專利名稱：一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于兩結(jié)構(gòu)間的鎖定與解鎖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及能在指定的工作條件下對(duì) 兩結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固，并在規(guī)定條件下解除鎖定的裝置。
背景技術(shù)：
航天器上一些部件和結(jié)構(gòu)如艙體之間在地面和發(fā)射過程中處于連接狀態(tài)，進(jìn)入軌 道后需要分離已實(shí)現(xiàn)其功能；太陽帆板在發(fā)射狀態(tài)下由于空間的限制和減振的需要處于壓 緊收攏狀態(tài)，抵達(dá)軌道后鎖定裝置解除，帆板展開后進(jìn)入工作狀態(tài)。再如太空大型展開式天 線等，均需要能夠?qū)崿F(xiàn)鎖定和解鎖功能的裝置。當(dāng)衛(wèi)星上攜帶高精度高靈敏儀器時(shí)，需要安 裝低頻隔振系統(tǒng)。低頻隔振系統(tǒng)對(duì)在軌狀態(tài)下的微振動(dòng)具有很好的隔離作用。但自身較為 脆弱。需要使用鎖定解鎖裝置在發(fā)射過程中將儀器牢固可靠的固定，承受發(fā)射過程中惡劣 的過載、振動(dòng)、沖擊環(huán)境，并在達(dá)到軌道后指定的狀態(tài)下解除鎖定將儀器釋放，同時(shí)隔振系 統(tǒng)開始工作。廣泛使用的鎖定解鎖裝置是爆炸螺栓，驅(qū)動(dòng)力為火工品爆炸產(chǎn)生的沖擊力。這種 驅(qū)動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力大、技術(shù)成熟。缺點(diǎn)是對(duì)被連接結(jié)構(gòu)的沖擊大，易產(chǎn)生污染。火工品 一次性使用，不能重置，正樣產(chǎn)品不可進(jìn)行解鎖測(cè)試。近年來，以非火工品如形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置是這一領(lǐng)域的一個(gè)較新 的發(fā)展方向。目前較普遍的形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)鎖定解鎖裝置內(nèi)普遍采用記憶合金絲驅(qū)動(dòng)與 壓緊彈簧配對(duì)使用的技術(shù)方案，如申請(qǐng)?zhí)枮?00810119580. 0的專利中所公開的結(jié)構(gòu)。在這 類結(jié)構(gòu)方案中，鎖定解鎖裝置在鎖定時(shí)，使用彈簧壓緊對(duì)分瓣螺母起限位作用的結(jié)構(gòu)，防止 其解鎖。解鎖時(shí)，記憶合金絲通電加熱直接驅(qū)動(dòng)分瓣螺母的限位結(jié)構(gòu)，解除對(duì)分瓣螺母的約 束。這種驅(qū)動(dòng)與彈簧配對(duì)，記憶合金絲直接驅(qū)動(dòng)的方式在鎖定和解鎖可靠性方面存在一定 的不足。鎖定時(shí)，對(duì)分瓣螺母起限位作用的結(jié)構(gòu)僅被彈簧頂住，而無其他結(jié)構(gòu)對(duì)其限位，裝 置經(jīng)歷振動(dòng)時(shí)，限位結(jié)構(gòu)可能發(fā)生共振并發(fā)生過大的位移，失去對(duì)分瓣螺母的限位作用，進(jìn) 而發(fā)生誤解鎖，鎖定可靠性存在一定的不足。在解鎖過程中，記憶合金絲必須克服很大的彈 簧壓緊力，并行進(jìn)足夠的長(zhǎng)度。記憶合金驅(qū)動(dòng)部分的負(fù)擔(dān)較大，解鎖的可靠性也存在一定的 缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖 裝置，該裝置具有鎖定、解鎖可靠，解鎖沖擊力很小，承載能力強(qiáng)，可快捷的進(jìn)行重置操作， 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提出的一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置，其特征在于，該裝置包括兩端 敞開的圓柱形殼體，分別與殼體兩端相連的殼體底座和殼體頂蓋，殼體底座和殼體頂蓋的 中心均開有通孔；設(shè)置在殼體內(nèi)軸線上的分瓣螺母，套于分瓣螺母外周的套圈，該套圈一端封閉；其特征在于，還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的一級(jí)驅(qū)動(dòng)器、一級(jí)止動(dòng)器、開合器和二級(jí)驅(qū)動(dòng) 