[發明專利]一種形狀記憶合金彈簧驅動式可控解鎖裝置

無效

• 申請號: 201310291928.5
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103389011A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 曹炳鑫;張建輝;江峰;紀晶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F42B15/36
• 分類號: F42B15/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種解鎖裝置，尤其涉及一種利用形狀記憶合金彈簧進行驅動的可控解鎖裝置，屬于機械工程與智能材料應用學科領域。

背景技術

當前導彈及民用領域常需要采用一些解鎖裝置來控制某些機械結構的分離解鎖，因此在分離過程中解鎖裝置的性能優劣直接關系到某些機構運行的成敗。因此在現實使用中的解鎖裝置必須滿足在分離之前要確保兩個分離部件可靠的連接處于一種自鎖狀態；在分離時，要保證連連接部件可靠的分離，并確保分離過程中或分離之后不影響機構的后續工作。當前技術中常采用的解鎖裝置多以爆炸解鎖方式為主，圖1為現有技術中一種削弱槽式爆炸螺栓，主要由導爆索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構成；其特征在于：當導爆索11獲得激勵信號引爆螺栓體12內部的炸藥13，被引爆的炸藥13產生的內使將內部壓力升高，迫使螺栓體12在削弱槽15處斷裂，從而實現第一被連接件14與第二被連接件16的分離。現有技術中的該種結構的解鎖裝置在爆炸時產生的爆炸產物會從分離面溢出，而且爆炸會產生碎片，對周圍的設備或環境造成一定程度的污染，嚴重的有可能會影響到機構的后續工作，其次該種解鎖方式為一次性機構不能重復多次利用，造成了不必要的能源浪費。

發明內容

技術問題

本發明要解決的技術問題是提出一種解鎖裝置，該解鎖裝置采用可逆、可重復工作的形狀記憶合金彈簧驅動被分離部件，從而帶動彈性卡環運動控制被分離部件的自鎖與解鎖，提高了解鎖裝置的可靠性、穩定性及使用壽命，推進了解鎖裝置的發展。

技術方案

為了解決上述的技術問題，本發明的形狀記憶合金彈簧驅動式可控解鎖裝置包括被分離部件和驅動被分離部件產生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一缸體和設置于缸體中的解鎖驅動裝置；所述的被分離部件一端容納于缸體中，其外表面設有卡槽；所述的解鎖驅動裝置包括彈性卡環、形狀記憶合金彈簧和用于加熱形狀記憶合金彈簧使其產生形變的加熱導柱，所述的彈性卡環具有開口的一端邊緣內側設有突出部，所述的彈性卡環另一端封閉并固定在缸體上，所述的突出部與卡槽的形狀相適應，所述的突出部與卡槽接觸時彼此形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧套設在加熱導柱上，加熱導柱通過所述彈性卡環封閉的一端固定在缸體上，所述的加熱導柱用于加熱形狀記憶合金彈簧使其產生形變。被分離部件未裝配于第一缸體時，所述的套裝于多功能導柱的形狀記憶合金彈簧處于初始自由狀態，所述的彈性卡環處于初始平衡狀態。

更進一步地，所述的卡槽具有第一止滑面，所述第一止滑面與被分離部件表面之間具有夾角，所述夾角值θ滿足tanθ≤μ，其中μ為第一止滑面的靜摩擦系數。

更進一步地，所述的彈性卡環的突出部具有第二止滑面，所述第二止滑面與彈性卡環本體之間具有夾角，所述的夾角值和第一止滑面與被分離部件表面之間的夾角值相等。

更進一步地，所述的加熱導柱內部設有一組加熱裝置，加熱裝置通過外接導線與外部控制電路連接。

更進一步地，所述的外部電路由中控器、開關、溫度傳感器、溫度控制器和開關組成。

更進一步地，所述的加熱裝置由易導熱且耐高溫的金屬材料或高分子材料制成。

本發明的形狀記憶合金彈簧驅動式可控解鎖裝置，所述的被分離部件先在外力作用下裝配于缸體，當被分離部件與彈性卡環相接觸時，由于彈性卡環側壁具有彈性，被分離部件擠壓進入彈性卡環，彈性卡環在被分離部件作用下向外擴伸運動，當被分離部件卡槽運動到彈性卡環的突出部處時，彈性卡環的突出部內嵌于被分離部件的卡槽，被分離部件的運動方向受到來自彈性卡環突出部的作用力而停止運動，從而實現被分離部件自鎖于缸體。

所述的加熱裝置與外部控制電路相連，當對外部控制電路施加一激勵信號時，所述的加熱裝置對多功能導柱進行加熱，所述的套裝于多功能導柱的形狀記憶合金彈簧受熱，當溫度超過一定值時，形狀記憶合金彈簧沿自身長度方向產生一伸長變形。變形后的形狀記憶合金彈簧沿其長度方向的伸張力作用于被分離部件，推動被分離部件向外運動，迫使彈性卡環與卡槽相脫離，使此時的被分離部件處于解鎖狀態，從而實現被分離部件與缸體的分離。

當分離過程完成后，溫度控制器向外部控制電路發生一脈沖信號，使外部控制電路停止工作，形狀記憶合金彈簧逐漸恢復其初始形狀，進入下一個工作周期的準備狀態，從而實現解鎖裝置的可逆循環工作。

有益效果