[實用新型]輕型無沖擊可重復利用的熱刀式鎖緊釋放裝置

有效

• 申請號: 201520078768.0
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN204452958U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 關富玲;曹長明;朱術華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B64G1/66
• 分類號: B64G1/66
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型是關于航天技術領域，特別涉及輕型無沖擊可重復利用的熱刀式鎖緊釋放裝置。

背景技術

隨著航天技術的發展，越來越多的部件需要在軌展開。由于部件的重量及其對沖擊環境的敏感性不同，需要不同的鎖緊釋放裝置。火工裝置是航天器上使用最早，也是最常用的鎖緊釋放裝置。但火工裝置也有一些不可克服的缺點，如：作動時對結構產生很大的解鎖沖擊；爆炸后產生的氣體存在化學污染性；安全隱患較為明顯和只能一次性使用等。在某些航天器上已不適合使用，因此，非火工裝置的開發研究受到了越來越多的重視。

目前，國內外的熱刀式鎖緊釋放技術都主要是利用高溫共燒陶瓷電熱元件(刀片形結構)熔斷凱夫拉繩(熔點大于500℃)，但其構造相對復雜，質量、體積、所需功率和工作電壓均較大(約40w，約42v)，由于熱刀刀片形結構較尖銳，在與捆繩接觸時，由于振動摩擦容易造成彼此間的損壞，且對捆繩的蠕變和張力敏感。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種無沖擊、無污染、可靠性高、可重復利用、體積小、重量極輕、所需功率電壓電流都很小的熱刀式鎖緊釋放裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供輕型無沖擊可重復利用的熱刀式鎖緊釋放裝置，用于實現展開機構的鎖緊和釋放，所述熱刀式鎖緊釋放裝置包括熱刀、熱刀支座、限位裝置、碳纖維薄壁桿件和組合捆繩；所述熱刀固定在熱刀支座上，熱刀支座和限位裝置分別固定在不同的碳纖維薄壁桿件的外表面上；所述組合捆繩用于捆綁鎖緊展開機構，并能將固定有熱刀支座或者限位裝置的碳纖維薄壁桿件一同捆綁在展開機構的外表面上，其中，限位裝置用于限定組合捆繩的位置；

所述熱刀為圓柱筒形結構的熱刀，筒形結構內部設有一根電熱絲，電熱絲外部包裹有氧化鎂粉末，筒形結構的兩端分別采用硅橡膠封口，且筒形結構的一端引出兩根導線，每根導線的一端引出筒形結構用于連接電源，另一端在筒形結構內部與電熱絲連接；

所述組合捆繩是凱夫拉繩和迪尼瑪繩連接組合而成的捆繩，并保證組合捆繩鎖緊展開機構時，組合捆繩中的凱夫拉繩與固定有限位裝置的碳纖維薄壁桿件接觸，組合捆繩中的迪尼瑪繩與固定有熱刀的碳纖維薄壁桿件接觸，即保證熱刀與迪尼瑪繩接觸；熱刀能通過通電加熱熔斷壓在其表面的迪尼瑪繩。

在本實用新型中，所述熱刀的外筒壁為不銹鋼材質的外筒壁，熱刀中的電熱絲為金屬合金材料材質的電熱絲。

在本實用新型中，所述熱刀支座為U型槽結構的支座，U型槽結構的槽底設有通孔，用于將熱刀支座通過抽芯鉚釘鉚接的方式固定在碳纖維薄壁桿件的外表面上；U型槽結構的兩個槽邊設有安裝孔和螺紋孔，用于將熱刀穿過兩個槽邊上的安裝孔，并利用螺絲通過螺紋孔固定熱刀。

在本實用新型中，所述限位裝置通過抽芯鉚釘鉚接的方式固定在碳纖維薄壁桿件的外表面上。

在本實用新型中，所述組合捆繩中的凱夫拉繩和迪尼瑪繩通過八字形鋁制接頭連接，且凱夫拉繩和迪尼瑪繩的直徑相同。

在本實用新型中，所述熱刀式鎖緊釋放裝置設有四根碳纖維薄壁桿件，其中，兩根碳纖維薄壁桿件上設有熱刀，另外兩根碳纖維薄壁桿件上固定有限位裝置；并保證組合捆繩鎖緊展開機構時，熱刀與限位裝置在展開機構上呈交叉對稱分布，即熱刀與限位裝置相互間的夾角為90度。

在本實用新型中，所述組合捆繩采用5/12凱夫拉繩、1/12迪尼瑪繩、5/12凱夫拉繩、1/12迪尼瑪繩依次連接而成的組合繩。

提供基于所述的熱刀式鎖緊釋放裝置的控制方法，用于實現展開機構的鎖緊和釋放，展開機構用于固定在小衛星上工作，所述控制方法具體包括下述步驟：

步驟A：利用任意一根繩子將展開機構捆綁成收攏狀態，并將固定有熱刀的碳纖維薄壁桿件、固定有限位裝置的碳纖維薄壁桿件一同捆綁在展開機構的外表面上，繩子經過兩處限位裝置、兩個熱刀，捆扎在整個展開機構的中部外表面上；

步驟B：將預應力施加裝置的鋼索上下兩端固定，并將步驟A中初始捆綁好的展開機構固定在小衛星上，小衛星下方采用預應力施加裝置中的合適高度的平臺支撐；再將事先計算好長度的組合捆繩兩端分別沿相對的方向穿過八字形鋁制接頭，圍成一個環形，套在展開機構的外表面上，利用限位裝置和熱刀支座完成組合捆繩的限位；將組合捆繩穿過八字形鋁制接頭的上下兩端分別與筒形拉力計和鋼索相連接，然后剪斷初始捆綁的繩子，并確保鋼索、筒形拉力計、花籃螺栓，以及用于連接組合捆繩兩端的八字形鋁制接頭，都在同一鉛錘線上；