器；該一級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括壓縮彈簧，驅(qū)動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)塊為中心帶有一圓桿的圓盤，圓桿穿入 壓縮彈簧內(nèi)；該一級(jí)止動(dòng)器包括具有中心通孔的止動(dòng)器底座，多個(gè)與底座銷連接的止動(dòng)塊；該開合器為帶有中心通孔的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，該一端部的側(cè)面為止動(dòng)面，止動(dòng)面間隔 地開有多個(gè)凹槽；該二級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括中心開有通孔的驅(qū)動(dòng)器底座，與驅(qū)動(dòng)器底座同軸安裝并能轉(zhuǎn)動(dòng) 的驅(qū)動(dòng)盤，緊箍在驅(qū)動(dòng)盤外部的絕緣殼，鑲嵌在驅(qū)動(dòng)器底座內(nèi)的引線座；還包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng) 器底座與驅(qū)動(dòng)盤之間的彈性體，以及盤繞在絕緣殼外側(cè)的形狀記憶合金絲；形狀記憶合金 絲的一端頭固定在絕緣殼上，另一端頭與固定在引線座上，該形狀記憶合金絲的兩個(gè)端頭 分別與電源的兩極相連；其中，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在套圈內(nèi)的封閉端部，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)塊的圓盤與分瓣螺母的 頂端接觸；一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊與套圈封閉端的外表面接觸，一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)器底座與二 級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定在頂蓋內(nèi)并與殼體固定；開合 器一端部的止動(dòng)面或凹槽與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的圓柱面相接觸；開合器的另一端面通過 同步軸與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤固定。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果1、鎖定強(qiáng)度高。鎖定、解鎖可靠，解鎖沖擊力很小。本發(fā)明裝置鎖定時(shí)，分瓣螺母與套圈保持面接觸，能夠承受很大的剪切力。使用形 狀記憶合金做為驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)過程沖擊力小。解鎖消耗的功率小，與航天器搭載電源兼容。2、可便捷的進(jìn)行重置操作。本發(fā)明解鎖過程中所有零件不發(fā)生破壞，可重復(fù)多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正樣產(chǎn)品也能夠 進(jìn)行解鎖測(cè)試。3、采用兩級(jí)驅(qū)動(dòng)，鎖定、解鎖可靠性高。本發(fā)明鎖定時(shí)使用一級(jí)止動(dòng)器阻止解鎖，其運(yùn)動(dòng)方向垂直于一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)方 向，兩者的接觸面與止動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向接近相互垂直，但不致使止動(dòng)結(jié)構(gòu)自鎖。開合器用 于阻止一級(jí)止動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)與一級(jí)止動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，與接觸面也相互 垂直，因而開合器能夠自鎖，配合使用彈性體固定，鎖定解鎖裝置在經(jīng)歷高頻和大量級(jí)振動(dòng) 時(shí)，依然能夠可靠的保持鎖定。螺栓螺母擰緊后，螺母與套圈之間有很大的壓緊力。推動(dòng)套圈時(shí)必須使用很大的 力來克服靜摩擦力。使用有源的驅(qū)動(dòng)器來直接推動(dòng)勢(shì)必需要消耗很大的能量，可靠性難以 得到保證。在本裝置中，有源的二級(jí)驅(qū)動(dòng)器經(jīng)過轉(zhuǎn)換后間接推動(dòng)套圈運(yùn)動(dòng)，僅需要很小的驅(qū) 動(dòng)力就能使裝置解鎖，解鎖的可靠性大幅增強(qiáng)。4、裝置的驅(qū)動(dòng)采用了冗余的設(shè)計(jì)，可靠性大大增強(qiáng)。驅(qū)動(dòng)力與解鎖具有冗余設(shè)計(jì)。兩組記憶合金絲中的任何一組正常工作都能夠驅(qū)動(dòng) 裝置解鎖。
