CN104085540A - 一种采用形状记忆材料的解锁装置 - Google Patents
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Abstract
一种采用形状记忆材料的解锁装置属于航天技术领域，解决了高冲量、污染隐患、结构尺寸大、产生多余物的问题，包括：螺杆、弹簧、轴向挡圈、分瓣垫圈、底座和弹销；弹簧被压缩后固定在螺杆的上底面，轴向挡圈套在弹簧上，内径大于螺杆的半径；分瓣垫圈位于螺杆和轴向挡圈，螺杆的定位轴肩和底座之间；底座与分瓣垫圈配合面以及螺杆头部轴肩与分瓣垫圈配合面中至少一个面为锥面；轴向挡圈位于底座上；弹簧给轴向挡圈和螺杆施轴向力，轴向挡圈沿螺杆向上运动，分瓣垫圈失去径向束缚，螺杆的定位轴肩对分瓣垫圈施轴向力，分瓣垫圈沿径向移动。本发明无多余物产生，无需额外的收集装置。实现了小结构和无污染、无烟尘泄露，无火工品烟尘泄露隐患问题。
Description
技术领域
本发明属于航天技术领域，涉及适用于空间有效载荷释放的解锁装置，特别涉及一种采用形状记忆材料的解锁装置。
背景技术
为实现在轨静定结构联接，空间光学遥感器与卫星平台的联接结构采用刚性联接与可解锁联接的组合联接方式。在发射前，遥感器通过与卫星平台多点联接，保证遥感器与卫星平台的联接具有较高的动态刚度、降低遥感器在卫星发射过程中的动态响应；卫星入轨后，通过火工品起爆解锁可解锁联接装置，实现遥感器与卫星平台静定结构联接，降低因在轨环境温度变化导致卫星平台对遥感器的附加外力，达到弱化卫星平台对遥感器成像质量影响的目的。然而，火工品起爆过程中产生的高冲击和有可能的烟尘泄露隐患对电子学器件和光学遥感器成像质量的影响不容忽视。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种满足实现空间有效载荷在轨静定结构联接的低冲量、无污染、小结构尺寸、不产生多余物的解锁装置。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种采用形状记忆材料的解锁装置，该装置包括：螺杆、弹簧、轴向挡圈、分瓣垫圈、底座和弹销；弹簧通过弹销被压缩后一端固定在螺杆的上底面，轴向挡圈套在弹簧上，轴向挡圈的内径大于螺杆的半径；分瓣垫圈位于螺杆和轴向挡圈，螺杆的定位轴肩和底座之间；底座与分瓣垫圈配合面以及螺杆头部轴肩与分瓣垫圈配合面中至少一个面为锥面；轴向挡圈位于底座上；当弹销失效，弹簧给轴向挡圈和螺杆施轴向力，轴向挡圈延螺杆向上运动，分瓣垫圈失去径向束缚，螺杆的定位轴肩对分瓣垫圈施向下的轴向力，分瓣垫圈延径向移动，实现解锁。
本发明的有益效果是：通过利用锥面配合，本发明的解锁装置逐渐卸去螺杆上的预紧力，从而降低了解锁冲击；解锁后，螺杆头部被包含在解锁装置内部、无多余物产生，无需额外的收集装置。由于解锁装置自身收集解锁后的螺杆，去除了一般分离螺母普遍存在的联接面采用大法兰的结构，且与爆炸螺栓外形尺寸接近，实现了小结构尺寸设计；解锁装置各配合锥面间采用航天级脂润滑或固体润滑的方式，实现了无污染和无烟尘泄露，且无火工品烟尘泄露隐患问题。
附图说明
图1本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置结构示意图。
图2本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置解锁前示意图。
图3本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置解锁后示意图。
图中：1、螺杆，2、底座，3、顶丝，4、分瓣垫圈，5、轴向挡圈，6、弹簧，7、弹销，8、壳体，9、第一连接件和10、第二连接件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明采用形状记忆材料形状恢复受阻时产生的恢复力作为动作驱动或动作触发元件，通过弹簧推动轴向挡圈沿轴向移动解除分瓣垫圈的径向束缚，实现解锁。
如图1所示，本发明包括螺杆1、底座2、顶丝3、分瓣垫圈4、轴向挡圈5、弹簧6、弹销7和壳体8。底座2、分瓣垫圈4、螺杆1头部轴肩依次按锥面配合；螺杆1头部依次安装有压缩的弹簧6、轴向挡圈5和弹销7，同时轴向挡圈5锥面与分瓣垫圈4周向锥面配合。其中，轴向挡圈5与分瓣垫圈4为锥面配合，如图2所示，弹簧6推动轴向挡圈5沿轴向移动逐渐去除分瓣垫圈4的径向束缚；底座2与分瓣垫圈4、螺杆1头部轴肩与分瓣垫圈4为非自锁的锥面配合，轴向挡圈5沿轴向移动时，在螺杆1预紧力和弹簧6推力作用下分瓣垫圈4沿径向移动逐渐卸去螺杆1上的预紧力、解除与螺杆1的螺纹配合，实现解锁。
根据弹簧6和弹销7是否采用形状记忆材料，本发明具有以下三种方案。
方案一：弹簧6采用形状记忆材料时，弹簧6作为动作驱动元件。可以设置两个同轴、不同直径的弹簧6进行并联，实现结构冗余备份提高解锁的可靠性。当弹簧6温度达到相变温度时，受到弹销限制的弹簧6长度增长受阻，弹簧6形状恢复力不断增加使弹销7逐渐产生变形；受到弹簧6的推力作用的轴向挡圈5克服与分瓣垫圈4配合锥面的摩擦力沿轴向移动，逐渐去除分瓣垫圈4的径向束缚；在螺杆1预紧力和弹簧6推力作用下分瓣垫圈4沿径向移动逐渐卸去螺杆1上的预紧力；弹销7变形至两端直线距离小于轴向挡圈5内孔直径时，如图3所示，弹簧6将轴向挡圈5推至解锁装置顶部，分瓣垫圈4脱离螺杆1头部轴肩，两被联接件解锁。其中壳体8罩在所有零件外层，坐在底座2上。
方案二：弹销7采用形状记忆材料时，形状记忆材料作为动作触发元件。当弹销7温度达到相变温度时，弹销7逐步恢复至弯曲状态；受到弹簧6推力作用的轴向挡圈5克服与分瓣垫圈4配合锥面的摩擦力沿轴向移动，逐渐去除分瓣垫圈4的径向束缚；在螺杆1预紧力和弹簧6推力作用下分瓣垫圈4沿径向移动逐渐卸去螺杆1上的预紧力；弹销7恢复至两端直线距离小于轴向挡圈5内孔直径时，弹簧6将轴向挡圈5推至解锁装置顶部，分瓣垫圈4脱离螺杆1头部轴肩，两被联接件解锁。
方案三：弹簧6和弹销7均采用形状记忆材料时，弹簧6作为动作驱动元件、弹销7作为动作触发元件构成结构冗余备份，提高解锁的可靠性。通过弹销7逐步变形或达到相变恢复温度逐步恢复至弯曲状态实现解锁。
为了防止在安装紧固解锁装置时螺杆1周向转动，螺杆1与底座2采用六方间隙配合。为了存储、运输、安装紧固解锁装置时防止螺杆1轴向移动以及解锁装置跌落时内部解体，设置顶丝3限制螺杆六方端面位移；为防止顶丝3阻碍螺杆1轴向移动，顶丝3与螺杆1柱面存在一定间隙。
