[發明專利]基于形狀記憶合金驅動的展開機構

有效

• 申請號: 202011188711.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112429279B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 楊華星;馬建穎;侯小娟;黃曉梅;田金光;王朋;馮平
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B64G1/66
• 分類號: B64G1/66;H02S20/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發明的基于形狀記憶合金驅動的展開機構包括主桿、副桿、驅動器、鉸鏈和限位塊；所述驅動器包括形狀記憶合金彈簧；所述主桿與所述副桿轉動連接；所述驅動器安裝在所述副桿上；所述鉸鏈排布在所述主桿和所述副桿上，所述鉸鏈一端與驅動器的形狀記憶合金彈簧連接，所述鉸鏈另一端固定在所述主桿上；所述主桿和所述副桿上各設有一限位塊；對驅動器的形狀記憶合金彈簧加熱，形狀記憶合金彈簧相變產生回復力，帶動所述鉸鏈運動，使所述主桿相對所述副桿轉動，直至所述主桿上的限位塊與所述副桿上的限位塊接觸，停止轉動，實現所述主桿相對所述副桿轉動展開并鎖定。本發明的基于形狀記憶合金驅動的展開機構解決太陽電池板展開過程速度不可控問題。

技術領域

本發明涉及航天器太陽電池板，具體涉及一種基于形狀記憶合金驅動的展開機構。

背景技術

太陽電池板是衛星、載人飛船等空間飛行器的供能裝置。太陽電池板安裝在空間飛行器側璧上，在空間飛行器發射和上升階段，太陽電池板處于收攏狀態，入軌后，太陽電池板在展開鎖定機構的作用下展開并最終鎖定。目前，大部分地球軌道空間飛行器的太陽電池板無源展開的速度無法控制，經研究表明，太陽電池板展開速度是導致碰撞力增加的因素之一。當太陽電池板展開到位時會產生瞬間撞擊，當沖擊超過基板的結構承載能力時，可能引起自身結構的破壞。例如沖擊導致基板結構變形較大，可能引起表面的電池電路損壞，出現斷路或短路故障；又如飛行器采用驅動機構對日定向，展開沖擊力超過其承載能力，可能降低驅動機構的軸承的壽命或導電環的可靠性，甚至影響到飛行器本體的姿態運動及太陽電池板展開精度和穩定性。為此，需要一種減小展開速度或平穩控制展開速度的展開機構，減少展開撞擊的載荷，減輕對太陽電池板的損害，減小對飛行器姿態的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于形狀記憶合金驅動的展開機構，解決太陽電池板展開過程速度不可控問題。

為了達到上述的目的，本發明提供一種基于形狀記憶合金驅動的展開機構，包括主桿、副桿、驅動器、鉸鏈和限位塊；所述驅動器包括形狀記憶合金彈簧；所述主桿與所述副桿轉動連接；所述驅動器安裝在所述副桿上；所述鉸鏈排布在所述主桿和所述副桿上，所述鉸鏈一端與驅動器的形狀記憶合金彈簧連接，所述鉸鏈另一端固定在所述主桿上；所述主桿和所述副桿上各設有一限位塊；對驅動器的形狀記憶合金彈簧加熱，形狀記憶合金彈簧相變產生回復力，帶動所述鉸鏈運動，使所述主桿相對所述副桿轉動，直至所述主桿上的限位塊與所述副桿上的限位塊接觸，停止轉動，實現所述主桿相對所述副桿轉動展開并鎖定。

上述基于形狀記憶合金驅動的展開機構，其中，所述驅動器包括依次排布的偏置彈簧固定塊、偏置彈簧、滑塊、形狀記憶合金彈簧和形狀記憶合金彈簧固定塊；所述形狀記憶合金彈簧一端與所述形狀記憶合金彈簧固定塊固定連接，所述形狀記憶合金彈簧另一端與所述滑塊固定連接；所述偏置彈簧一端與所述滑塊固定連接，所述偏置彈簧另一端與所述偏置彈簧固定塊固定連接；所述滑塊連接所述鉸鏈。

上述基于形狀記憶合金驅動的展開機構，其中，所述驅動器還包括驅動器外殼，所述偏置彈簧固定塊、所述偏置彈簧、所述滑塊、所述形狀記憶合金彈簧和所述形狀記憶合金彈簧固定塊均置于所述驅動器外殼內，所述偏置彈簧固定塊和所述形狀記憶合金彈簧固定塊與所述驅動器外殼固定連接；所述驅動器通過驅動器固定塊安裝在所述副桿上。

上述基于形狀記憶合金驅動的展開機構，其中，所述形狀記憶合金彈簧有電阻抗，形狀記憶彈簧通電后發熱。

上述基于形狀記憶合金驅動的展開機構，其中，所述鉸鏈包括多個滑輪和鋼絲；在所述主桿和所述副桿上均安裝有所述滑輪，所述滑輪通過滑輪固定軸套或滑輪固定軸安裝；所述鋼絲一端連接驅動器的形狀記憶合金彈簧，所述鋼絲另一端依次繞過副桿上的滑輪、主桿上的滑輪后固定在所述主桿上。