5、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。本發(fā)明可應(yīng)用于航天器各艙體的鎖緊分離，航天器上可展開結(jié)構(gòu)的收攏鎖定和釋 放展開。


圖1為本發(fā)明的鎖定解鎖裝置實(shí)施例外觀立體示意圖；其中(a)為裝置橫向放置 的示意圖，(b)為裝置豎向放置的示意圖；圖2為本實(shí)施例的鎖定解鎖裝置處于鎖定狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)施例的外殼、底座、分瓣螺母、一級(jí)驅(qū)動(dòng)器、套圈的裝配分解示意圖；圖4為本實(shí)施例的一級(jí)止動(dòng)器、開合器、二級(jí)驅(qū)動(dòng)器、頂蓋的裝配分解示意圖；圖5為本實(shí)施例的一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的組成分解示意圖；圖6為本實(shí)施例的分瓣螺母的組成分解示意圖；圖7為本實(shí)施例的一級(jí)止動(dòng)器的組成分解示意圖；圖8為本實(shí)施例的二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的組成分解示意圖；圖9為本實(shí)施例的二級(jí)驅(qū)動(dòng)器與形狀記憶合金絲的組成示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的兩級(jí)驅(qū)動(dòng)高度鎖定解鎖裝置結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下本發(fā)明提出的一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置。兩端敞開的圓柱形殼體，分別 與殼體兩端相連的殼體底座和殼體頂蓋，殼體底座和殼體頂蓋的中心均開有通孔；設(shè)置在 殼體內(nèi)軸線上的分瓣螺母，套于分瓣螺母外周的套圈，該套圈一端封閉；其特征在于，還包 括設(shè)置在殼體內(nèi)的一級(jí)驅(qū)動(dòng)器、一級(jí)止動(dòng)器、開合器和二級(jí)驅(qū)動(dòng)器；該一級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括壓縮彈簧，驅(qū)動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)塊為中心帶有一圓桿的圓盤，圓桿穿入 壓縮彈簧內(nèi)；該一級(jí)止動(dòng)器包括具有中心通孔的止動(dòng)器底座，多個(gè)與底座銷連接的止動(dòng)塊；該開合器為帶有中心通孔的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，該一端部的側(cè)面為止動(dòng)面，止動(dòng)面間隔 地開有多個(gè)凹槽；該二級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括中心開有通孔的驅(qū)動(dòng)器底座，與驅(qū)動(dòng)器底座同軸安裝并能轉(zhuǎn)動(dòng) 的驅(qū)動(dòng)盤，緊箍在驅(qū)動(dòng)盤外部的絕緣殼，鑲嵌在驅(qū)動(dòng)器底座內(nèi)的引線座；還包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng) 器底座與驅(qū)動(dòng)盤之間的彈性體，以及盤繞在絕緣殼外側(cè)的形狀記憶合金絲；形狀記憶合金 絲的一端頭固定在絕緣殼上，另一端頭與固定在引線座上，該形狀記憶合金絲的兩個(gè)端頭 分別與電源的兩極相連。其中一級(jí)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在套圈內(nèi)的封閉端部，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)塊的圓盤與分瓣螺母的 頂端接觸(沒有導(dǎo)向塊的一端)；—級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊與套圈封閉端的外表面接觸，一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)器底座與二 級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定在殼體頂蓋內(nèi)并與殼體固定； 開合器一端部的止動(dòng)面或凹槽與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的圓柱面相接觸；開合器的另一端面 通過同步軸與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤固定。
