CN109466797B - 一种太空气囊释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种太空气囊释放装置，包括气囊、收容机构、端盖锁紧解锁机构、气囊锁紧解锁机构和充气装置，收容机构底部固定有推力弹簧，顶部有端盖；气囊、气囊锁紧解锁机构和充气装置均置于收容机构内，气囊被折叠后置于推力弹簧上，气囊的充气管路与充气装置通过软管连接，并通过气囊锁紧解锁机构锁紧软管连接处，闭合端盖并通过端盖锁紧解锁机构锁紧，推力弹簧处于受压状态；当需要释放气囊时，端盖锁紧解锁机构解锁打开端盖，气囊被推力弹簧弹出收容机构，并启动充气装置对气囊充气，并启动充气装置对气囊充气，气囊被推力弹簧弹出收容机构，当气囊充气结束后，气囊锁紧解锁机构对软管连接处进行解锁，气囊的充气管路与充气装置分离，本发明能满足太空环境下气囊的存储、保护、释放和充气的综合需求。

Description

一种太空气囊释放装置

技术领域

本发明属于空间产品结构与机构设计技术领域，具体涉及一种太空气囊释放装置。

背景技术

太空探索具有重要的科学价值和工程意义。目前太空中的人造卫星等空间产品多为金属类硬质产品，对于发射成本、体积和重量均有一定的要求。气囊类软质空间产品的应用极大地扩展了空间产品的应用领域。可折叠的气囊类产品特点为发射时体积小，重量轻，在太空展开后可以维持一定的形状，不会或者很少产生太空垃圾。因此，太空气囊类产品可以在空间环境探测，异形结构构建，太空垃圾捕获，地面仪器观测等方面实现应用。

不同的应用需求决定了气囊折叠状态的存储时间、释放时机和展开过程，因此需要有实现气囊存储、保护、释放和充气等功能的机械装置。目前已公布的空间产品不能实现这些功能性需要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种太空气囊释放装置，能够满足太空环境下气囊的存储、保护、释放和充气的综合需求。

实现本发明的技术方案如下：

一种太空气囊释放装置，包括气囊、收容机构、端盖锁紧解锁机构、气囊锁紧解锁机构和充气装置，收容机构底部固定有推力弹簧，顶部有端盖；气囊、气囊锁紧解锁机构和充气装置均置于收容机构内，气囊被折叠后置于推力弹簧上，气囊的充气管路与充气装置通过软管连接，并通过气囊锁紧解锁机构锁紧软管连接处，闭合端盖并通过端盖锁紧解锁机构锁紧，推力弹簧处于受压状态；

当需要释放气囊时，端盖锁紧解锁机构解锁打开端盖，气囊被推力弹簧弹出收容机构，并启动充气装置对气囊充气，并启动充气装置对气囊充气，气囊被推力弹簧弹出收容机构，当气囊充气结束后，气囊锁紧解锁机构对软管连接处进行解锁，气囊的充气管路与充气装置分离。

进一步地，端盖锁紧解锁机构包括开盖扭簧、电磁铁吸片和电磁铁；收容机构与其端盖通过轴连接，开盖扭簧套接在该轴上，电磁铁吸片固连在端盖边缘处，电磁铁与电磁铁吸片相对应地固连在收容机构上；气囊处于存储状态时，端盖闭合，电磁铁通电，电磁铁吸片吸附于电磁铁上，当需要释放气囊时，电磁铁断电，电磁铁与电磁铁吸片分离，端盖在开盖扭簧的作用下弹开。

进一步地，收容机构还包括活动推板，活动推板与推力弹簧的上端固定连接，气囊被折叠后置于活动推板上方，充气装置置于活动推板下方，活动推板上设置有通孔，所述软管由此通孔穿过。

进一步地，气囊锁紧解锁机构包括两个压紧片、U型记忆合金卡箍和加热片，两个压紧片的一端通过轴连接，另一端闭合后压紧软管连接处并通过U型记忆合金卡箍固定形成压紧约束，加热片固连在U型记忆合金卡箍外侧，当气囊充气结束后，加热片工作产生热量，U型记忆合金卡箍变为平直状态，进而两个压紧片的约束解除，软管与充气装置分离。

