一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置制造方法
【專利摘要】一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置屬于航天【技術(shù)領(lǐng)域】，解決了高沖量、污染隱患、結(jié)構(gòu)尺寸大、產(chǎn)生多余物的問題，包括：螺桿、彈簧、軸向擋圈、分瓣墊圈、底座和彈銷；彈簧被壓縮后固定在螺桿的上底面，軸向擋圈套在彈簧上，內(nèi)徑大于螺桿的半徑；分瓣墊圈位于螺桿和軸向擋圈，螺桿的定位軸肩和底座之間；底座與分瓣墊圈配合面以及螺桿頭部軸肩與分瓣墊圈配合面中至少一個(gè)面為錐面；軸向擋圈位于底座上；彈簧給軸向擋圈和螺桿施軸向力，軸向擋圈沿螺桿向上運(yùn)動，分瓣墊圈失去徑向束縛，螺桿的定位軸肩對分瓣墊圈施軸向力，分瓣墊圈沿徑向移動。本發(fā)明無多余物產(chǎn)生，無需額外的收集裝置。實(shí)現(xiàn)了小結(jié)構(gòu)和無污染、無煙塵泄露，無火工品煙塵泄露隱患問題。
【專利說明】一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航天【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及適用于空間有效載荷釋放的解鎖裝置，特別涉及 一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 為實(shí)現(xiàn)在軌靜定結(jié)構(gòu)聯(lián)接，空間光學(xué)遙感器與衛(wèi)星平臺的聯(lián)接結(jié)構(gòu)采用剛性聯(lián)接 與可解鎖聯(lián)接的組合聯(lián)接方式。在發(fā)射前，遙感器通過與衛(wèi)星平臺多點(diǎn)聯(lián)接，保證遙感器與 衛(wèi)星平臺的聯(lián)接具有較高的動態(tài)剛度、降低遙感器在衛(wèi)星發(fā)射過程中的動態(tài)響應(yīng)；衛(wèi)星入 軌后，通過火工品起爆解鎖可解鎖聯(lián)接裝置，實(shí)現(xiàn)遙感器與衛(wèi)星平臺靜定結(jié)構(gòu)聯(lián)接，降低因 在軌環(huán)境溫度變化導(dǎo)致衛(wèi)星平臺對遙感器的附加外力，達(dá)到弱化衛(wèi)星平臺對遙感器成像質(zhì) 量影響的目的。然而，火工品起爆過程中產(chǎn)生的高沖擊和有可能的煙塵泄露隱患對電子學(xué) 器件和光學(xué)遙感器成像質(zhì)量的影響不容忽視。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種滿足實(shí)現(xiàn)空間有效載荷在軌 靜定結(jié)構(gòu)聯(lián)接的低沖量、無污染、小結(jié)構(gòu)尺寸、不產(chǎn)生多余物的解鎖裝置。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，該裝置包括：螺桿、彈簧、軸向擋圈、分瓣墊 圈、底座和彈銷；彈簧通過彈銷被壓縮后一端固定在螺桿的上底面，軸向擋圈套在彈簧上， 軸向擋圈的內(nèi)徑大于螺桿的半徑；分瓣墊圈位于螺桿和軸向擋圈，螺桿的定位軸肩和底座 之間；底座與分瓣墊圈配合面以及螺桿頭部軸肩與分瓣墊圈配合面中至少一個(gè)面為錐面； 軸向擋圈位于底座上；當(dāng)彈銷失效，彈簧給軸向擋圈和螺桿施軸向力，軸向擋圈延螺桿向上 運(yùn)動，分瓣墊圈失去徑向束縛，螺桿的定位軸肩對分瓣墊圈施向下的軸向力，分瓣墊圈延徑 向移動，實(shí)現(xiàn)解鎖。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是：通過利用錐面配合，本發(fā)明的解鎖裝置逐漸卸去螺桿上的 預(yù)緊力，從而降低了解鎖沖擊；解鎖后，螺桿頭部被包含在解鎖裝置內(nèi)部、無多余物產(chǎn)生，無 需額外的收集裝置。