一種卡槽式可控解鎖裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件和驅(qū)動被分離部件產(chǎn)生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體和設(shè)置于容納缸體中的解鎖驅(qū)動裝置，所述的解鎖驅(qū)動裝置主要形狀記憶合金彈簧和卡扣、卡槽結(jié)構(gòu)組成。本實用新型采用可逆、可重復(fù)工作的形狀記憶合金彈簧驅(qū)動卡扣，驅(qū)動卡扣運動從而控制被分離部件的自鎖與解鎖，能夠在多種工況下迅速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)被分離部件與分離部件分離。同時該解鎖裝置結(jié)構(gòu)簡單、運動靈活、使用維護方便、可循環(huán)多次利用、無污染，提高了解鎖裝置的可靠性、穩(wěn)定性及使用壽命，推進了航天器的發(fā)展。
【專利說明】一種卡槽式可控解鎖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種可控解鎖裝置，尤其是一種采用形狀記憶合金驅(qū)動的可控解鎖裝置，屬于機械工程與智能材料應(yīng)用學(xué)科領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]航天領(lǐng)域常需要采用一些解鎖裝置來控制航天器內(nèi)部機構(gòu)的分離，在分離過程中解鎖裝置性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到航天器飛行任務(wù)的成敗。因此應(yīng)用于航天領(lǐng)域的解鎖裝置分離之前必須要確保被分離部件與分離部件之間的連接可靠且處于一種自鎖狀態(tài)；在分離時，要保證被分離部件與分離部件的可靠分離，并確保分離過程中或分離之后不影響航天結(jié)構(gòu)的后續(xù)工作?，F(xiàn)有技術(shù)中常采用的解鎖裝置多以爆炸解鎖方式為主，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種削弱槽式爆炸螺栓，主要由導(dǎo)爆索11、螺栓體12、炸藥13、第一被連接件14、削弱槽15、第二被連接件16構(gòu)成，當(dāng)導(dǎo)爆索11獲得激勵信號引爆螺栓體12內(nèi)部的炸藥13，被引爆的炸藥13產(chǎn)生的內(nèi)能使螺栓體12的內(nèi)部壓力升高，迫使螺栓體12在削弱槽15處斷裂，從而實現(xiàn)第一被連接件14與第二被連接件16的分離。該種結(jié)構(gòu)的解鎖裝置在爆炸時產(chǎn)生的爆炸產(chǎn)物會從分離面溢出，而且爆炸會產(chǎn)生碎片，對周圍的設(shè)備或環(huán)境造成一定程度的污染，嚴(yán)重的有可能會影響到航天器的后續(xù)工作，其次現(xiàn)有技術(shù)中的該種解鎖方式為一次性機構(gòu)不能重復(fù)多次利用，造成不必要的能源浪費及阻礙了航天器的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于形狀記憶合金材料的可控解鎖裝置，該可控裝置利用卡扣結(jié)構(gòu)并結(jié)合形狀記憶合金彈簧的性能實現(xiàn)裝置的可控解鎖。
[0005]技術(shù)方案
[0006]為了解決上述的技術(shù)問題，本實用新型的卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件和驅(qū)動被分離部件產(chǎn)生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體和設(shè)置于容納缸體中的解鎖驅(qū)動裝置，所述的容納缸體由分隔的第一缸體和第二缸體組成，所述的第一缸體和第二缸體之間設(shè)有一通孔；所述的解鎖驅(qū)動裝置包括設(shè)置于通孔中的卡扣、設(shè)置于第一缸體中的預(yù)緊彈簧和設(shè)置于第二缸體中的形狀記憶合金彈簧，其中，所述的卡扣朝向第一缸體的第一施力面設(shè)有第一導(dǎo)向斜面和第一止滑面，所述卡扣朝向第二缸體的第二施力面止擋形狀記憶合金彈簧的第一端，形狀記憶合金彈簧的第二端受用于封閉第二缸體的蓋板止擋；所述預(yù)緊彈簧的遠離分離部件的一端受第一缸體內(nèi)壁止擋；所述被分離部件朝向第二缸體的表面設(shè)有一卡槽，所述的卡槽外表面由第二導(dǎo)向斜面和第二止滑面構(gòu)成，所述的卡扣的第一止滑面與卡槽的第二止滑面相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧套設(shè)于加熱導(dǎo)柱上，所述的加熱導(dǎo)柱用于加熱形狀記憶合金彈簧使其產(chǎn)生形變。
[0007]更進一步地，所述的加熱導(dǎo)柱底端固定于蓋板上，其內(nèi)部設(shè)有一組加熱裝置，加熱裝置通過導(dǎo)線與外部控制電路連接。一般地，所述的加熱導(dǎo)柱底端開設(shè)多個螺紋孔，通過螺栓將加熱導(dǎo)柱整體固定的蓋板上。所述的加熱導(dǎo)柱一般由易導(dǎo)熱且耐高溫的金屬材料或高分子材料制成。
[0008]所述的形狀記憶合金彈簧受熱超過預(yù)定溫度時，沿自身長度方向發(fā)生縮短變形，當(dāng)溫度降低時能夠恢復(fù)到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環(huán)工作。
