[發明專利]一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置

有效

• 申請號: 201610971361.X
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106428646B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 岳洪浩;俞正旺;楊飛;鄧宗全;馮凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 高志光

技術領域

本發明涉及一種空間機構，具體涉及一種航天空間彈射釋放裝置，屬于航天技術領域。

背景技術

本發明用于釋放部署在空間飛行器上的有效載荷。目前，航天器的傳統解鎖釋放機構多為火工品螺栓。火工品螺栓在發射期間保護有效載荷，不解鎖；發出程序指令后，能夠及時、同步地在軌解鎖。然而，火工品工作時會產生較大的沖擊，對衛星的姿態控制和敏感設備造成很大的影響。火工品爆炸后所釋放出的化學氣體具有污染性，會對鏡頭和電子器件等精密器械造成損害。此外，從可靠性的角度講，火工品只能使用一次，并容易受到意外點火。航天器上最終使用的火工品螺栓并不是在地面進行試驗的螺栓，機構可靠性的驗證方法不直接且成本巨大。這些設備產生的熱量沖擊和發射系統的重量給周圍的結構設計造成了很大限制。

形狀記憶合金絲(SMA絲)是一種智能材料，這種材料呈現一種熱彈性馬氏體式變化，即低于一定的轉變溫度時它們是柔性的，因其處于馬氏體相，從而可以容易變形，當其溫度上升到轉變溫度以上時，該材料恢復到其奧氏體相和以前的形狀，并因而產生較大的應力，同樣地，形狀記憶合金絲在馬氏體相時可以容易沿其軸向伸展并保持伸展狀態，在其被加熱到轉變溫度以上時，會沿其軸向恢復到伸展以前的狀態，即收縮恢復，并產生較大的力。

發明內容

本發明是為解決現有航天器解鎖釋放機構工作時沖擊大，對設備造成影響，而且污染性強、不能重復使用，同時結構復雜的問題，進而提出一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置包括分離體、分離壓縮彈簧、帶螺紋的桿件、連接體、下限位鋼珠、限位壓縮彈簧、驅動壓縮彈簧、復位壓縮彈簧、鋼珠保持架、滑動栓、連接套、銷栓、上限位鋼珠、形狀記憶合金絲、外殼體和下端蓋；

銷栓為空心銷栓，銷栓的上部具有可儲藏上限位鋼珠的儲藏槽，滑動栓上具有可儲藏下限位鋼珠的儲藏槽；外殼體的上端安裝在連接體上，下端安裝有下端蓋；銷栓布置在外殼體內，外殼體的上端滑動穿過連接體，銷栓內安裝有鋼珠保持架，鋼珠保持架安裝在下端蓋上，鋼珠保持架頂靠銷栓，滑動栓布置在鋼珠保持架內，形狀記憶合金絲穿過滑動栓的下端并經外殼體引出，復位壓縮彈簧布置在滑動栓和鋼珠保持架之間，銷栓下端內側面開有與下限位鋼珠配合的限位凹槽，鋼珠保持架上設置有使下限位鋼珠移動的下通孔，驅動壓縮彈簧布置在外殼體內，驅動壓縮彈簧的下端頂靠在銷栓上，上端頂靠在外殼體上；

帶螺紋的桿件的上端安裝有墊片，下端穿過分離體的支撐臺并與連接套連接，墊片與支撐臺之間的帶螺紋的桿件上套裝有分離壓縮彈簧，連接套套裝在外殼體的上端，外殼體的上端開設有使上限位鋼珠移動的上通孔，連接套內側下方開有與上限位鋼珠配合的拔模孔，限位壓縮彈簧布置在外殼體的環形凹槽內且釋放后能遮住外殼體上的通孔。

進一步地，連接套的上端開有螺紋孔，帶螺紋的桿件的下端旋擰在連接套的螺紋孔內。

進一步地，分離體與連接體鎖緊后以楔形環面配合接觸。

進一步地，銷栓和外殼體均為二階梯式圓柱形結構。

進一步地，銷栓的上部和滑動栓的結構均為啞鈴形結構。

進一步地，形狀記憶合金絲呈V形布置。

進一步地，鋼珠保持架通過銷釘固定在下端蓋上。

進一步地，分離體為筒狀結構，分離體內壁設置有支撐平臺。

進一步地，它還包括緩沖座，緩沖座安裝在下端蓋的上端面上。

進一步地，它還包括上端蓋，上端蓋與連接體可拆卸連接，外殼體與上端蓋可拆卸連接。

本發明的有益效果是：一、本發明利用形狀記憶合金絲的記憶效應，作為空間機構彈射釋放的動力觸發開關，主要驅動力不是SMA提供的，SMA只是提供觸發作用。對形狀記憶合金絲進行通電，利用形狀記憶合金絲的回復力來觸發機構，利用鋼珠、壓縮彈簧、滑動栓、銷栓、外殼體的相互配置關系完成動作。而使SMA形變所需要的電壓電流又比較少，能耗低；二、與傳統的空間解鎖釋放機構相比，本發明操作簡便，解鎖釋放響應快，可在幾十到幾百毫秒之間完成觸發；三、本發明裝置的機構尺寸相對較小，質量輕，結構簡單，節省空間，可釋放有效載荷大；四、本發明裝置沖擊小、無污染，可重復使用。

附圖說明

圖1為本發明的一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置的鎖緊狀態剖面圖；

圖2為圖1的一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置的鎖緊狀態正交剖面圖；

圖3為本發明的一種SMA絲驅動的彈射釋放裝置的釋放狀態剖面圖；