5
上述套圈的封閉端可為中心帶有凸起的圓錐面，凸起部為中空，用于放置一級(jí)驅(qū) 動(dòng)器，圓錐面呈中心低邊緣高，圓錐面的張角為150-170度。上述分瓣螺母的每瓣的另一個(gè)端面上可有突起的導(dǎo)向塊，各瓣兩兩之間放置有彈 性體；分瓣螺母的每瓣螺母的兩個(gè)側(cè)面開有沉孔，用于放置彈性體；該分瓣螺母的導(dǎo)向塊 嵌入到殼體底座內(nèi)，使分瓣螺母每瓣只能沿徑向移動(dòng)；上述一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的初始運(yùn)動(dòng)方向垂直于套圈的運(yùn)動(dòng)方向，兩者的接觸面 與止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)方向接近相互垂直，但不致使止動(dòng)塊自鎖，該角度在75 83度之間。開合 器用于阻止一級(jí)止動(dòng)器中止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)方向相 互垂直，與接觸面也相互垂直，使開合器能夠自鎖。本發(fā)明的兩級(jí)冗余鎖定解鎖裝置實(shí)施例如圖1-圖4所示。如圖1所示，本實(shí)施例 的兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)鎖定解鎖裝置包括殼體1，殼體底座2，殼體頂蓋3，殼體為兩端敞開的圓柱 形，殼體底座開有通孔；其中殼體殼體1側(cè)壁開有對(duì)稱的兩個(gè)復(fù)位孔1-1 (圖1)，殼體1 一 端使用螺釘81與殼體底座2固定，殼體底座2在殼體一側(cè)開有導(dǎo)向槽2-1 (圖3)，殼體底座 2還具有與連接結(jié)構(gòu)(圖中未示出)固定用的安裝孔2-2 (圖1)。殼體1內(nèi)的軸線上安裝 有分瓣螺母12，分瓣螺母12大體呈圓臺(tái)形，大端面上具有凸起的導(dǎo)向塊12-1，導(dǎo)向塊12-1 嵌在殼體底座導(dǎo)向槽2-1內(nèi)(圖3)。分瓣螺母12的圓錐面與殼體1內(nèi)壁之間有套圈11， 該套圈一端封閉；套圈11內(nèi)壁開有套圈環(huán)槽11-1，套圈外壁開有復(fù)位凹槽11-2。套圈的 封閉端為中心帶有凸起的圓錐面，凸起部中空，用于放置一級(jí)驅(qū)動(dòng)器，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在套 圈內(nèi)的封閉端部，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)塊的圓盤與分瓣螺母的另一端接觸(沒有導(dǎo)向塊的一 端)；圓錐面呈中心低邊緣高，圓錐面的張角為150-170度。如圖3所示，分瓣螺母12小端 與套圈11之間的中軸上放置一級(jí)驅(qū)動(dòng)器14 ；殼體1的另一端通過螺釘84固定有二級(jí)驅(qū)動(dòng) 器22，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22面向殼體的一側(cè)通過螺釘82固定有一級(jí)止動(dòng)器17，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22另 一側(cè)通過螺釘85安裝殼體頂蓋3，殼體頂蓋3中心開有圓孔3-2。本實(shí)施例裝置還包括開合 器21，開合器21為階梯圓柱體，其上大圓柱端側(cè)面有止動(dòng)面21-1和解鎖凹槽21-2。開合 器21的小端中心有矩形連接孔21-3。同步軸30 —端截面為矩形，另一端有六邊頭30-1， 其矩形端穿過二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22、軸承31和開合器21并用螺釘83固定。開合器用于阻止一級(jí) 止動(dòng)器中止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，與接觸 面也相互垂直，使開合器能夠自鎖。殼體頂蓋3使用螺釘85固定在二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22上，殼體 頂蓋3兩側(cè)對(duì)稱位置分別開有引線孔3-1。