚線； "L"形結構包含的橫臂能夠固定收攏的電場伸桿桿件，且"L"形結構包含的橫臂上部開設一 個小孔，該小孔與位于電場伸桿桿件上設定的"凸塊"相互配合進而對電場伸桿桿件收攏狀 態進行向上運動限位。
[0017] 可選的，一根魚線16的一端固定在熔斷器下方的一個支耳上，該根魚線再依次穿 過熔斷器15、左夾板5和右夾板6上的繞線支耳并綁定。
[0018] 可選的，上述下底座1固定于火箭分離艙的儀器板上，且下底座1為一個圓盤結 構；所述圓盤的上表面被劃分為中部的第一固定區域，左邊的第二固定區域和右邊的第三 固定區域；所述第一固定區域將上底座2通過帶底座扭簧的轉軸固定在下底座1上，使上底 座2相對于下底座1實現轉動，上底座2與電場伸桿桿件的一端方形法蘭連接，實現了電場 伸桿桿件繞下底座轉軸的轉動；所述第二固定區域和第三固定區域分布用于固定左支架3 和右支架4。
[0019] 與現有技術相比，本發明的技術優勢在于：本發明提供的電場伸桿能夠靠自己的 展開機構展開，滿足探空火箭發射任務要求在上升段火箭是三軸穩定姿態的要求；此外本 發明提供的伸桿的夾緊釋放結構能夠使電場伸桿在規定高度迅速展開，滿足了火箭工作時 間短的要求且保證了探頭的探測區域。即本方案伸桿桿件首次采用柔性碳纖維材料制作， 伸桿展開靠桿件的彎曲彈性勢能驅動，質量輕，伸桿展開對火箭姿態的影響很小，展開更加 可靠和安全。
【附圖說明】
[0020] 圖1本發明提供的電場伸桿收攏狀態主視圖；
[0021] 圖2本發明提供的電場伸桿收攏狀態俯視圖；
[0022]圖3本發明提供的電場伸桿收攏狀態軸側圖；
[0023]圖4本發明提供的單根電場伸桿桿件折疊形狀示意圖；
[0024]圖5-a和圖5-b是本發明提供的單根電場伸桿收攏狀態示意圖；
[0025] 圖6-a和6-b是本發明提供的單根電場伸桿桿件展開示意圖；
[0026] 圖7-a和7-b本發明提供的單根電場伸桿左右夾板打開示意圖；
[0027] 圖8本發明提供的電場伸桿展開示意圖；
[0028] 圖9-a，9_b和9-c分別是本發明提供的單根電場伸桿主視、左視和右視圖；
[0029] 圖10本發明提供的單根電場伸桿軸測圖；
[0030] 圖11本發明提供的單根電場伸桿主視圖；
[0031] 圖12-a和圖12-b分別是本發明提供的左限位擋塊、右限位擋塊結構示意圖；
[0032]圖13本發明提供的單根電場伸桿力學試驗工裝設計示意圖；
[0033] 圖14本發明提供的單根電場伸桿組裝及熱試驗工裝設計示意圖。
[0034] 附圖標識：
[0035] 1、下底座 2、上底座 3、左支架
[0036] 4、右支架 5、左夾板 6、右夾板
[0037] 7、夾板扭簧 8、底座扭簧 9、電場伸桿桿件
[0038] 10、中筒連接支架 11、左限位擋塊 12、右限位擋塊
[0039] 13、弧形凸臺 14、繞線支耳 15、熔斷器
[0040]16、魚線17、底座轉軸18、夾板轉軸 19、電場探頭
[0041] 20、電場伸桿桿件凸塊
【具體實施方式】
[0042] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0043] 本發明記載的探空火箭的發射任務要求在上升段火箭是三軸穩定姿態，因此要求 電場伸桿能夠靠自己的展開機構展開。由于火箭工作時間短，要求伸桿展開機構在規定高 度能夠迅速解鎖展開并鎖定，保證探頭的探測區域。本方案的電場伸桿桿件9采用柔性碳 纖維材料制作，當伸桿的左夾板5和右夾板6解鎖向外打開后，柔性折疊伸桿桿件9靠彎曲 彈性勢能驅動展開，同時上底座2相對于下底座1轉動90度，并有銷釘鎖緊，使上底座2和 下底座1固定在一起，伸桿展開后工作位置與火箭軸線垂直。
[0044] 本發明提供的一種用于探空火箭電場探測的箭載柔性折疊式伸桿的展開機構，該 展開機構機構的下底座1與探空火箭分離艙儀器板連接，該展開機構還通過中筒連接支架 10與火箭分尚艙中筒連接，伸桿桿件頂部與電場探頭19相連接。
[0045] 伸桿展開機構由下底座1、上底座2、左支架3、右支架4、左夾板5、右夾板6、電場 伸桿桿件9、熔