本发明的安装顺序可采用如下方式：研磨各锥面，然后配研各配合锥面；线切割分瓣垫圈4为3至6瓣；各配合锥面涂航天级润滑脂或固体润滑处理；将弹簧6和轴向挡圈5套在螺杆1头部，压缩弹簧6后将弹销7安装入螺杆1头部销孔内；将分瓣垫圈4按照配合面和线切割前分瓣垫圈4顺序依次安装；将上述组合体安装至底座2上；将顶丝3拧入，限制螺杆1六方端面位移，并与螺杆1柱面保持足够间隙；最后安装壳体8。
使用解锁装置时，螺杆穿过通孔与第一联接件9与螺孔被第二联接件10联接，利用套筒扳手紧固底座2外六方实现被第一联接件9与被第二联接件10的紧固。
Claims (7)
1.一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，该装置包括：螺杆、弹簧、轴向挡圈、分瓣垫圈、底座和弹销；所述弹簧通过弹销被压缩后一端固定在螺杆的上底面，轴向挡圈套在弹簧上，所述轴向挡圈的内径大于螺杆的半径；分瓣垫圈位于螺杆和轴向挡圈，螺杆的定位轴肩和底座之间；底座与分瓣垫圈配合面、以及螺杆头部轴肩与分瓣垫圈配合面中至少一个面为锥面；所述轴向挡圈位于底座上；当弹销限位失效，弹簧给轴向挡圈和螺杆施轴向力，轴向挡圈沿螺杆向上运动，分瓣垫圈失去径向束缚，螺杆的定位轴肩对分瓣垫圈施向下的轴向力，分瓣垫圈沿径向移动，实现解锁。
2.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，所述分瓣垫圈与轴向挡圈的配合面为锥面。
3.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，所述弹簧和弹销中的一个或每个为形状记忆材料。
4.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，所述解锁后螺杆伸出部分长度，第一被联接件与第二被联接件的紧固状态被解除。
5.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，该装置还包括壳体，所述壳体罩在所有外层，坐在底座上。
6.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，该装置还包括顶丝，所述顶丝固定在壳体和螺杆之间。
7.如权利要求1所述的一种采用形状记忆材料的解锁装置，其特征在于，所述锥面间采用航天级脂润滑或固体润滑。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104535100A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种空间光学遥感器安装支座在轨解锁装置 |
| CN104833271A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 北京航空航天大学 | 形状记忆合金驱动器 |
| CN105510073A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-20 | 北京卫星制造厂 | 一种机械增力销式连接分离机构 |
| CN106335653A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-01-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种形状记忆聚合物复合材料驱动的弹簧式分离机构 |
| CN106742082A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种皮星点式分离装置 |
| CN107839905A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-27 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种低冲击自分离杆式压紧释放装置 |
| CN108327929A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种超弹性sma带捆绑式非火工解锁机构 |
| CN109050988A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种分离螺母连接解锁装置 |
| CN113359371A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-07 | 吉林大学 | 适用于空间相机调焦机构的可复位锁定器 |
| CN115675938A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-02-03 | 北京中科宇航技术有限公司 | 低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106542126A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-03-29 | 上海微小卫星工程中心 | 一种适用于微纳卫星的卫星对接锁及其工作方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4753465A (en) * | 1986-04-11 | 1988-06-28 | James F. Dalby | Remotely operable locking mechanism |
| US5718531A (en) * | 1996-01-22 | 1998-02-17 | Lockheed Martin Corporation | Low shock release device |
| US5722709A (en) * | 1996-10-30 | 1998-03-03 | Hughes Electronics | Separation device using a shape memory alloy retainer |
| US6073914A (en) * | 1996-11-30 | 2000-06-13 | Daimler-Benz Aerospace Ag | Release apparatus for a holddown device |
| CN1320093A (zh) * | 1998-09-24 | 2001-10-31 | 伊德斯德国股份有限公司 | 具有形状记忆致动器的保持及释放机构 |
