CN107689476B - 一种宇航用电热丝熔断释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宇航用电热丝熔断释放装置，包括熔断底座的外表面安装有若干排串联连接的电热丝，电热丝的两端均通过供电盘与电源供电线相连进行供电；在压紧底座上设有锁紧调节机构，绑扎线的一端固定在锁紧调节机构上，绑扎线的另一端通过压紧螺钉组合固定在熔断底座上，并所述的绑扎线与所述的电热丝充分接触，锁紧时，绑扎线通过调节锁紧调节机构实现锁紧，满足发射段的力学环境要求；展开时，所述的电源供电线接通外部供电电源，通过对所述的电热丝通电，使所述的电热丝发热燃断所述的绑扎线，从而实现释放。本发明通过绑扎线和电热丝实现锁紧与释放功能，具有结构简单、无污染，无冲击，可重复使用、重量轻、成本低等优点。

Description

一种宇航用电热丝熔断释放装置

技术领域

本发明适用于宇航小型化可展开天线领域，特别涉及一种宇航用电热丝熔断释放装置。

背景技术

天线频率越低，增益要求越高，所需天线口径越大，为满足航天器发射包络尺寸，一般要求低频段大口径天线具有展开功能。目前，天线普遍采用由火工品、切割器等利用爆炸特性实现释放的装置，其原理是利用火工装置产生的推力推动切割器的切刀，把压紧杆切断。此类压紧释放机构会产生瞬时的大量级冲击对航天器姿态和敏感单机造成影响或破坏，而且在过程中会产生腐蚀性和污染性气体，存在直接使用炸药的安全隐患，并且重量较重，一次性使用增加地面试验成本。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种宇航用电热丝熔断释放装置，锁紧时，绑扎线一端通过压紧螺钉组合固定在熔断底座上，绑扎线另一端与锁紧弹簧相连，并通过锁紧螺栓和锁紧螺母固定在压紧底座上，实现对绑扎线预紧力的调节，满足发射段的力学要求；展开时，对电热丝进行通电，通过控制电热丝的电阻控制熔断时间，进而实现对天线的释放。该装置不但重量轻，结构简单，无污染而且可靠性高。

本发明的技术方案如下：

一种宇航用电热丝熔断释放装置，包括熔断底座、压紧底座、电热丝、供电盘、电源供电线、锁紧调节机构、绑扎线和压紧螺钉组合；

所述的熔断底座的外表面上设有若干排串联连接的所述的电热丝，所述的电热丝的两端均通过所述的供电盘与所述的电源供电线相连进行供电；

所述的压紧底座上设有锁紧调节机构，所述的绑扎线的一端固定在所述的锁紧调节机构上，所述的绑扎线的另一端通过所述的压紧螺钉组合固定在所述的熔断底座上，并保证所述的绑扎线与所述的电热丝充分接触，其中，所述的锁紧调节机构调节所述的绑扎线的预紧力；

展开时，所述的电源供电线接通外部供电电源，通过对所述的电热丝通电，使所述的电热丝发热燃断所述的绑扎线，从而实现释放。

优选为，所述的锁紧调节机构包括锁紧弹簧、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述的压紧底座上设有螺栓固定孔，所述的绑扎线的一端与所述的锁紧弹簧相连，并通过所述的锁紧螺栓和所述的锁紧螺母固定在所述的螺栓固定孔上。

优选为，所述锁紧螺栓为圆柱形上端开孔且下端具有螺纹的不锈钢结构，通过上端开孔对所述的锁紧弹簧进行固定，下端螺纹实现对所述的绑扎线预紧力的调节。

进一步优选，所述锁紧弹簧用来对绑扎线的锁紧调节，并留有一定的弹性余量，释放力学条件下的位移变化，弹簧弹力的大小可根据力学条件输入大小合理选择。

进一步优选，所述锁紧螺母采用铝合金材料，通过两个锁紧螺母与锁紧螺栓固定在锁紧底座上

优选为，所述的熔断底座为矩形带凸起弧形结构，其选用绝缘抗高温聚酰亚胺材料，采用凸起弧形结构的设计是为了保证绑扎线和电热丝保持充分良好的接触。

优选为，在所述的熔断底座的凸起弧形结构上设有两排纵向的电热丝安装孔，所述的电热丝串联连接于所述的电热丝安装孔上。

优选为，在所述的熔断底座的下端与靠近其凸起弧形结构的平滑处设有一个压紧螺钉组合安装孔，所述的压紧螺钉组合设置在所述的压紧螺钉组合安装孔上。

优选为，所述压紧螺钉组合包括一个金属螺钉和两个螺母，通过所述的金属螺钉和两个所述的螺母将所述的绑扎线的另一端固定在所述的熔断底座上。

优选为，在所述的熔断底座的一组对角的各个角上均设有供电盘安装孔，所述的供电盘安装于所述的供电盘安装孔上，因此，所述电源供电线置于熔断底座的对角侧，用来给电热丝供电，电源供电线采用AFR-250低频电缆线。

