CN109623726A - 一种记忆合金拔销器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于记忆合金丝的拔销器，包括销子（1）、外壳（2）、电连接器端盖（3）、螺钉A（4）、拉盘（5）、弹簧（6）、弹簧套筒（7）、PCB板（8）、绝缘端盖（9）、接插件针（10）、记忆合金丝（11）、螺钉B（12）。该拔销器外形紧凑，使用便捷，兼容性强，可靠性高，能够满足航天解锁机构对拔销器的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种拔销器，特别是一种记忆合金拔销器。
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航天领域已经获得了广泛应用；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。为了解决加热工艺复杂，功耗大，响应时间长，可靠性不高不足的问题，该公司于2016年研制了一款基于记忆合金丝的拔销器，申请号201610607315 .1。该拔销器的易用性较差，拔销器本身对销子的转动自由度与径向平动自由度没有提供足够约束，需要依赖外部设备对上述销子进行约束，方可保证拔销器可靠工作，另外记忆合金丝在装配过程中外露，易受损，并且整体体积较大，没有集成电连接器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于记忆合金丝的拔销器产品，拔销器外壳约束了销子的偏转自由度和径向平动自由度，记忆合金丝在装配过程中置于弹簧套筒内，操作安全方便，在体积小巧的同时，集成了电连接器，提高了易用性与可靠性。
本发明的技术解决方案是：一种记忆合金拔销器，其特征在于销子、外壳、电连接器端盖、螺钉A、拉盘、弹簧、弹簧套筒、PCB板、绝缘端盖、接插件针、记忆合金丝、螺钉B；
所述销子为圆柱状金属件，外轮廓按直径不同分2段，直径较小侧端面中心设有螺纹孔，另一端端面设有内六角沉孔，沉孔中心设有螺纹孔；
所述外壳为圆柱状金属腔体件，外轮廓按直径不同分3段，直径依次递增，直径最小段的端面中心设有圆孔，与第2级台阶交界处设有一对沿圆周方向均匀分布的法兰，法兰上各设有一圆孔，另一端端面设有6个沿圆周均匀分布的螺纹孔，端面中心设有六边形沉孔，六边形沉孔中心设有圆柱形沉孔；
电连接器端盖为圆管状金属件，一端管壁外侧设有法兰，法兰设有6个沿圆周均匀分布的圆通孔，另一端管壁内侧设有凸出键；
螺钉A为标准件；
拉盘为圆柱状非金属腔体件，外壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凸台，一端中心设有圆柱形沉孔，另一端外侧有法兰状结构，“法兰”上设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔，端面中心设有圆柱状台阶，台阶中心设有圆通孔；
弹簧为金属压簧；
弹簧套筒为圆管状非金属件，管壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凹槽，凹槽完全穿透管壁，从一侧端面延伸至中段，另一端外侧设有外轮廓为六边形的台阶，管壁内侧在中段设有圆环状加强筋，管壁设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔；
PCB板为六边形非金属板，设有对称分布的24个圆通孔，设有2组6个圆通孔为一组的金属焊盘，金属焊盘贯通板的两面；
绝缘端盖为一端端面为六边形的非金属块状体，端面中心设有圆柱形沉孔，另一端端面设有圆柱形台阶，圆柱台阶端面设有绕圆柱中心均匀分布的4个圆通孔；
接插件针为圆柱状金属件；
记忆合金丝为钛镍合金丝，钛镍合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金；
螺钉B为标准件；
销子直径较小段与拉盘有台阶一侧的通孔配合，销子的外台阶面与拉盘的台阶端面齐平，通过螺钉A固定在拉盘上，弹簧置于拉盘的圆柱形沉孔内，拉盘的外壁与弹簧套筒的内壁配合，拉盘的导向凸台与弹簧套筒的导向凹槽配合，弹簧两端分别与拉盘沉孔底面以及弹簧套筒的环状加强筋接触，弹簧套筒的外六角端面与PCB板端面接触，记忆合金丝穿过PCB板、弹簧套筒和拉盘上的孔，从拉盘有台阶面的一侧穿出，并从相邻的孔穿回PCB板，记忆合金丝首尾两端均焊接在PCB板的焊盘上，记忆合金丝受到弹簧推力，保持张紧状态，4枚接插件针插在PCB板最靠近中心的4个孔内并焊接在焊盘上，接插件针穿过绝缘端盖上的4个圆通孔，绝缘端盖的六边形端面与PCB板接触，销子的外壁与外壳直径最小段中心的圆孔配合，拉盘、弹簧套筒的圆柱形外壁与外壳的圆柱形沉孔内壁配合，弹簧套筒、PCB板、绝缘端盖的六边形外壁与外壳的六边形沉孔配合，通过螺钉B将电连接器端盖与外壳连接，绝缘端盖的台阶面与电连接器端盖法兰侧端面接触，绝缘端盖的圆柱形台阶外壁与电连接器端盖圆通孔的内表面配合。
