记忆合金解锁装置 |
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| 申请号 | CN202410148237.8 | 申请日 | 2024-02-01 | 公开(公告)号 | CN117734973A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 西安中科西光航天科技有限公司; | 发明人 | 刘锋; 刘断尘; 秦静; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种记忆 合金 解 锁 装置，包括： 基座 、导向销轴、导向套、止动销、 固定板 、锁紧销、第一 弹簧 以及两个解锁机构；解锁机构设置 记忆合金 弹簧，采用对称的 定位 销、导向套及锁紧销实现解锁，锁紧可靠，安装方便。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种记忆合金解锁装置，其特征在于，包括：基座(1)、导向销轴(3)、导向套(8)、止动销(9)、固定板(10)、锁紧销(11)、第一弹簧(12)以及两个解锁机构； |
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| 说明书全文 | 记忆合金解锁装置技术领域背景技术[0002] 在航天领域，较为传统的解锁装置主要是火工品，依靠爆炸产生的巨大冲击将切口螺母拉断从而实现卫星太阳翼、天线等分系统部件的展开解锁，这种解锁方式缺点较明显，如：冲击大，容易导致卫星或其他航天器轨道偏离严重，调姿态耗时耗能甚至很难调回正轨，同时巨大冲击也可能造成其他分系统或部件损坏，而且也会对卫星及空间环境造成一定污染。 [0003] 形状记忆合金简称记忆合金或SMA，是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料；它是一种新型智能材料，具有形状记忆的特性，在某个特定温度下将其加工成某一形状，再次加热记忆合金能够恢复到初始形状，记忆合金的这一特性的应用价值也在不断提升，尤其是在航空航天领域有更多的成功案例。 [0004] 现有专利CN103253384B公开一种基于形状记忆合金弹簧的低冲击解锁装置及其使用方法，该装置包括分瓣螺母、大活塞弹簧、顶杆、顶杆弹簧、大活塞、小活塞弹簧、小活塞、记忆合金弹簧、外壳、小球。 [0005] 现有专利CN111453001B公开一种形状记忆合金弹簧驱动的连接解锁机构，该机构包括上结合板、下结合板、螺纹件、下盖板、上盖板、锁紧器、锁球环、四个钢球、驱动弹簧、记忆合金弹簧、分瓣螺母。 [0006] 现有专利CN103253384B和现有专利CN111453001B虽然应用了记忆合金弹簧的固有特性而实现解锁，但是二者采用的是钢球、分瓣螺母解锁，钢球数量也有所差异，其中CN103253384B采用单个钢球定位，容易出现单侧受压产生摩擦力使钢球卡死在孔内而无法进入小活塞的凹槽内且单个钢球承载力相对较小，当承载力较大时，容易出现锁不住现象，导致可靠性降低；而CN111453001B采用四个钢球定位，可靠性提高了很多，但是锁紧器和锁球环均属于薄壁件，当承载力较大时，可能会变形，从而无法压紧分瓣螺母，造成锁紧失效，而且，整个装置不利于装配。 发明内容[0007] 本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种记忆合金解锁装置，以解决现有记忆合金解锁装置可靠性低，易造成锁紧失效的问题。 [0009] 所述基座的内部设置有中心腔体和对称设置于所述中心腔体上方和下方的两个解锁机构腔体；所述中心腔体一端设置有台阶孔，所述导向销轴设置于所述中心腔体内部，所述导向销轴的端部插入所述台阶孔；所述导向套和第一弹簧同轴套设于所述导向销轴外部，所述第一弹簧设置于所述导向套内；所述基座设置有与中心腔体垂直连通的止动销安装孔，所述止动销安装于所述止动销安装孔内，所述导向销轴的端部与所述止动销接触；所述锁紧销设置于中心腔体的端部，所述锁紧销位于止动销的外侧；所述锁紧销安装于所述固定板上，所述锁紧销两端通过连杆机构锁紧于基座的中心腔体内，所述连杆机构用于在第一弹簧推动导向套沿着导向销轴向远离固定板方向运动时，在导向套的带动实现对锁紧销的解锁。 [0010] 所述两个解锁机构分别设置于两个解锁机构腔体内，所述解锁机构包括定位销、加热套、隔热套、第二弹簧、第三弹簧以及端盖；所述解锁机构腔体与中心腔体相连的一端设置有定位销孔，所述定位销端部伸入定位销孔且与导向套接触；所述第三弹簧一端与定位销连接，所述第三弹簧另一端与解锁机构腔体外侧的端盖连接，所述第三弹簧为记忆合金弹簧；所述第二弹簧套设于第三弹簧外部，所述第二弹簧一端与定位销接触，所述第二弹簧另一端与端盖接触，所述加热套套设于所述第二弹簧外部，所述隔热套套设于所述加热套外侧。 [0011] 进一步地，所述连杆机构包括：第一连杆、第二连杆、锁紧连杆、第一固定销、第一可动销钉、第二可动销钉、第三可动销钉、第二固定销以及第三连杆；所述导向套通过第三可动销钉与第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端通过第一可动销钉与第一连杆的一端、第三连杆的一端转动连接，第一连杆的另一端通过第二固定销转动连接于基座，所述第三连杆的另一端通过第二可动销钉与锁紧连杆的一端转动连接，所述锁紧连杆通过第一固定销转动连接于基座，所述锁紧连杆的另一端将锁紧销锁紧。 [0013] 进一步地，所述基座上设置有4个用于固定M4螺栓的过孔。 [0014] 进一步地，所述固定板上设置有4个M3螺纹孔。 [0015] 进一步地，所述加热套为金属材质加热套。 [0016] 进一步地，所述隔热套为非金属材质隔热套。 [0018] 本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种记忆合金解锁装置，包括：基座、导向销轴、导向套、止动销、固定板、锁紧销、第一弹簧以及两个解锁机构，解锁机构设置记忆合金弹簧，采用对称的定位销、导向套及锁紧销实现解锁，锁紧可靠，安装方便。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1是本发明的一种记忆合金解锁装置的结构示意图； [0021] 图2是本发明的一种记忆合金解锁装置的剖视图； [0022] 图3是图2的局部放大图； [0023] 图4是定位销的结构示意图； [0024] 图5是第三弹簧结构示意图； [0025] 图6是端盖的结构示意图； [0026] 图7是连杆机构示意图。 [0027] 图示说明：1‑基座；2‑定位销；3‑导向销轴；4‑加热套；5‑隔热套；6‑第二弹簧；7‑第三弹簧；8‑导向套；9‑止动销；10‑固定板；11‑锁紧销；12‑第一弹簧；13‑端盖；14‑L型锁紧块；15‑压板；16‑第一连杆；17‑第二连杆；18‑锁紧连杆；19‑第一固定销；20‑第一可动销钉；21‑第二可动销钉；22‑第三可动销钉；23‑第二固定销；24‑第三连杆。 具体实施方式[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。 [0029] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。 [0030] 现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。 [0031] 请参阅图1至图7，本发明实施例提供一种记忆合金解锁装置，包括：基座1、导向销轴3、导向套8、止动销9、固定板10、锁紧销11、第一弹簧12以及两个解锁机构，两个解锁机构完全对称。 [0032] 其中，基座1的内部设置有中心腔体和对称设置于中心腔体上方和下方的两个解锁机构腔体。中心腔体一端设置有台阶孔，导向销轴3设置于中心腔体内部，导向销轴3的端部插入台阶孔。 [0033] 导向套8和第一弹簧12同轴套设于导向销轴3外部，第一弹簧12设置于导向套8内，第一弹簧12处于压缩状态。基座1的中心腔体侧壁与导向套8采用小间隙配合，基座1的中心腔体侧壁对导向套8有导向作用。基座1上设置有与中心腔体垂直连通的止动销安装孔，止动销9安装于止动销安装孔内，导向销轴3的端部与止动销9接触，导向销轴3通过止动销9限制在基座1的中心腔体内，连杆机构用于在第一弹簧12推动导向套8沿着导向销轴3向远离固定板10方向运动时，在导向套8的带动实现对锁紧销11的解锁。 [0034] 锁紧销11设置于中心腔体的端部，锁紧销11位于止动销9的外侧；锁紧销11安装于固定板10上，锁紧销11两端通过连杆机构锁紧于基座1的中心腔体内，同时基座1的中心腔体侧壁对锁紧销11有限位导向作用。 [0035] 具体地，连杆机构包括：第一连杆16、第二连杆17、锁紧连杆18、第一固定销19、第一可动销钉20、第二可动销钉21、第三可动销钉22、第二固定销23以及第三连杆24。导向套8通过第三可动销钉22与第二连杆17的一端转动连接，第二连杆17的另一端通过第一可动销钉20与第一连杆16的一端、第三连杆24的一端转动连接，第一连杆16的另一端通过第二固定销23转动连接于基座1，第三连杆24的另一端通过第二可动销钉21与锁紧连杆18的一端转动连接，锁紧连杆18通过第一固定销19转动连接于基座1，锁紧连杆18的另一端将锁紧销11锁紧。锁紧销11的伸入固定板10的一端的侧壁设置有限位槽，固定板10上设置有L型锁紧块14，L型锁紧块14嵌入限位槽内与锁紧销11小间隙配合，压板15通过螺栓固定于L型锁紧块14的外侧，并给L型锁紧块14一个侧向限位，从而保证锁紧销11与固定板10之间连接可靠。 [0036] 具体地，两个解锁机构分别设置于两个解锁机构腔体内，解锁机构包括定位销2、加热套4、隔热套5、第二弹簧6、第三弹簧7以及端盖13。解锁机构腔体与中心腔体相连的一端设置有定位销孔，定位销2端部伸入定位销孔；第三弹簧7一端与定位销2连接，第三弹簧7另一端与解锁机构腔体外侧的端盖13连接，第三弹簧7为记忆合金弹簧，常温状态下第三弹簧7处于伸长状态。端盖13具有圆柱凸台，圆柱凸台与基座1上设置的沉台孔小间隙配合，端盖13通过螺栓固定于基座1上。 [0037] 第二弹簧6套设于第三弹簧7外部，第二弹簧6一端与定位销2接触，第二弹簧6另一端与端盖13接触，加热套4套设于第二弹簧6外部，隔热套5套设于加热套4外侧。每个解锁机构的定位销2、加热套4、隔热套5、第二弹簧6、第三弹簧7同轴设置。其中第三弹簧7处于压缩状态，定位销2在第二弹簧6张力作用下保持稳定状态。加热套4为电阻较大的金属材质。隔热套5为耐热、导热系数低的非金属材质。加热套4和隔热套5上分别设计有焊接导线孔及导线过孔。 [0038] 基座1上设置有4个用于固定M4螺栓的过孔。固定板10上设置有4个M3螺纹孔。整个解锁装置通过基座1底部4个M4螺栓过孔固定于机架上，固定板10上4个M3螺纹孔用于固定在需要解锁分系统部件上，锁紧销紧11固于固定板10上。 [0039] 本发明的记忆合金解锁装置的工作原理如下：当需要解锁时，根据所需电流电压，通电加热两边的加热套4，加热套4通过辐射将热量传导至记忆合金材质第三弹簧7，第三弹簧7在达到特定温度后会因其材质特性而收缩，继而克服第二弹簧6的张力拉动定位销2沿着轴向往端盖13方向移动，直至第三弹簧7的形状完全恢复，此时两边定位销2前端完全退入到基座1的解锁机构腔体内的沉孔内，导向套8失去两边定位销2的约束后，在第一弹簧12的张力作用下，沿着导向销轴3向基座1底安装面方向运动。参阅图7，导向套8拉动第二连杆17向下运动，继而带动第一连杆16、锁紧连杆18、第三连杆24运动，其中第一固定销19、第二固定销23为固定销钉，第一可动销钉20、第二可动销钉21、第三可动销钉22为可动销钉，第一连杆16绕第二固定销23顺时针转动，第三连杆24在拉力下也向内运动，锁紧连杆18在第三连杆24作用下绕第一固定销钉19逆时针转动，当导向套8运动到指定位置后，第三连杆24转动到设计位置，锁紧连杆18解开对锁紧销11的锁紧，锁紧销11被释放后，固定板10连同锁紧销11一起同基座1分离，实现解锁。 [0040] 本方案结构简洁、实用性强、可靠性高、安全、环保；可实现卫星在星箭分离后的太阳翼、天线等分系统展开所需的小冲击甚至无冲击解锁功能。 [0041] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。 [0042] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。 [0043] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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