优选为，在所述的熔断底座的上侧和下侧分别设有两个熔断底座安装孔。

优选为，所述供电盘为圆环加矩形组合，其选用黄铜材料；所述供电盘的圆环固定在所述的供电盘安装孔上，所述供电盘的矩形开有两个圆孔，所述圆孔处设有焊盘，可对电热丝进行双点双电源供电，实现熔断备份。

优选为，所述压紧底座为L形铝合金板，其垂直板上留有四个安装固定孔，水平板上开有一个锁紧螺旋安装固定孔。

优选为，所述绑扎线采用高强度纤维，根据锁紧载荷特性可选用不同直径、不同承重的线型，保证绑扎锁紧后不会发生松弛和变形。

优选为，所述电热丝采用铁铬铝合金材料，根据燃断时间和给定电压要求，可通过选择合适的电热丝直径和长度来改变电热丝的电阻，用来对熔断时间的控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、与传统锁紧释放装置相比，本发明通过绑扎线和电热丝实现锁紧与释放功能，具有结构简单、无污染，无冲击，可重复使用、重量轻、成本低等优点；

二、本发明为实现绑扎线与电热丝的充分可靠接触，保证熔断的可靠性，采用矩形带凸起弧形结构设计；通过对电热丝的直径和长度的控制对电热丝的电阻进行调节，以此来控制电热丝的熔断时间；

三、本发明采用绑扎线与锁紧弹簧串联方式，留有一定的弹性余量，释放力学条件下的位移变化，从而有效的锁紧固定。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种宇航用电热丝熔断释放装置的结构示意图；

图2为本发明的熔断底座结构的结构示意图；

图3本发明的供电盘的结构示意图；

图4本发明的压紧底座结构的结构示意图。

图中标记：熔断底座1、压紧螺钉组合2、绑扎线3、电热丝4、供电盘5、电源供电线6、电源供电线7、压紧底座8、锁紧弹簧9、锁紧螺栓10、锁紧螺母11、供电盘安装孔12、电热丝安装孔13、压紧螺钉组合安装孔14、熔断底座安装孔15、供电盘安装固定孔16、供电线焊盘17、螺栓固定孔18。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明一种宇航用电热丝熔断释放装置，包括熔断底座1、压紧螺钉组合2、绑扎线3、电热丝4、供电盘5、电源供电线6、电源供电线7和压紧底座8；

所述的熔断底座1的外表面上设有若两排串联连接的所述的电热丝4，所述的电热丝4的两端均通过所述的供电盘5与所述的电源供电线6、7相连进行供电；

所述的压紧底座8上设有锁紧调节机构(图中未标示)，所述的绑扎线3的一端固定在所述的锁紧调节机构上，所述的绑扎线3的另一端通过所述的压紧螺钉组合2固定在所述的熔断底座1上，并保证所述的绑扎线3与所述的电热丝4充分接触，其中，所述的锁紧调节机构调节所述的绑扎线3的预紧力；

因此，锁紧时，绑扎线3通过调节锁紧调节机构实现锁紧，满足发射段的力学环境要求；展开时，所述的电源供电线6、7接通外部供电电源，通过对所述的电热丝4通电，使所述的电热丝4发热燃断所述的绑扎线3，从而实现释放。

进一步，本实施例所述的锁紧调节机构包括所述的锁紧弹簧9、锁紧螺栓10和锁紧螺母11，所述的压紧底座8上设有螺栓固定孔18，所述的绑扎线3的一端与所述的锁紧弹簧9相连，并通过所述的锁紧螺栓10和所述的锁紧螺母11固定在所述的螺栓固定孔18上，因此，锁紧时，绑扎线3通过调节锁紧弹簧9的弹力，与锁紧螺栓10和锁紧螺母11实现锁紧，满足发射段的力学环境要求。

此外，所述锁紧螺栓10为圆柱形上端开孔且下端具有螺纹的不锈钢结构，通过上端开孔对所述的锁紧弹簧11进行固定，下端螺纹实现对所述的绑扎线3预紧力的调节。

具体，本实施例的工作原理为：电热丝4通过熔断底座1上的电热丝安装孔13固定，电热丝4通过两个供电盘5与电源供电线6和电源供电线7进行供电，绑扎线3一端通过压紧螺钉组合2固定在熔断底座1上，绑扎线3另一端与锁紧弹簧10相连，并最终通过锁紧螺栓11和锁紧螺母12固定在压紧底座8上，通过调节绑扎线的长度及与锁紧弹簧的弹力，实现对绑扎线预紧力的调节。展开时，将电源供电线+6和电源供电线-7接通外部供电电源，通过对电热丝4通电，加热使绑扎线断开实现释放。