本发明的优点在于：
1.本发明的记忆合金拔销器，弹簧位于记忆合金丝最前端与PCB板之间，充分利用了记忆合金丝内部的空间，结构紧凑；
2.集成了电连接器，提高了易用性与可靠性；
3.本发明的记忆合金拔销器，外壳设有法兰，使用便捷；
4.本发明的记忆合金拔销器，销子仅有拔销方向的平动自由度和绕拔销方向的转动自由度不受约束，易用性好，可靠性高；
5.记忆合金丝在装配过程中置于弹簧套筒内，操作安全方便。
附图说明
图1 一种记忆合金拔销器收缩状态外观图；
图2 一种记忆合金拔销器内部结构图；
图3 一种记忆合金拔销器收缩状态剖视图；
图4 记忆合金丝拓扑图。
具体实施方式
如图1、2、3和4所示，一种记忆合金拔销器，其特征在于销子1、外壳2、电连接器端盖3、螺钉A4、拉盘5、弹簧6、弹簧套筒7、PCB板8、绝缘端盖9、接插件针10、记忆合金丝11、螺钉B12；
所述销子1为圆柱状金属件，外轮廓按直径不同分2段，直径较小侧端面中心设有螺纹孔，另一端端面设有内六角沉孔，沉孔中心设有螺纹孔；
所述外壳2为圆柱状金属腔体件，外轮廓按直径不同分3段，直径依次递增，直径最小段的端面中心设有圆孔，与第2级台阶交界处设有一对沿圆周方向均匀分布的法兰，法兰上各设有一圆孔，另一端端面设有6个沿圆周均匀分布的螺纹孔，端面中心设有六边形沉孔，六边形沉孔中心设有圆柱形沉孔；
电连接器端盖3为圆管状金属件，一端管壁外侧设有法兰，法兰设有6个沿圆周均匀分布的圆通孔，另一端管壁内侧设有凸出键；
螺钉A4为标准件；
拉盘5为圆柱状非金属腔体件，外壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凸台，一端中心设有圆柱形沉孔，另一端外侧有法兰状结构，“法兰”上设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔，端面中心设有圆柱状台阶，台阶中心设有圆通孔；
弹簧6为金属压簧；
弹簧套筒7为圆管状非金属件，管壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凹槽，凹槽完全穿透管壁，从一侧端面延伸至中段，另一端外侧设有外轮廓为六边形的台阶，管壁内侧在中段设有圆环状加强筋，管壁设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔；
PCB板8为六边形非金属板，设有对称分布的24个圆通孔，设有2组6个圆通孔为一组的金属焊盘，金属焊盘贯通板的两面；
绝缘端盖9为一端端面为六边形的非金属块状体，端面中心设有圆柱形沉孔，另一端端面设有圆柱形台阶，圆柱台阶端面设有绕圆柱中心均匀分布的4个圆通孔；
接插件针10为圆柱状金属件；
记忆合金丝11为钛镍合金丝，钛镍合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金；
螺钉B12为标准件；
销子1直径较小段与拉盘5有台阶一侧的通孔配合，销子1的外台阶面与拉盘5的台阶端面齐平，通过螺钉A4固定在拉盘5上，弹簧6置于拉盘5的圆柱形沉孔内，拉盘5的外壁与弹簧套筒7的内壁配合，拉盘5的导向凸台与弹簧套筒7的导向凹槽配合，弹簧6两端分别与拉盘5沉孔底面以及弹簧套筒7的环状加强筋接触，弹簧套筒7的外六角端面与PCB板8端面接触，记忆合金丝11穿过PCB板8、弹簧套筒7和拉盘5上的孔，从拉盘5有台阶面的一侧穿出，并从相邻的孔穿回PCB板8，记忆合金丝11首尾两端均焊接在PCB板8上，记忆合金丝11受到弹簧6推力，保持张紧状态，4枚接插件针10插在PCB板8最靠近中心的4个孔内并焊接在焊盘上，接插件针10穿过绝缘端盖9上的4个圆通孔，绝缘端盖9的六边形端面与PCB板8接触，销子1的外壁与外壳2直径最小段中心的圆孔配合，拉盘5、弹簧套筒7的圆柱形外壁与外壳2的圆柱形沉孔内壁配合，弹簧套筒7、PCB板8、绝缘端盖9的六边形外壁与外壳2的六边形沉孔配合，通过螺钉B12将电连接器端盖3与外壳2连接，绝缘端盖9的台阶面与电连接器端盖3法兰侧端面接触，绝缘端盖9的圆柱形台阶外壁与电连接器端盖3圆通孔的内表面配合。
工作过程：