本實(shí)施例中一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)成如圖5所示，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器14包括壓縮彈簧15，驅(qū)動(dòng) 塊16，驅(qū)動(dòng)塊為中心帶有一圓桿的圓盤，剖面為倒“T”形，圓盤頂在分瓣螺母小端面上，圓 桿穿入壓縮彈簧15內(nèi)。本實(shí)施例中分瓣螺母的構(gòu)成如圖6所示，分瓣螺母由一個(gè)螺母分割而成，視具體 需要分為三瓣、四瓣或其他瓣數(shù)。分瓣螺母12的每瓣大端面上有突起的導(dǎo)向塊12-1，分瓣 螺母12外圓有螺母環(huán)槽12-3，每瓣螺母的兩個(gè)側(cè)面開有沉孔12-2，各瓣兩兩之間放置有壓 簧13 ；該分瓣螺母的導(dǎo)向塊嵌入到殼體底座內(nèi)，使分瓣螺母每瓣只能沿徑向移動(dòng)。本實(shí)施例中一級(jí)止動(dòng)器的構(gòu)成如圖7所示，一級(jí)止動(dòng)器17包括具有中心通孔的止 動(dòng)器底座18，三個(gè)、四個(gè)或多個(gè)止動(dòng)塊19以及用于固定止動(dòng)塊與止動(dòng)器底座的銷軸20，止 動(dòng)塊18與套圈11接觸的一端為球頭。一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的初始運(yùn)動(dòng)方向垂直于套圈的運(yùn)動(dòng)方向接近相互垂直，但不致使止動(dòng)塊自鎖，該角度 在75 83度之間。一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊與套圈封閉端的錐面，一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)器底座 與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座23固定，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22的驅(qū)動(dòng)器底座固定在頂蓋3內(nèi)并與殼 體固定；開合器21為帶有中心通孔的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，該一端部的側(cè)面為止動(dòng)面21-1，止動(dòng)面 21-1間隔地開有多個(gè)凹槽21-2 ；開合器21 —端部的止動(dòng)面21-1或凹槽21_2與一級(jí)止動(dòng) 器17的止動(dòng)塊19的圓柱面相接觸；開合器21的另一端面通過同步軸與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22的 驅(qū)動(dòng)盤24固定。本實(shí)施例中二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)成如圖8和圖9所示，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22包括中心開有通 孔的驅(qū)動(dòng)器座23，與驅(qū)動(dòng)器底座同軸安裝并能轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)盤24，緊箍在驅(qū)動(dòng)器盤上外部的 盤殼25，兩個(gè)對(duì)稱鑲嵌在驅(qū)動(dòng)器座引線槽23-2內(nèi)的引線座26，引線座26上開有小孔26_1。 二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22還包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器底座與驅(qū)動(dòng)盤之間的扭簧27，其一端插入驅(qū)動(dòng)器座23 上的扭簧安裝孔23-1內(nèi)，另一端插入驅(qū)動(dòng)盤24上的扭簧孔24-2內(nèi)。二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22還包括 盤繞在盤殼25外側(cè)壁螺旋導(dǎo)槽25-1內(nèi)的兩條形狀記憶合金絲28。形狀記憶合金絲28 — 端穿過并固定在引線座26的一個(gè)小孔內(nèi)，中間段螺旋盤繞在盤殼螺旋導(dǎo)槽25-1內(nèi)，再自盤 殼頂面線孔25-2穿出并用彈性開口箍29緊箍在盤殼突臺(tái)25-3上，繼續(xù)從引線座26的另 一個(gè)小孔穿出。形狀記憶合金絲28的兩端穿過殼體頂蓋3的引線孔3-1分別與電源(圖 中未示出)兩極相連。本裝置的工作原理為當(dāng)各組成部分處于圖2所示相對(duì)位置時(shí)，裝置處于鎖定狀 態(tài)。