CN106141987A - 一种基于记忆合金丝的拔销器 - Google Patents

Abstract

一种基于记忆合金丝的拔销器，包括销子、外壳、拉杆、顶簧、前绝缘垫、拉盘、记忆合金丝、PCB板、后盖、供电导线，PCB板两组焊盘各自导通且互相不导通，前绝缘垫、拉盘套入拉杆并固定连接，记忆合金丝两端分别与PCB板焊锡固定，供电导线焊接在PCB板的供电导线焊盘上并通过外壳开口甩出，拉杆从外壳腰形孔处穿出，顶簧套在拉杆上，销子插入到顶簧并拧入到拉杆中。本发明拔销器通过使记忆合金丝在拉盘与PCB板之间多次来回穿梭的方法，解决了记忆合金丝作动力过小的问题，相对现有的火工品拔销器，具有对能源要求低、输出拉力大、可靠性与安全性易保证的优点。

Description

一种基于记忆合金丝的拔销器

技术领域

本发明涉及一种拔销器产品，特别是一种基于记忆合金丝的拔销器。

背景技术

记忆合金作为一种新型智能材料，具有形状记忆的特性，其在低于特定的相变温度下进行强制变形，当加热升温超过相变温度时，记忆合金能够恢复原形状。记忆合金的这一特性具有很好的应用价值，在民用的玩具领域、机器人领域以及航空领域已经获得了广泛应用。

在作为作动元件使用时，记忆合金丝一般有以下两种使用方式，一是将记忆合金丝做成螺旋弹簧，通过直接通电或者热水、热风等方式加热，使之变形，这种用法的特点是加热简单、行程大，但作动力很小，一般不超过几牛；二是将记忆合金丝直接拉长，通过直接通电或者热水、热风等方式加热，使之收缩。这种用法的特点是加热简单，作动力相对螺旋弹簧较大，但由于记忆合金丝较细，作动力一般不超过几十牛且行程较小，其中，哈尔滨工业大学于2008年设计研制的基于SMA的空间飞行器解锁机构、北京空间飞行总体设计部与北京航空航天大学合作开发的小型快速SMA解锁机构均属于第二种用法。

为了克服现有应用技术中记忆合金丝作动能力弱的缺点，有些场合采用记忆合金杆作为作动元件，但是由于记忆合金杆电阻很小，热容较大，基本不可能采用直接通电的方式加热，只能采用电热丝缠绕的方式对其进行加热。另外，记忆合金杆的变形方式一般有弯曲和拉长两种，航天东方红卫星有限公司于2008年研制的张开型自收拢记忆合金解锁器是将记忆合金杆弯曲呈U形，通过电热丝加热使之张开作动，该公司还研制了一款拔销器是将两根直径约为3mm的记忆合金杆拉长，通过电热丝加热后收缩作动。

较细的记忆合金丝可以通过几安的电流直接加热，工艺简单，升温速度快，但拉力一般不超过几牛，限制了其应用，较粗的记忆合金杆对加热能源要求高，加热工艺复杂，加热时间长，也限制了其在航天领域的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于记忆合金丝的拔销器，解决了记忆合金丝作动力过小、记忆合金杆加热困难的问题，使本发明拔销器在可以直接通电加热、通电电流和通电时间要求低、拔销作动力大的同时，还提高本发明拔销器的可靠性、实用性。

本发明的技术解决方案是：一种基于记忆合金丝的拔销器，包括销子、外壳、拉杆、顶簧、前绝缘垫、拉盘、记忆合金丝、PCB板、后盖、供电导线，其中

拉杆为截面为腰形的柱状体，柱状体一端设有截面不大于腰形截面的方形柱状体，拉杆两端设有螺纹孔，拉盘为中间设有方孔的圆盘，方孔周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角，PCB板中间设有圆孔，圆孔两侧各设有一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘，每侧两组焊盘周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角；

PCB板的一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘导通，另一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘导通，两组之间互不导通，前绝缘垫、拉盘依次套入拉杆的方形柱状体并固定连接，拉盘小孔的圆角端为套入拉杆方形柱状体的方向端，记忆合金丝一端穿过PCB板至少两个焊接记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，另一端依次来回穿过拉盘小孔、PCB板小孔后，再穿过PCB板至少两个焊接记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，记忆合金丝两端焊接固定的焊接记忆合金丝焊盘孔为不同组，供电导线焊接在PCB板的供电导线焊盘上，拉杆、前绝缘垫、拉盘、记忆合金丝、PCB板、供电导线放在外壳中，供电导线通过外壳开口甩出，拉杆的腰形柱状体从外壳的腰形孔处穿出，顶簧从一端套在拉杆的腰形柱状体上，销子插入到顶簧并压住顶簧，销子拧入到拉杆腰形柱状体的螺孔中，供电导线穿过后盖，后盖与外壳固定连接。