如图2所示，所述的熔断底座1为矩形带凸起弧形结构，其选用绝缘抗高温聚酰亚胺材料。在所述的熔断底座1的凸起弧形结构上设有两排纵向的电热丝安装孔13，所述的电热丝4串联连接于所述的电热丝安装孔13上。

在所述的熔断底座1的下端与靠近其凸起弧形结构的平滑处中间设有一个压紧螺钉组合安装孔14，实现对绑扎线3的安装固定，所述的压紧螺钉组合2设置在所述的压紧螺钉组合安装孔14上。进一步，所述压紧螺钉组合2包括一个金属螺钉和螺母，通过所述的金属螺钉将所述的绑扎线3的另一端固定在所述的熔断底座1上。

在所述的熔断底座1的一组对角的各个角上均设有供电盘安装孔12，所述的供电盘5安装于所述的供电盘安装孔12上，实现对电源供电线+和电源线-的安装和固定。

在所述的熔断底座1的上侧和下侧分别设有两个熔断底座安装孔15，便于将所述的熔断底座1设置在相应装置上，用来对熔断底座1的安装固定。

如图3所示，所述供电盘5为圆环加矩形组合，其选用黄铜材料；所述供电盘5的圆环，即供电盘安装固定孔16固定在所述的供电盘安装孔12上，所述供电盘5的矩形两个圆孔，所述圆孔处设有供电线焊盘17，可对电热丝进行双点双电源供电，实现熔断备份，保证释放的可靠性。

如图4所示，所述压紧底座8为L形铝合金板，所示的锁紧螺栓固定孔18设置所述的压紧底座8底端的水平面上，用来实现对绑扎线3的固定和调节，同时在在压紧底座8的垂直面上设有四个安装固定孔(图中未标记)。

进一步地，电热丝的熔断时间和所选电热丝的直径和长度相关，在本实施例中，选择电阻为1.8欧姆，供电电压为5V，电热丝直径为0.5mm，长度为200mm，绑扎线选用大力马线直径1mm线，熔断时间约为6秒。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，包括熔断底座、压紧底座、电热丝、供电盘、电源供电线、锁紧调节机构、绑扎线和压紧螺钉组合；

所述的熔断底座为矩形带凸起弧形结构，所述熔断底座的凸起弧形结构上设有两排纵向的电热丝安装孔，所述电热丝串联连接于所述电热丝安装孔上，所述的电热丝的两端均通过所述的供电盘与所述的电源供电线相连进行供电；

所述的压紧底座上设有锁紧调节机构，所述的绑扎线的一端固定在所述的锁紧调节机构上，所述的绑扎线的另一端通过所述的压紧螺钉组合固定在所述的熔断底座上，并保证所述的绑扎线与所述的电热丝充分接触，其中，所述的锁紧调节机构调节所述的绑扎线的预紧力；

展开时，所述的电源供电线接通外部供电电源，通过对所述的电热丝通电，使所述的电热丝发热燃断所述的绑扎线，从而实现释放。

2.根据权利要求1所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，所述的锁紧调节机构包括锁紧弹簧、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述的压紧底座上设有螺栓固定孔，所述的绑扎线的一端与所述的锁紧弹簧相连，并通过所述的锁紧螺栓和所述的锁紧螺母固定在所述的螺栓固定孔上。

3.根据权利要求1所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，所述锁紧螺栓为圆柱形上端开孔且下端具有螺纹的不锈钢结构，通过上端开孔对所述的锁紧弹簧进行固定，下端螺纹实现对所述的绑扎线预紧力的调节。

4.根据权利要求1所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，所述的熔断底座选用绝缘抗高温聚酰亚胺材料。

5.根据权利要求4所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，在所述的熔断底座的下端与靠近其凸起弧形结构的平滑处设有一个压紧螺钉组合安装孔，所述的压紧螺钉组合设置在所述的压紧螺钉组合安装孔上。

6.根据权利要求5所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，所述压紧螺钉组合包括一个金属螺钉和两个螺母，通过所述的金属螺钉和两个所述的螺母将所述的绑扎线的另一端固定在所述的熔断底座上。

7.根据权利要求4所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，在所述的熔断底座的一组对角的各个角上均设有供电盘安装孔，所述的供电盘安装于所述的供电盘安装孔上。

8.根据权利要求4所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，在所述的熔断底座的上侧和下侧分别设有两个熔断底座安装孔。

9.根据权利要求7所述的宇航用电热丝熔断释放装置，其特征在于，所述供电盘为圆环加矩形组合，其选用黄铜材料；所述供电盘的圆环固定在所述的供电盘安装孔上，所述供电盘的矩形开有两个圆孔，所述圆孔处设有焊盘，可对电热丝进行双点双电源供电，实现熔断备份。