由于解鎖裝置自身收集解鎖后的螺桿，去除了一般分離螺母普遍存在 的聯(lián)接面采用大法蘭的結(jié)構(gòu)，且與爆炸螺栓外形尺寸接近，實(shí)現(xiàn)了小結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)；解鎖裝 置各配合錐面間采用航天級脂潤滑或固體潤滑的方式，實(shí)現(xiàn)了無污染和無煙塵泄露，且無 火工品煙塵泄露隱患問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1本發(fā)明一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 圖2本發(fā)明一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置解鎖前示意圖。
[0009] 圖3本發(fā)明一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置解鎖后示意圖。
[0010] 圖中：1、螺桿，2、底座，3、頂絲，4、分瓣墊圈，5、軸向擋圈，6、彈簧，7、彈銷，8、殼體， 9、第一連接件和10、第二連接件。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012] 本發(fā)明采用形狀記憶材料形狀恢復(fù)受阻時(shí)產(chǎn)生的恢復(fù)力作為動作驅(qū)動或動作觸 發(fā)元件，通過彈簧推動軸向擋圈沿軸向移動解除分瓣墊圈的徑向束縛，實(shí)現(xiàn)解鎖。
[0013] 如圖1所示，本發(fā)明包括螺桿1、底座2、頂絲3、分瓣墊圈4、軸向擋圈5、彈簧6、彈 銷7和殼體8。底座2、分瓣墊圈4、螺桿1頭部軸肩依次按錐面配合；螺桿1頭部依次安裝 有壓縮的彈簧6、軸向擋圈5和彈銷7，同時(shí)軸向擋圈5錐面與分瓣墊圈4周向錐面配合。其 中，軸向擋圈5與分瓣墊圈4為錐面配合，如圖2所示，彈簧6推動軸向擋圈5沿軸向移動 逐漸去除分瓣墊圈4的徑向束縛；底座2與分瓣墊圈4、螺桿1頭部軸肩與分瓣墊圈4為非 自鎖的錐面配合，軸向擋圈5沿軸向移動時(shí)，在螺桿1預(yù)緊力和彈簧6推力作用下分瓣墊圈 4沿徑向移動逐漸卸去螺桿1上的預(yù)緊力、解除與螺桿1的螺紋配合，實(shí)現(xiàn)解鎖。
[0014] 根據(jù)彈簧6和彈銷7是否采用形狀記憶材料，本發(fā)明具有以下三種方案。
[0015] 方案一：彈簧6采用形狀記憶材料時(shí)，彈簧6作為動作驅(qū)動元件?？梢栽O(shè)置兩個(gè)同 軸、不同直徑的彈簧6進(jìn)行并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)冗余備份提高解鎖的可靠性。當(dāng)彈簧6溫度達(dá)到 相變溫度時(shí)，受到彈銷限制的彈簧6長度增長受阻，彈簧6形狀恢復(fù)力不斷增加使彈銷7逐 漸產(chǎn)生變形；受到彈簧6的推力作用的軸向擋圈5克服與分瓣墊圈4配合錐面的摩擦力沿 軸向移動，逐漸去除分瓣墊圈4的徑向束縛；在螺桿1預(yù)緊力和彈簧6推力作用下分瓣墊圈 4沿徑向移動逐漸卸去螺桿1上的預(yù)緊力；彈銷7變形至兩端直線距離小于軸向擋圈5內(nèi) 孔直徑時(shí)，如圖3所示，彈簧6將軸向擋圈5推至解鎖裝置頂部，分瓣墊圈4脫離螺桿1頭 部軸肩，兩被聯(lián)接件解鎖。其中殼體8罩在所有零件外層，坐在底座2上。
[0016] 方案二：彈銷7采用形狀記憶材料時(shí)，形狀記憶材料作為動作觸發(fā)元件。當(dāng)彈銷7 溫度達(dá)到相變溫度時(shí)，彈銷7逐步恢復(fù)至彎曲狀態(tài)；受到彈簧6推力作用的軸向擋圈5克服 與分瓣墊圈4配合錐面的摩擦力沿軸向移動，逐漸去除分瓣墊圈4的徑向束縛；在螺桿1預(yù) 緊力和彈簧6推力作用下分瓣墊圈4沿徑向移動逐漸卸去螺桿1上的預(yù)緊力；彈銷7恢復(fù) 至兩端直線距離小于軸向擋圈5內(nèi)孔直徑時(shí)，彈簧6將軸向擋圈5推至解鎖裝置頂部，分瓣 墊圈4脫離螺桿1頭部軸肩，兩被聯(lián)接件解鎖。