在此狀態(tài)下，套圈11箍緊住分瓣螺母12，使多瓣螺母合成一個(gè)完整的螺母。螺栓穿過 被連接的結(jié)構(gòu)(圖中未顯示)并擰入螺母，對(duì)連接結(jié)構(gòu)起到緊固作用。分瓣螺母12有膨脹 的趨勢(shì)，向外緊壓在套圈11的內(nèi)壁上。一級(jí)驅(qū)動(dòng)器壓縮彈簧15處于緊壓狀態(tài)。解鎖時(shí)，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器14中的壓縮彈簧15推動(dòng)套圈11向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到一定的位 置時(shí)，分瓣螺母12大端進(jìn)入套圈環(huán)槽11-1內(nèi)，為螺母提供徑向張開的空間。分瓣螺母12 失去徑向束縛后，被內(nèi)置的壓簧13推開。螺紋副失去作用，解除對(duì)螺栓的緊固。螺栓再被 其他蓄能彈性體(圖中為顯示)拉出，完成對(duì)被連接結(jié)構(gòu)的解鎖。本實(shí)施例各部件結(jié)構(gòu)及功能詳細(xì)描述如下殼體1的內(nèi)壁和套圈11的外壁為圓錐面，相互契合。套圈11的內(nèi)壁和分瓣螺母 12的外側(cè)壁是相互契合的圓錐面。螺栓擰緊后，分瓣螺母12有膨脹的趨勢(shì)，對(duì)套圈內(nèi)壁產(chǎn) 生很大的正壓力，圓錐角小于自鎖角。同時(shí)，各圓錐面需要進(jìn)行精加工，保證錐面足夠光滑， 減小套圈11向上運(yùn)動(dòng)的摩擦力。殼體1、套圈11、分瓣螺母12應(yīng)使用不同材料制造，防止 發(fā)生互研現(xiàn)象導(dǎo)致裝置卡死。分瓣螺母12的每一瓣的兩個(gè)側(cè)邊上都有沉孔12-4，用于容納 壓簧13。分瓣螺母12合攏時(shí)，壓簧13被壓縮而蓄能。分瓣螺母12底部有導(dǎo)向塊12-1，在 底座2上有與之對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向槽2-1。導(dǎo)向槽2-1在解鎖時(shí)，引導(dǎo)分瓣螺母12沿徑向張開，在 重置恢復(fù)時(shí)，引導(dǎo)分瓣螺母12沿徑向往中心合攏。分瓣螺母的導(dǎo)向塊12-1與底座導(dǎo)向槽 2-1的另一個(gè)重要作用是在擰緊螺栓時(shí)，防止螺母跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。套圈11與分瓣螺母之間有一 級(jí)驅(qū)動(dòng)器14，驅(qū)動(dòng)器14的壓縮彈簧15提供套圈11向上運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。在鎖定狀態(tài)下，一 級(jí)驅(qū)動(dòng)器中的壓縮彈簧15處于壓緊蓄能狀態(tài)。鎖定狀態(tài)下，套圈11向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)被一級(jí)止動(dòng)器14中的止動(dòng)塊19阻止，止動(dòng) 塊19通過銷軸20與止動(dòng)器底座18鉸接。止動(dòng)器底座18使用螺釘82固定在中間座18上。套圈11與止動(dòng)塊19的接觸面為錐面，止動(dòng)塊19端部為球頭。止動(dòng)塊19有向內(nèi)翻轉(zhuǎn)的趨 勢(shì)，止動(dòng)塊19的運(yùn)動(dòng)被開合器21的止動(dòng)面21-1阻止。開合器21與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器22經(jīng)同步 軸30連接和螺釘83固定后，開合器21與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤24的同步旋轉(zhuǎn)。開合器21 與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器底座23之間安裝軸承23以減小轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力。驅(qū)動(dòng)盤24與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器底座 23之間安裝一個(gè)剛度較低的扭簧27。扭簧27能夠防止裝置在經(jīng)受振動(dòng)時(shí)高頻彈性波使驅(qū) 動(dòng)盤24轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生誤解鎖。盤殼25緊箍在驅(qū)動(dòng)盤24外部。