进一步地，U型记忆合金卡箍的材料为TiNi合金。

有益效果：

1、本发明装置集成太空气囊的存储、保护、释放和充气的功能，能够根据应用需求和时机进行气囊释放。

2、本发明适用于不同形状的气囊进行折叠后存储。

3、本发明装置结构简单，体积紧凑，且各功能作用的可靠性高。

附图说明

图1为本发明装置整体外形图。

图2为本发明装置的存储气囊状态剖视图。

图3为本发明装置的存储气囊状态下推板局部视图。

图4为本发明装置的存储气囊状态(气囊未显示)剖视图。

图5为本发明装置的释放气囊后示意图。

其中，1-筒盖、1-1-筒盖安装面、2-筒体、2-1-筒体安装孔、2-2-筒体限位凸台、2-3-筒体安装孔、3-转轴、4-筒底、4-1-筒底凸台、5-开盖扭簧、6-电磁铁吸片、7-电磁铁、8-电磁铁支架、9-推板、9-1-推板通孔、9-2-推板凸台、9-3-推板凸台、9-4-推板固定座、10-推力弹簧、11-连接管、12-固定压片、13-压紧片、14-压紧片、15-小转轴、16-记忆合金卡箍、17-加热片、18-充气装置、19-折叠气囊。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种太空气囊释放装置，包括气囊、收容机构、端盖锁紧解锁机构、气囊锁紧解锁机构和充气装置，收容机构底部设置有推力弹簧，顶部有端盖；气囊、气囊锁紧解锁机构和充气装置均置于收容机构内。如图1至图5所示，本实施例中收容机构通过筒盖1、筒体2、转轴3、筒底4、推板9和推力弹簧10实现，端盖锁紧解锁机构通过开盖扭簧5、电磁铁吸片6、电磁铁7和电磁铁支架8实现，气囊锁紧解锁机构通过连接管11、固定压片12、压紧片13、压紧片14、小转轴15、记忆合金卡箍16和加热片17实现，气囊通过折叠气囊19实现，此外，本装置还包括充气装置18，充气装置18主要功能是在装置的存储气囊状态，用于气源储气，在装置的释放气囊状态进行放气，进而对气囊充气。

它们之间的连接关系为：

筒盖1和筒体2通过转轴3连接，安装在筒体2的上端，筒盖1可以绕转轴3旋转实现关闭和打开；筒底4安装在筒体2的底端，由螺钉连接；开盖扭簧5套装在转轴3上，并由筒体2上的安装孔2－1和筒盖1安装面1－1固定；筒盖1在开盖后到达定位位置时，由作用于安装面1－1的开盖扭簧5和筒体2上的限位凸台2－2实现锁定；电磁铁吸片6与筒盖1通过螺钉连接；电磁铁支架8通过螺钉与筒体2连接；电磁铁7与电磁铁支架8通过螺钉连接；在装置的存储气囊状态，电磁铁7和电磁铁吸片6吸合，实现筒盖1与筒体2的盖合，在装置的释放气囊状态，电磁铁7与电磁铁吸片6分离，实现筒盖1与筒体2的分离；推板9的推板凸台9－2与推力弹簧10的顶端焊接或者胶接；推力弹簧10的底端与筒底4的筒底凸台4－1焊接或者胶接；固定压片12与推板9的推板凸台9－3之间形成的空间用于固定连接管11；连接管11的一端与充气装置18通过充气管路I连接，充气管路I的两端均固定连接，确保不脱落；压紧片13和压紧片14由固定在推板9的推板固定座9－4上的小转轴15连接，可以实现相对开合；连接折叠气囊19的充气管路II，穿过推板9的推板通孔9－1，与连接管11连接，形成活动接头；在装置的存储气囊状态，压紧片13和压紧片14闭合将充气管路II的活动接头与连接管11压紧在一起，并由记忆合金卡箍16卡住压紧片13和压紧片14形成压紧约束，使充气管路II的活动接头不脱落，在装置的释放气囊状态，连接在记忆合金卡箍16外侧的加热片17工作，产生的热量使记忆合金卡箍16恢复成平直状态，压紧片13和压紧片14的约束解除，进而实现解锁，充气管路II与连接管11相分离；充气装置18放置于筒体2内部与筒体安装孔2－3连接；在装置的存储气囊状态，折叠气囊19放置于推板9和筒盖1以及筒体2内壁围成的空间内。

