[發(fā)明專利]一種姿態(tài)控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410466915.1
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104216413B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李響;袁長宏;李振華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北三江航天紅林探控有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙)42224
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種姿態(tài)控制裝置。

背景技術(shù)

在姿態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域，目前國內(nèi)外對姿態(tài)控制裝置的驅(qū)動方式多采用火藥驅(qū)動、電磁驅(qū)動或電機(jī)驅(qū)動等方式，火藥驅(qū)動存在不可重復(fù)使用、不具備測試性、價格昂貴等缺陷；電磁驅(qū)動長時間振動后存在工作電壓偏大和運動件之間相互粘連問題；電機(jī)驅(qū)動存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷；為解決姿態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域驅(qū)動方式中存在的問題，一些智能材料，如介電彈性體等被研究用來實現(xiàn)姿態(tài)控制驅(qū)動。瑞士聯(lián)邦材料測試和研究實驗室的Silvain?Michel應(yīng)用介電彈性體制作了飛艇的左右尾舵和升降舵，研究實現(xiàn)了飛艇的飛行控制，該飛艇能實現(xiàn)30°的偏轉(zhuǎn)、產(chǎn)生力矩2.76N·cm，但是該技術(shù)存在驅(qū)動電壓需要高達(dá)幾千伏、驅(qū)動力小等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種姿態(tài)控制裝置，該姿態(tài)控制裝置具有驅(qū)動電壓低、驅(qū)動力大、結(jié)構(gòu)簡單、可反復(fù)使用、可靠性高、可長時間工作、成本低、便于安裝等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種姿態(tài)控制裝置，包括支撐架，所述支撐架包括兩個以上的彈簧座，彈簧座上下布置，相鄰兩個彈簧座之間設(shè)置有萬向聯(lián)軸器及兩根以上豎直的彈簧，彈簧的材料為雙程記憶合金，彈簧的上下兩端分別固定連接在與其相鄰的上下兩個彈簧座上，相鄰兩個彈簧座之間通過萬向聯(lián)軸器連接在一起，每個萬向聯(lián)軸器的上端和下端分別固定連接在其上方和下方的彈簧座上。

優(yōu)選地，每根彈簧均通過隔熱套與彈簧座相連，隔熱套固定連接在彈簧座上，每根彈簧的端部均固定連接在隔熱套上。

優(yōu)選地，每根彈簧均螺紋連接在隔熱套的內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述隔熱套的內(nèi)腔設(shè)置有隔斷臺，隔斷臺將隔熱套的內(nèi)腔分隔成上腔和下腔。

優(yōu)選地，所述隔熱套為微晶玻璃陶瓷。

優(yōu)選地，所述彈簧座整體呈圓盤狀。

優(yōu)選地，彈簧由CuZnAl雙程記憶合金材料制成，其表面鍍錫。

優(yōu)選地，相鄰兩個彈簧座之間設(shè)置的彈簧的數(shù)量為2～6個。

優(yōu)選地，所述彈簧為加熱時伸長的雙程記憶合金彈簧，相鄰兩個彈簧座之間的每根彈簧的預(yù)拉伸量為10％～30％。

優(yōu)選地，所述彈簧為加熱時縮短的雙程記憶合金彈簧，相鄰兩個彈簧座之間的每根彈簧的預(yù)壓縮量為10％～30％。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明采用雙程記憶合金材料的彈簧作為姿態(tài)控制執(zhí)行件，初始狀態(tài)，姿態(tài)控制裝置兩側(cè)的彈簧抗力相同，故姿態(tài)控制裝置處于平衡狀態(tài)，當(dāng)給一側(cè)的彈簧通電加熱時，在熱激勵下彈簧發(fā)生相變，另一側(cè)的預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的彈簧具有回復(fù)到原長的趨勢，姿態(tài)控制裝置兩側(cè)的彈簧抗力失衡，故姿態(tài)控制裝置向一側(cè)運動。當(dāng)通電加熱的激勵撤去后，彈簧又能恢復(fù)到原來兩側(cè)的彈簧抗力相同的狀態(tài)，姿態(tài)控制裝置重新回到原來平衡狀態(tài)。本發(fā)明不僅具有驅(qū)動力大、結(jié)構(gòu)簡單、可反復(fù)使用、可靠性高、可長時間工作、成本低、噪聲低、便于安裝等優(yōu)點，而且具有類生物姿態(tài)控制的優(yōu)異性能和簡潔緊湊的結(jié)構(gòu)，雙程記憶合金彈簧的柔性好，保證姿態(tài)控制裝置的抗沖擊性。

另外，如果彈簧座的數(shù)量為三個以上，則姿態(tài)控制裝置的姿態(tài)控制范圍可以由多個彈簧座的姿態(tài)控制范圍累加而成，彈簧座越多，姿態(tài)控制裝置姿態(tài)控制范圍就越大，姿態(tài)控制裝置的柔性就越大，其姿態(tài)控制靈活性就越高，本姿態(tài)控制裝置具有類生物的優(yōu)異性能和簡潔緊湊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了仿生驅(qū)動和柔性驅(qū)動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明平衡狀態(tài)下的示意圖；

圖3為本發(fā)明姿態(tài)控制后的示意圖；

圖4為本發(fā)明中隔熱套的剖視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。