所述的销子一端为圆柱体，中间带有非圆形的法兰盘，另一端为螺柱。

所述的外壳一端设有开口，另一端设有腰形孔。

所述的前绝缘垫中间设有方孔。

还包括后绝缘垫，供电导线穿过后绝缘垫，后盖通过后绝缘垫与外壳固定连接，其中，后绝缘垫设有多个与供电导线焊盘孔对应的出线孔。

所述的后盖设有与多个与后绝缘垫出线孔对应的通孔。

所述的PCB板的一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘通过印制导线导通，另一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘通过印制导线导通。

所述的供电导线采用双点双线的方式供电。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明拔销器通过使记忆合金丝在拉盘与PCB板之间多次来回穿梭的方法，解决了记忆合金丝作动力过小的问题，相对现有的火工品拔销器，具有可重复使用、作动无污染、无冲击，可靠性与安全性易保证的优点；

(2)本发明拔销器通过使记忆合金丝在拉盘与PCB板之间多次来回穿梭的方法，解决了记忆合金丝作动力过小的问题，相对现有的记忆合金拔销器，具有对能源要求低、升温快、结构简单、输出拉力大的优点；

(3)本发明拔销器通过多根记忆合金丝在电路上先串联后并联，供电导线采用双点双线的方式，在机械和电路都实现了冗余备份，提高本发明拔销器的固有可靠性。

附图说明

图1为本发明记忆合金丝电气原理示意图；

图2为本发明一种基于记忆合金丝的拔销器整体外形示意图；

图3为本发明一种基于记忆合金丝的拔销器内部结构示意图；

图4为本发明一种基于记忆合金丝的拔销器的主要零件外形图。

具体实施方式

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于记忆合金丝的拔销器，如图2所示为本发明拔销器的整体外形示意图，如图3所示为本发明拔销器的内部结构示意图，包括销子1、外壳2、拉杆3、顶簧4、前绝缘垫5、拉盘6、记忆合金丝7、PCB板8、后绝缘垫9、后盖10，同时本发明拔销器还包括供电导线11，

如图1所示为本发明拔销器的电气原理图，记忆合金丝7在机械上多根并联，在电路上先串联后并联，因此在机械上，多路记忆合金丝可以同时通电收缩提供拉力，只要有一边的记忆合金丝通电就可以提供一半的拉力，在机械上实现了冗余备份，在电路上，本发明拔销器中供电导线11采用双点双线的方式，即正负极各有两个焊接、两根导线，也实现了冗余备份，因此本发明拔销器的机械和电路都有冗余备份，进一步提高了拔销器的固有可靠性。

如图4(a)所示销子1一端为圆柱体，中间带有非圆形的法兰盘，另一端为螺柱，如图4(b)所示外壳2为内部设有腰形孔的圆柱状壳体，且外壳2一端设有开口，如图4(c)所示拉杆3为截面为腰形的柱状体，柱状体一端设有截面不大于腰形截面的方形柱状体，且拉杆3两端设有螺纹孔，前绝缘垫5中间设有方孔，如图4(d)所示拉盘6为中间设有方孔的圆盘，且拉盘6方孔周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角，如图4(e)所示PCB板8中间设有圆孔，PCB板8圆孔两侧各设有一组焊接记忆合金丝7、供电导线11的焊盘，两组焊盘周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角，后绝缘垫9设有多个与供电导线焊盘孔对应的出线孔，后盖10设有与多个与后绝缘垫9出线孔对应的通孔，焊接记忆合金丝7的焊盘、供电导线11的焊盘均设有焊盘孔，外壳2的两端各设有开口、腰形孔。

PCB板8的一组焊接记忆合金丝7的焊盘、供电导线11的焊盘通过印制导线导通，另一组焊接记忆合金丝7的焊盘、供电导线11的焊盘通过印制导线导通，两组之间互不导通，前绝缘垫5、拉盘6依次套入到拉杆3的方形柱状体并固定连接，拉盘6小孔的圆角端为套入拉杆3方形柱状体的方向端，记忆合金丝7一端穿过至少两个PCB板8的记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，另一端依次来回穿过拉盘6的小孔、PCB板8的小孔后，再穿过至少两个PCB板8的记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，记忆合金丝7两端穿过并焊接固定的记忆合金丝焊盘孔属于不同组，供电导线11焊接在PCB板8的供电导线11的焊盘上，拉杆3、前绝缘垫5、拉盘6、记忆合金丝7、PCB板8、供电导线11放入到外壳2中，供电导线11通过外壳2的开口甩出，拉杆3的腰形柱状体从外壳2的腰形孔处穿出，顶簧4从一端套在拉杆3的腰形柱状体上，销子1的螺柱端插入到顶簧4中，使得销子1法兰盘压住顶簧4另一端，螺柱拧入拉杆3腰形柱状体的螺孔中，供电导线11依次穿过后绝缘垫9、后盖10，供电导线11从后绝缘垫9与后盖10上的小孔穿出，后盖10与外壳2通过螺钉连接并压住后绝缘垫9。