使用前先将销子1拉出到指定位置，使销子1伸出外壳2一段距离，然后将拔销器整体安装在需要拔销器的装置上，销子1置于销孔内，通过接插件针10将两组焊盘分别接入电源正负极，通电，记忆合金丝11导电并迅速升温，引发形状记忆效应，长度缩短，将拉盘5与销子1拉向PCB板8，使销子1从销孔内拔出。
Claims (3)
1.一种记忆合金拔销器，其特征在于销子（1）、外壳（2）、电连接器端盖（3）、螺钉A（4）、拉盘（5）、弹簧（6）、弹簧套筒（7）、PCB板（8）、绝缘端盖（9）、接插件针（10）、记忆合金丝（11）、螺钉B（12）；
所述销子（1）为圆柱状金属件，外轮廓按直径不同分2段，直径较小侧端面中心设有螺纹孔，另一端端面设有内六角沉孔，沉孔中心设有螺纹孔；
所述外壳（2）为圆柱状金属腔体件，外轮廓按直径不同分3段，直径依次递增，直径最小段的端面中心设有圆孔，与第2级台阶交界处设有一对沿圆周方向均匀分布的法兰，法兰上各设有一圆孔，另一端端面设有6个沿圆周均匀分布的螺纹孔，端面中心设有六边形沉孔，六边形沉孔中心设有圆柱形沉孔；
电连接器端盖（3）为圆管状金属件，一端管壁外侧设有法兰，法兰设有6个沿圆周均匀分布的圆通孔，另一端管壁内侧设有凸出键；
螺钉A（4）为标准件；
拉盘（5）为圆柱状非金属腔体件，外壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凸台，一端中心设有圆柱形沉孔，另一端外侧有法兰状结构，“法兰”上设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔，端面中心设有圆柱状台阶，台阶中心设有圆通孔；
弹簧（6）为金属压簧；
弹簧套筒（7）为圆管状非金属件，管壁设有一对沿圆周方向均匀分布的导向凹槽，凹槽完全穿透管壁，从一侧端面延伸至中段，另一端外侧设有外轮廓为六边形的台阶，管壁内侧在中段设有圆环状加强筋，管壁设有沿导向凸台对称分布的8个圆通孔；
PCB板（8）为六边形非金属板，设有对称分布的24个圆通孔，设有2组6个圆通孔为一组的金属焊盘，金属焊盘贯通板的两面；
绝缘端盖（9）为一端端面为六边形的非金属块状体，端面中心设有圆柱形沉孔，另一端端面设有圆柱形台阶，圆柱台阶端面设有绕圆柱中心均匀分布的4个圆通孔；
接插件针（10）为圆柱状金属件；
记忆合金丝（11）为钛镍合金丝，钛镍合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金；
螺钉B（12）为标准件；
销子（1）直径较小段与拉盘（5）有台阶一侧的通孔配合，销子（1）的外台阶面与拉盘（5）的台阶端面齐平，通过螺钉A（4）固定在拉盘（5）上，弹簧（6）置于拉盘（5）的圆柱形沉孔内，拉盘（5）的外壁与弹簧套筒（7）的内壁配合，拉盘（5）的导向凸台与弹簧套筒（7）的导向凹槽配合，弹簧（6）两端分别与拉盘（5）沉孔底面以及弹簧套筒（7）的环状加强筋接触，弹簧套筒（7）的外六角端面与PCB板（8）端面接触，记忆合金丝（11）穿过PCB板（8）、弹簧套筒（7）和拉盘（5）上的孔，从拉盘（5）有台阶面的一侧穿出，并从相邻的孔穿回PCB板（8），记忆合金丝（11）首尾两端均焊接在PCB板（8）上，记忆合金丝（11）受到弹簧（6）推力，保持张紧状态，4枚接插件针（10）插在PCB板（8）最靠近中心的4个孔内并焊接在焊盘上，接插件针（10）穿过绝缘端盖（9）上的4个圆通孔，绝缘端盖（9）的六边形端面与PCB板（8）接触，销子（1）的外壁与外壳（2）直径最小段中心的圆孔配合，拉盘（5）、弹簧套筒（7）的圆柱形外壁与外壳（2）的圆柱形沉孔内壁配合，弹簧套筒（7）、PCB板（8）、绝缘端盖（9）的六边形外壁与外壳（2）的六边形沉孔配合，通过螺钉B（12）将电连接器端盖（3）与外壳（2）连接，绝缘端盖（9）的台阶面与电连接器端盖（3）法兰侧端面接触，绝缘端盖（9）的圆柱形台阶外壁与电连接器端盖（3）圆通孔的内表面配合；
通过接插件针（10）将两组焊盘分别接入电源正负极，通电，记忆合金丝（11）导电并迅速升温，引发形状记忆效应，长度缩短，将拉盘（5）与销子（1）拉向PCB板（8），通电结束后，记忆合金丝（11）冷却，长度恢复初始状态，弹簧（6）推动拉盘（5）与销子（1）复位。
2.根据权利要求1所述的一种记忆合金拔销器，其特征在于弹簧（6）位于记忆合金丝（11）最前端与PCB板（8）之间，设销子（1）伸出的一端为前端。
3.根据权利要求1所述的一种记忆合金拔销器，其特征在于拔销器外壳（2）与销子（1）之间是滑动副配合，使销子（1）只能沿着轴向平动。
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