[0009]本實用新型的可控解鎖裝置中，所述的被分離部件在外力作用下裝配于第一缸體中，當(dāng)被分離部件運動到一定位置，所述的被分離部件上卡槽的第二止滑面與卡扣的第一止滑面相接觸，此時卡扣自鎖于卡槽，實現(xiàn)將被分離部件自鎖于容納缸體，其中所述的預(yù)緊彈簧受到所述的分離部件的外壓力作用而處于壓縮狀態(tài)。
[0010]加熱導(dǎo)柱中的加熱裝置對導(dǎo)柱進行加熱，所述的套裝于導(dǎo)柱的形狀記憶合金彈簧受熱，當(dāng)溫度超過一定值時，形狀記憶合金彈簧沿自身長度方向發(fā)生縮短變形，變形后的形狀記憶合金彈簧帶動固定于其頂部的卡扣，迫使卡扣與卡槽相脫離，被分離部件處于解鎖狀態(tài)，而處于預(yù)緊狀態(tài)的預(yù)緊彈簧推動分離部件向外運動，從而實現(xiàn)被分離部件與容納缸體的分離。為保證順利解鎖，所述的預(yù)緊彈簧產(chǎn)生的預(yù)緊力大于解鎖狀態(tài)時被分離部件向外運動所需的彈射力。
[0011]有益效果
[0012]本實用新型采用可逆、可重復(fù)工作的形狀記憶合金彈簧驅(qū)動卡扣，驅(qū)動卡扣運動從而控制被分離部件的自鎖與解鎖，能夠在多種工況下迅速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)被分離部件與分離部件分離。同時該解鎖裝置結(jié)構(gòu)簡單、運動靈活、使用維護方便、可循環(huán)多次利用、無污染，提高了解鎖裝置的可靠性、穩(wěn)定性及使用壽命，推進了航天器的發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種解鎖裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2 Ca)為本實用新型可控解鎖裝置形狀記憶合金彈簧受熱前狀態(tài)示意圖；(b)為本實用新型可控解鎖裝置形狀記憶合金彈簧受熱時狀態(tài)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型可控解鎖裝置被分離部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型可控解鎖裝置彈性卡扣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實用新型可控解鎖裝置加熱導(dǎo)柱工作示意圖；
[0018]圖6為本實用新型可控解鎖裝置缸體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本實用新型可控解鎖裝置初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8為本實用新型可控解鎖裝置自鎖狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9為本實用新型可控解鎖裝置解鎖狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行進一步說明。
[0023]如圖3、圖4、圖6和圖7所示，本實施例的卡槽式可控解鎖裝置包括被分離部件71和驅(qū)動被分離部件71產(chǎn)生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體72和設(shè)置于容納缸體72中的解鎖驅(qū)動裝置，所述的容納缸體72由分隔的第一缸體61和第二缸體64組成，所述的第一缸體61和第二缸體64之間設(shè)有一通孔63 ;所述的解鎖驅(qū)動裝置包括設(shè)置于通孔63中的卡扣73、設(shè)置于第一缸體61中的預(yù)緊彈簧74和設(shè)置于第二缸體64中的形狀記憶合金彈簧75,其中,所述的卡扣73朝向第一缸體61的第一施力面41設(shè)有第一導(dǎo)向斜面42和第一止滑面44，所述卡扣73朝向第二缸體64的第二施力面43止擋形狀記憶合金彈簧75的第一端，形狀記憶合金彈簧75的第二端受用于封閉第二缸體64的蓋板77止擋；所述預(yù)緊彈簧75的遠離被分離部件71的一端受第一缸體61內(nèi)壁止擋；所述被分離部件71朝向第二缸體64的表面33設(shè)有一卡槽35，所述的卡槽35外表面由第二導(dǎo)向斜面36和第二止滑面34構(gòu)成，所述的卡扣73的第一止滑面44與卡槽的第二止滑面34相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧75套設(shè)于加熱導(dǎo)柱76上，所述的加熱導(dǎo)柱76用于加熱形狀記憶合金彈簧75使其產(chǎn)生形變。所述的蓋板77通過螺栓78固定于容納缸體72的外表面65設(shè)有的螺紋孔66中。
[0024]如圖2所示，所述的形狀記憶合金彈簧75受熱超過預(yù)定溫度時，沿自身長度方向發(fā)生縮短變形，當(dāng)溫度降低時能夠恢復(fù)到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環(huán)工作；形狀記憶合金彈簧75以絲狀形狀記憶合金材料為基體材料，通過特殊工藝定型加工制作，然后截去兩端用于固定的部分，最終得到形狀記憶合金彈簧成品。當(dāng)裝置處于自鎖狀態(tài)時，其第一端21固定在卡扣73的施力面，第二端22固定在蓋板77上；將裝置處于解鎖狀態(tài)時，形狀記憶合金彈簧75縮短變形，其第一端21帶動卡扣73運動，使卡扣73與卡槽35分離，使被分離部件71處于解鎖狀態(tài)。