| CN103231814A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-07 | 南京航空航天大学 | 一种基于形状记忆合金弹簧的可控解锁装置 |
| CN203381788U (zh) * | 2013-04-19 | 2014-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种基于形状记忆合金弹簧的可控解锁装置 |
-
2014
- 2014-07-07 CN CN201410320882.XA patent/CN104085540B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4753465A (en) * | 1986-04-11 | 1988-06-28 | James F. Dalby | Remotely operable locking mechanism |
| US5718531A (en) * | 1996-01-22 | 1998-02-17 | Lockheed Martin Corporation | Low shock release device |
| US5722709A (en) * | 1996-10-30 | 1998-03-03 | Hughes Electronics | Separation device using a shape memory alloy retainer |
| US6073914A (en) * | 1996-11-30 | 2000-06-13 | Daimler-Benz Aerospace Ag | Release apparatus for a holddown device |
| CN1320093A (zh) * | 1998-09-24 | 2001-10-31 | 伊德斯德国股份有限公司 | 具有形状记忆致动器的保持及释放机构 |
| CN103231814A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-07 | 南京航空航天大学 | 一种基于形状记忆合金弹簧的可控解锁装置 |
| CN203381788U (zh) * | 2013-04-19 | 2014-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种基于形状记忆合金弹簧的可控解锁装置 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104535100B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-06-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种空间光学遥感器安装支座在轨解锁装置 |
| CN104535100A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种空间光学遥感器安装支座在轨解锁装置 |
| CN104833271A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 北京航空航天大学 | 形状记忆合金驱动器 |
| CN105510073B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-07-24 | 北京卫星制造厂 | 一种机械增力销式连接分离机构 |
| CN105510073A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-20 | 北京卫星制造厂 | 一种机械增力销式连接分离机构 |
| CN106335653A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-01-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种形状记忆聚合物复合材料驱动的弹簧式分离机构 |
| CN106742082A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种皮星点式分离装置 |
| CN107839905A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-27 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种低冲击自分离杆式压紧释放装置 |
| CN107839905B (zh) * | 2017-09-30 | 2019-10-29 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种低冲击自分离杆式压紧释放装置 |
| CN108327929A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种超弹性sma带捆绑式非火工解锁机构 |
| CN109050988A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种分离螺母连接解锁装置 |
| CN113359371A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-07 | 吉林大学 | 适用于空间相机调焦机构的可复位锁定器 |
| CN115675938A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-02-03 | 北京中科宇航技术有限公司 | 低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器 |
| CN115675938B (zh) * | 2022-11-21 | 2024-04-26 | 北京中科宇航技术有限公司 | 低轨移动堆栈星座卫星解锁分配器 |
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| Publication number | Publication date |
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