所述的推力弹簧10两端磨平，在装置的存储气囊状态被推板9的凸台和筒底4的凸台压缩，存储能量，同时通过推板9和对折叠气囊19进行压紧，在装置的释放气囊状态，推力弹簧10释能，为折叠气囊19提供分离的能量。

所述的记忆合金卡箍16初始状态为平直状态，在装置的存储气囊状态，被折弯变形为U型，用于约束两片压紧片，在装置的释放气囊状态，由于加热片17工作使记忆合金恢复成平直状态，进而解除约束。

电磁铁7呈圆柱外形，型号为XDA－50。

记忆合金卡箍16由TiNi合金加工制备。

加热片17为自制电阻丝加热设备。

充气装置18为采购订制品，可以实现储气和放气功能。

本装置的具体工作过程如下：

1)装置完成装配和调试；

2)将抽真空后的折叠气囊19放入筒体2内推板9处，关闭筒盖1并锁紧；

3)将整个释放装置安装固定于指定位置；

4)装置发射，执行装置的存储气囊状态；

5)接到开盖信号后，执行装置的释放气囊状态，电磁铁7与电磁铁吸片6分离，筒盖1打开，同时推板9和推力弹簧10工作，推动折叠气囊向上运动；

5)筒盖1在开盖后到达限位位置时，由作用于安装面1－1的开盖扭簧5和筒体2上的限位凸台2－2实现锁定；

6)气囊带动充气管路II逐渐与推板9远离，待接收充气信号，充气装置18开始放气，气囊充气展开；

7)当充气结束接收到分离信号时，加热片17工作，记忆合金卡箍16恢复成平直状态，压紧片13和压紧片14的约束解除，充气管路II的活动接头在气囊的带动下从连接管11上脱落；

8)释放展开的气囊进行飞行。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (5)

1.一种太空气囊释放装置，其特征在于，包括气囊、收容机构、端盖锁紧解锁机构、气囊锁紧解锁机构和充气装置，收容机构底部固定有推力弹簧，顶部有端盖；气囊、气囊锁紧解锁机构和充气装置均置于收容机构内，气囊被折叠后置于推力弹簧上，气囊的充气管路与充气装置通过软管连接，并通过气囊锁紧解锁机构锁紧软管连接处，闭合端盖并通过端盖锁紧解锁机构锁紧，推力弹簧处于受压状态；

当需要释放气囊时，端盖锁紧解锁机构解锁打开端盖，气囊被推力弹簧弹出收容机构，并启动充气装置对气囊充气，当气囊充气结束后，气囊锁紧解锁机构对软管连接处进行解锁，气囊的充气管路与充气装置分离。

2.如权利要求1所述的一种太空气囊释放装置，其特征在于，端盖锁紧解锁机构包括开盖扭簧、电磁铁吸片和电磁铁；收容机构与其端盖通过轴连接，开盖扭簧套接在该轴上，电磁铁吸片固连在端盖边缘处，电磁铁与电磁铁吸片相对应地固连在收容机构上；气囊处于存储状态时，端盖闭合，电磁铁通电，电磁铁吸片吸附于电磁铁上，当需要释放气囊时，电磁铁断电，电磁铁与电磁铁吸片分离，端盖在开盖扭簧的作用下弹开。

3.如权利要求1所述的一种太空气囊释放装置，其特征在于，收容机构还包括活动推板，活动推板与推力弹簧的上端固定连接，气囊被折叠后置于活动推板上方，充气装置置于活动推板下方，活动推板上设置有通孔，所述软管由此通孔穿过。

4.如权利要求1所述的一种太空气囊释放装置，其特征在于，气囊锁紧解锁机构包括两个压紧片、U型记忆合金卡箍和加热片，两个压紧片的一端通过轴连接，另一端闭合后压紧软管连接处并通过U型记忆合金卡箍固定形成压紧约束，加热片固连在U型记忆合金卡箍外侧，当气囊充气结束后，加热片工作产生热量，U型记忆合金卡箍变为平直状态，进而两个压紧片的约束解除，软管与充气装置分离。

5.如权利要求4所述的一种太空气囊释放装置，其特征在于，U型记忆合金卡箍的材料为TiNi合金。

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