[0025]如圖5、圖7所示，加熱導(dǎo)柱76底端固定于蓋板77上，其內(nèi)部設(shè)有一組加熱裝置52，加熱裝置52通過外接導(dǎo)線55與外部控制電路57連接。外部電路57由中控器、開關(guān)、溫度傳感器、溫度控制器、開關(guān)組成。
[0026]如圖7、圖8和圖9所示，在被分離部件71的左表面31上施加一外力，被分離部件71在外力作用下沿第一缸體61的第一內(nèi)表面62運動，當(dāng)卡槽35的第二導(dǎo)向斜面36運動至卡扣73的第一導(dǎo)向斜面42時，卡槽35對卡扣73施加一作用力，卡扣73在該作用力的作用下運動，隨著卡槽35運動的繼續(xù)，當(dāng)卡槽35的第二止滑面34運動到卡扣73的第一止滑面44，第二止滑面34與第一止滑面44相配合自鎖，卡扣73對被分離部件71運動產(chǎn)生一阻力作用，從而將被分離部件71自鎖于容納缸體72，其自鎖狀態(tài)如圖8所示。
[0027]當(dāng)給外部控制電路57施加一激勵信號，外部控制電路57進入工作狀態(tài)控制加熱裝置52對加熱導(dǎo)柱76加熱，套裝于加熱導(dǎo)柱76的形狀記憶合金彈簧75受熱，當(dāng)溫度超過一定的值，形狀記憶合金彈簧75沿其自身長度方向發(fā)生縮短變形，縮短后的形狀記憶合金彈簧75帶動固定于其第一端21的卡扣73，迫使卡扣73與卡槽35相脫離，使被分離部件71處于解鎖狀態(tài)，此時處于預(yù)緊壓縮狀態(tài)的預(yù)緊彈簧74推動被分離部件71在向外運動，完成被分離部件71與缸體72的分離，其解鎖狀態(tài)如圖9所示。當(dāng)分離過程完成后，溫度控制器向外部控制電路57發(fā)生一脈沖信號，使外部控制電路57停止工作，形狀記憶合金彈簧75逐漸恢復(fù)其初始形狀，進入下一個工作周期的準(zhǔn)備狀態(tài)，從而實現(xiàn)解鎖裝置的可逆循環(huán)工作。
【權(quán)利要求】
1.一種卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件(71)和驅(qū)動被分離部件(71)產(chǎn)生位移的解鎖裝置，其特征在于，所述的解鎖裝置包括一容納缸體(72)和設(shè)置于容納缸體(72)中的解鎖驅(qū)動裝置，所述的容納缸體(72)由分隔的第一缸體(61)和第二缸體(64)組成，所述的第一缸體(61)和第二缸體(64)之間設(shè)有一通孔(63);所述的解鎖驅(qū)動裝置包括設(shè)置于通孔(63)中的卡扣(73)、設(shè)置于第一缸體(61)中的預(yù)緊彈簧(74)和設(shè)置于第二缸體(64)中的形狀記憶合金彈簧(75)，其中，所述的卡扣(73)朝向第一缸體(61)的第一施力面(41)設(shè)有第一導(dǎo)向斜面(42)和第一止滑面(44)，所述卡扣(73)朝向第二缸體(64)的第二施力面(43)止擋形狀記憶合金彈簧(75)的第一端，形狀記憶合金彈簧(75)的第二端受用于封閉第二缸體(64)的蓋板(77)止擋；所述預(yù)緊彈簧(75)的遠離分離部件(71)的一端受第一缸體(61)內(nèi)壁止擋；所述被分離部件(71)朝向第二缸體(64)的表面(33)設(shè)有一卡槽(35)，所述的卡槽(35)外表面由第二導(dǎo)向斜面(36)和第二止滑面(34)構(gòu)成，所述的卡扣(73)的第一止滑面(44)與卡槽的第二止滑面(34)相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧(75)套設(shè)于加熱導(dǎo)柱(76)上，所述的加熱導(dǎo)柱(76)用于加熱形狀記憶合金彈簧(75)使其產(chǎn)生形變。
2.如權(quán)利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，所述的加熱導(dǎo)柱(76)底端固定于蓋板(77)上，其內(nèi)部設(shè)有一組加熱裝置(52)，加熱裝置(52)通過外接導(dǎo)線(55)與外部控制電路(57)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于:所述的形狀記憶合金彈簧(75)受熱超過預(yù)定溫度時，沿自身長度方向發(fā)生縮短變形，當(dāng)溫度降低時能夠恢復(fù)到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環(huán)工作。
4.如權(quán)利要求2所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，外部電路(57)由中控器、開關(guān)、溫度傳感器、溫度控制器和開關(guān)組成。
5.如權(quán)利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，所述的加熱導(dǎo)柱(76)由易導(dǎo)熱且耐高溫的金屬材料或高分子材料制成。
【文檔編號】B64G1/64GK203461146SQ201320412646
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】曹炳鑫, 張建輝, 陳道根, 紀(jì)晶 申請人:南京航空航天大學(xué)