形狀記憶合金絲28—端穿過并固定在引線座26 的一個(gè)小孔內(nèi)，中間段螺旋盤繞在盤殼螺旋導(dǎo)槽25-1內(nèi)，再自盤殼頂面線孔25-2穿出并用 彈性開口箍29緊箍在盤殼突臺(tái)25-3上，繼續(xù)從引線座26的另一個(gè)小孔穿出。形狀記憶合 金絲28的兩端穿過殼體頂蓋3的引線孔3-1分別與電源(圖中未示出)兩極相連。形狀記 憶合金絲28能夠?qū)щ?，因此與合金絲接觸和固定的各零件必須具有良好的絕緣性。因此， 盤殼25、引線座26需要使用絕緣材料制造，如陶瓷、聚四氟乙烯、尼龍等。裝置頂端安裝殼體頂蓋3，保護(hù)裝置內(nèi)零件。殼體頂蓋3側(cè)面開引線孔3-1供引出 接線端，殼體頂蓋頂端開孔3-2露出同步軸頂端的六角頭30-1。殼體頂蓋用螺釘85固定在 一級(jí)驅(qū)動(dòng)器座23上。裝置解鎖時(shí)，記憶合金絲28通電，溫度迅速升高，達(dá)到相變溫度后開始收縮。兩組 記憶合金絲28盤繞在盤殼25上，合金絲28收縮時(shí)帶動(dòng)盤殼25、驅(qū)動(dòng)盤24和開合器21轉(zhuǎn) 動(dòng)。開合器21轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，其上的解鎖凹槽21-2到達(dá)止動(dòng)塊19后，止動(dòng)塊19向內(nèi)翻轉(zhuǎn)。 套圈11被壓縮彈簧15推動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到一定的位置時(shí)，分瓣螺母12大端進(jìn)入套圈環(huán) 槽11-1內(nèi)，徑向約束被解除。分瓣螺母12在壓簧13的推動(dòng)下張開，螺紋副失效，解除對(duì)螺 栓的鎖定。形狀記憶合金絲28的盤繞圈數(shù)需要進(jìn)行核算，以確保合金絲能夠產(chǎn)生足夠的收 縮距離。記憶合金絲有兩組并分別通電，其中任何一組正常工作都能夠驅(qū)動(dòng)裝置解鎖。本 鎖定解鎖裝置的形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)也可換用其他的驅(qū)動(dòng)方式，如記憶合金彈簧驅(qū)動(dòng)、馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)、電磁體驅(qū)動(dòng)等。待形狀記憶合金24冷卻，裝置進(jìn)行復(fù)位操作時(shí)，使用工具(圖中未顯示)穿過殼 體1側(cè)面的復(fù)位孔1-1，卡在套圈11的復(fù)位凹槽11-2內(nèi)，推動(dòng)套圈11向下運(yùn)動(dòng)。在圓錐面 的引導(dǎo)下螺母各瓣向中心合攏使壓簧13壓縮并重新組成完整的螺母，同時(shí)，壓縮彈簧15也 被壓緊。使用扳手(圖中未顯示)反向旋轉(zhuǎn)(解鎖時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?同步軸30頂端 的六角頭30-1，帶動(dòng)開合器21反向旋轉(zhuǎn)。止動(dòng)塊19經(jīng)凹槽21-2的引導(dǎo)向外側(cè)翻轉(zhuǎn)，直至 頂住套圈11，同時(shí)開合器止動(dòng)面21-1與止動(dòng)塊19的側(cè)面接觸，阻擋止動(dòng)塊19的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置，其特征在于，該裝置包括兩端敞開的圓柱形殼體，分別與殼體兩端相連的殼體底座和殼體頂蓋，殼體底座中心開有通孔；設(shè)置在殼體內(nèi)位于軸線上的分瓣螺母，套于分瓣螺母外周的套圈，該套圈一端封閉；其特征在于，還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的一級(jí)驅(qū)動(dòng)器、一級(jí)止動(dòng)器、開合器和二級(jí)驅(qū)動(dòng)器；該一級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括壓縮彈簧，驅(qū)動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)塊為中心帶有一圓桿的圓盤，圓桿穿入壓縮彈簧內(nèi)；該一級(jí)止動(dòng)器包括具有中心通孔的止動(dòng)器底座，多個(gè)與底座銷連接的止動(dòng)塊；該開合器為帶有中心通孔的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，該一端部的側(cè)面為止動(dòng)面，止動(dòng)面間隔地開有多個(gè)凹槽；該二級(jí)驅(qū)動(dòng)器包括中心開有通孔的驅(qū)動(dòng)器底座，與驅(qū)動(dòng)器底座同軸安裝并能轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