[發明專利]一種低沖擊鎖定解鎖裝置

有效

• 申請號: 201410066932.6
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103895879A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 鄭鋼鐵;關新;梁魯
• 申請（專利權）人: 鄭鋼鐵;關新;梁魯
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于鎖定解鎖技術領域，特別涉及一種可以將兩結構鎖定，并在通電時可以解除鎖定的裝置。

背景技術

鎖定與解鎖裝置在各領域特別是航天領域有著重要的應用。例如，航天器在發射過程中需要經歷較為嚴酷的準靜態過載與振動沖擊載荷，而一些剛度較低的結構，如太陽翼、天線、隔振裝置等，一般無法承擔這樣大的載荷，為了避這些結構在發射過程中發生破壞，需要將它們與衛星本體結構鎖定，入軌后再將鎖定解除。

傳統的鎖定解鎖裝置通常使用爆炸螺栓實現。爆炸螺栓內部填充有火藥，通電后螺栓被炸開從而實現解鎖。使用爆炸螺栓實現鎖定解鎖的優點是可靠性高，但爆炸螺栓在通電爆炸時會產生較大的沖擊與振動，不適宜在精密的有效載荷如光學相機附近使用，因此需要研制一種低沖擊、高可靠的鎖定解鎖裝置。

目前國內外有一些采用記憶合金作為執行構件的鎖定解鎖裝置，例如梁魯等人發明的“兩級驅動的鎖定解鎖裝置”（申請號：201020272868.4）、“一種兩級冗余驅動的鎖定解鎖裝置”（申請號：201010246318.X），閆曉軍等人發明的“SMA絲驅動的連接與解鎖機構”（申請號：200810119580.0），McKinnis?Darin?N.等人發明的“Fastening?Apparatus?Having?Shape?Memory?Alloy?Actuator”（美國專利：5160233）等。這些專利的基本原理結構是，鎖定時采用滾柱或套筒結構對分瓣螺母進行約束，解鎖時利用記憶合金的加熱變形特性產生驅動力，直接或經過驅動力放大機構推動分瓣螺母的約束結構運動，從而解除對分瓣螺母的約束，實現鎖定螺釘的釋放。

其中美國專利：5160233公開的鎖定解鎖裝置如圖1所示。主要由鎖緊螺釘01，分瓣螺母02，分瓣螺母約束套筒03和記憶合金棒04所組成。在圖1（a）所示的鎖定狀態下，分瓣螺母約束套筒03內側的凸臺與分瓣螺母02外周的凸臺相接觸，實現對分瓣螺母02的約束。需要解鎖時，如圖1（b）所示，通電加熱使記憶合金棒04伸長，推動約束套筒03向上移動，使約束套筒03內側的凸臺落入分瓣螺母02外周的凹槽中，從而釋放對分瓣螺母02的約束，01鎖緊螺釘可以拔出。這種機構的不足之處在于，鎖緊螺釘01的軸向鎖緊力會分解為使分瓣螺母02徑向張開的力，并進而在約束套筒03與分瓣螺母02之間產生摩擦力。該摩擦力將直接成為解鎖時推動約束套筒03的阻力。當螺釘01的預緊力達到一定數值時，將可能無法解鎖。也就是說，這種鎖定解鎖裝置的技術方案在承載能力與解鎖可靠性之間存在難以克服的矛盾。另外，該機構對約束套筒03和分瓣螺母02配合面的加工精度要求非常高，間隙過大將影響鎖定可靠性，間隙過小將影響解鎖可靠性。

發明內容

本發明的目的是為克服現有鎖定解鎖技術的不足之處，提出一種低沖擊鎖定解鎖裝置，該鎖定解鎖裝置基于分瓣螺母的基本原理，鎖定時采用捆扎繩實現對分瓣螺母的約束。需要解鎖時通電將捆扎繩切斷或令其伸長，從而釋放對分瓣螺母的約束。本發明省去了McKinnis?Darin?N.等相關專利中分瓣螺母約束結構及其與分瓣螺母之間的相對滑動環節，避免了承載力較大時二者之間滑動摩擦力可能大于驅動力而發生卡死、無法解鎖的問題，具有結構簡單，可靠性高的優點。

本發明提出的一種低沖擊鎖定解鎖裝置,該裝置包括分瓣螺母及鎖定螺釘，其特征在于，還包括底板、捆扎繩及其固定構件，捆扎繩切割器及其電源，以及外殼；其中，底板為中心開有圓孔的平板，分瓣螺母為圓柱形，下端面放置于底板上，其中心的螺紋孔與底板中心的圓孔同心；捆扎繩螺旋纏繞在分瓣螺母的外周，捆扎繩上、下兩端分別連接固定構件，固定構件固定在分瓣螺母的同一瓣上；捆扎繩切割器固定在分瓣螺母任一瓣的上端，切割點與捆扎繩相接觸；鎖定螺釘從底板中心孔穿過插入分瓣螺母的中心螺紋孔中；外殼底端面固定在底板上。

本發明提出的另一種低沖擊鎖定解鎖裝置,該裝置包括分瓣螺母及鎖定螺釘，其特征在于，還包括底板、分瓣絕緣套、記憶合金絲、記憶合金絲上端固定構件、正極導線、記憶合金絲下端固定構件、負極導線，以及外殼；其中，底板為中心開有圓孔的平板，分瓣螺母為圓柱形，下端面放置于底板上，其中心的螺紋孔與底板中心的圓孔同心；分瓣絕緣套為圓環形，由四瓣構成，包圍在分瓣螺母的外周，其外側加工有螺旋形圓弧槽；鎖定狀態下螺旋纏繞在外周的記憶合金絲置于圓弧槽內；記憶合金絲上、下端分別有連接固定構件，上下固定構件分別正、負極導線相連；鎖定螺釘從底板中心孔穿過插入分瓣螺母的中心螺紋孔中；外殼底端面固定在底板上。

本發明的優點：