[0017] 方案三：彈簧6和彈銷7均采用形狀記憶材料時(shí)，彈簧6作為動作驅(qū)動元件、彈銷 7作為動作觸發(fā)元件構(gòu)成結(jié)構(gòu)冗余備份，提高解鎖的可靠性。通過彈銷7逐步變形或達(dá)到相 變恢復(fù)溫度逐步恢復(fù)至彎曲狀態(tài)實(shí)現(xiàn)解鎖。
[0018] 為了防止在安裝緊固解鎖裝置時(shí)螺桿1周向轉(zhuǎn)動，螺桿1與底座2采用六方間隙 配合。為了存儲、運(yùn)輸、安裝緊固解鎖裝置時(shí)防止螺桿1軸向移動以及解鎖裝置跌落時(shí)內(nèi)部 解體，設(shè)置頂絲3限制螺桿六方端面位移；為防止頂絲3阻礙螺桿1軸向移動，頂絲3與螺 桿1柱面存在一定間隙。
[0019] 本發(fā)明的安裝順序可采用如下方式：研磨各錐面，然后配研各配合錐面；線切割 分瓣墊圈4為3至6瓣；各配合錐面涂航天級潤滑脂或固體潤滑處理；將彈簧6和軸向擋圈 5套在螺桿1頭部，壓縮彈簧6后將彈銷7安裝入螺桿1頭部銷孔內(nèi)；將分瓣墊圈4按照配 合面和線切割前分瓣墊圈4順序依次安裝；將上述組合體安裝至底座2上；將頂絲3擰入， 限制螺桿1六方端面位移，并與螺桿1柱面保持足夠間隙；最后安裝殼體8。
[0020] 使用解鎖裝置時(shí)，螺桿穿過通孔與第一聯(lián)接件9與螺孔被第二聯(lián)接件10聯(lián)接，利 用套筒扳手緊固底座2外六方實(shí)現(xiàn)被第一聯(lián)接件9與被第二聯(lián)接件10的緊固。
【權(quán)利要求】
1. 一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，該裝置包括：螺桿、彈簧、軸向擋 圈、分瓣墊圈、底座和彈銷；所述彈簧通過彈銷被壓縮后一端固定在螺桿的上底面，軸向擋 圈套在彈簧上，所述軸向擋圈的內(nèi)徑大于螺桿的半徑；分瓣墊圈位于螺桿和軸向擋圈，螺桿 的定位軸肩和底座之間；底座與分瓣墊圈配合面、以及螺桿頭部軸肩與分瓣墊圈配合面中 至少一個(gè)面為錐面；所述軸向擋圈位于底座上；當(dāng)彈銷限位失效，彈簧給軸向擋圈和螺桿 施軸向力，軸向擋圈沿螺桿向上運(yùn)動，分瓣墊圈失去徑向束縛，螺桿的定位軸肩對分瓣墊圈 施向下的軸向力，分瓣墊圈沿徑向移動，實(shí)現(xiàn)解鎖。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，所述分瓣墊 圈與軸向擋圈的配合面為錐面。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，所述彈簧和 彈銷中的一個(gè)或每個(gè)為形狀記憶材料。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，所述解鎖后 螺桿伸出部分長度，第一被聯(lián)接件與第二被聯(lián)接件的緊固狀態(tài)被解除。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，該裝置還包 括殼體，所述殼體罩在所有外層，坐在底座上。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，該裝置還包 括頂絲，所述頂絲固定在殼體和螺桿之間。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種采用形狀記憶材料的解鎖裝置，其特征在于，所述錐面間 采用航天級脂潤滑或固體潤滑。
【文檔編號】B64G1/64GK104085540SQ201410320882
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】王書新, 李景林 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所