)盤，緊箍在驅(qū)動(dòng)盤外部的絕緣殼，鑲嵌在驅(qū)動(dòng)器底座內(nèi)的引線座；還包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器底座與驅(qū)動(dòng)盤之間的彈性體，以及盤繞在絕緣殼外側(cè)的形狀記憶合金絲；形狀記憶合金絲的一端頭固定在絕緣殼上，另一端頭與固定在引線座上，該形狀記憶合金絲的兩個(gè)端頭分別與電源的兩極相連；其中，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在套圈內(nèi)的封閉端部，一級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)塊的圓盤與分瓣螺母的頂端接觸；一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊與套圈封閉端的錐面接觸，一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)器底座與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定，二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器底座固定在殼體頂蓋內(nèi)并與殼體固定；開合器一端部的止動(dòng)面或凹槽與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的圓柱面相接觸；開合器的另一端面通過同步軸與二級(jí)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤固定。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述套圈的封閉端為中心帶有凸起的圓錐 面，凸起部為中空，用于放置一級(jí)驅(qū)動(dòng)器，圓錐面呈中心低邊緣高，圓錐面的張角為150-170 度。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述分瓣螺母的每瓣的另一個(gè)端面上有突 起的導(dǎo)向塊，該分瓣螺母的導(dǎo)向塊嵌入到殼體底座內(nèi)，使分瓣螺母每瓣只能沿徑向移動(dòng)；各 瓣兩兩之間放置有彈性體；分瓣螺母的每瓣螺母的兩個(gè)側(cè)面開有沉孔，用于放置彈性體。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊的初始運(yùn)動(dòng)方向 垂直于套圈的運(yùn)動(dòng)方向，兩者的接觸面與止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)方向接近相互垂直，但不致使止動(dòng) 塊自鎖。開合器用于阻止一級(jí)止動(dòng)器中止動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與一級(jí)止動(dòng)器的止動(dòng)塊 的運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，與接觸面也相互垂直，使開合器能夠自鎖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兩級(jí)冗余驅(qū)動(dòng)的鎖定解鎖裝置，屬于兩結(jié)構(gòu)間的鎖定與解鎖技術(shù)領(lǐng)域；其特征在于，該裝置包括兩端敞開的圓柱形殼體，分別與殼體兩端相連的殼體底座和殼體頂蓋，殼體底座和殼體頂蓋的中心均開有通孔；設(shè)置在殼體內(nèi)軸線上的分瓣螺母，套于分瓣螺母12外周的套圈11，該套圈一端封閉；其特征在于，還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的一級(jí)驅(qū)動(dòng)器、一級(jí)止動(dòng)器、開合器和二級(jí)驅(qū)動(dòng)器；本發(fā)明裝置具有鎖定、解鎖可靠，解鎖沖擊力很小，承載能力強(qiáng)，可快捷的進(jìn)行重置操作，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。安裝接口多樣等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B64G1/64GK101913436SQ201010246318
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者關(guān)新, 梁魯, 王光遠(yuǎn), 鄭鋼鐵 申請(qǐng)人:鄭鋼鐵;梁魯