其中，本发明拔销器中拉杆3的腰形柱状体与外壳2的腰形孔配合，保证了拉杆只能沿外壳轴向平移，而不能发生转动，顶簧4可以使销子1保持一个向外的力，使销子1不会因为振动从销孔内滑出，并且顶簧4使记忆合金丝7保持张紧状态，不会因互相搭接造成短路，拉杆3与拉盘6的配合孔为方孔，也可以是其他非圆形孔，同样保证了拉盘6只能沿外壳2轴向平移，而不能发生转动，拉盘6与PCB板8上的小孔带有圆角，可以保证记忆合金丝7的弯曲半径大于一定值，进而保证记忆合金丝7与拉盘6和PCB板8保持贴合，拉盘7、PCB板8上用于穿记忆合金丝7的小孔数量相同，PCB板8除有小孔外还带有焊盘，记忆合金丝7的两端在带焊盘的几个孔之间缠绕并用焊锡焊接固定在PCB板8上，供电导线11也焊接在PCB板8上，由印制在PCB板8上的导线与记忆合金丝7导通，记忆合金丝采7用双路并联的方式走线，记忆合金丝7先在PCB板8上作为正极的几个带焊盘的小孔之间缠绕几周后，从相邻的两个用于穿线的小孔出发向两侧走线，直到从与起始的两个小孔对称的两个小孔穿出，穿出后在PCB板上作为负极的带焊盘的小孔之间缠绕几周并固定焊接，同样供电导线11采用双点双线的方式供电，即正负极各有两个焊接和两根导线。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于包括销子(1)、外壳(2)、拉杆(3)、顶簧(4)、前绝缘垫(5)、拉盘(6)、记忆合金丝(7)、PCB板(8)、后盖(10)、供电导线(11)，其中

拉杆(3)为截面为腰形的柱状体，柱状体一端设有截面不大于腰形截面的方形柱状体，拉杆(3)两端设有螺纹孔，拉盘(6)为中间设有方孔的圆盘，方孔周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角，PCB板(8)中间设有圆孔，圆孔两侧各设有一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘，每侧两组焊盘周围均匀分布多个小孔，小孔一端设有圆角；

PCB板(8)的一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘导通，另一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘导通，两组之间互不导通，前绝缘垫(5)、拉盘(6)依次套入拉杆(3)的方形柱状体并固定连接，拉盘(6)小孔的圆角端为套入拉杆(3)方形柱状体的方向端，记忆合金丝(7)一端穿过PCB板(8)至少两个焊接记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，另一端依次来回穿过拉盘(6)小孔、PCB板(8)小孔后，再穿过PCB板(8)至少两个焊接记忆合金丝焊盘孔并焊锡固定，记忆合金丝(7)两端焊接固定的焊接记忆合金丝焊盘孔为不同组，供电导线(11)焊接在PCB板(8)的供电导线焊盘上，拉杆(3)、前绝缘垫(5)、拉盘(6)、记忆合金丝(7)、PCB板(8)、供电导线(11)放在外壳(2)中，供电导线(11)通过外壳(2)开口甩出，拉杆(3)的腰形柱状体从外壳(2)的腰形孔处穿出，顶簧(4)从一端套在拉杆3的腰形柱状体上，销子(1)插入到顶簧(4)并压住顶簧4，销子(1)拧入到拉杆(3)腰形柱状体的螺孔中，供电导线(11)穿过后盖(10)，后盖(10)与外壳(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的销子(1)一端为圆柱体，中间带有非圆形的法兰盘，另一端为螺柱。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的外壳(2)一端设有开口，另一端设有腰形孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的前绝缘垫(5)中间设有方孔。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：还包括后绝缘垫(9)，供电导线(11)穿过后绝缘垫(9)，后盖10通过后绝缘垫(9)与外壳(2)固定连接，其中，后绝缘垫(9)设有多个与供电导线焊盘孔对应的出线孔。

6.根据权利要求5所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的后盖(10)设有与多个与后绝缘垫(9)出线孔对应的通孔。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的PCB板(8)的一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘通过印制导线导通，另一组焊接记忆合金丝焊盘、供电导线焊盘通过印制导线导通。

8.根据权利要求1或2所述的一种基于记忆合金丝的拔销器，其特征在于：所述的供电导线(11)采用双点双线的方式供电。