[發明專利]一種形狀記憶合金驅動的連接解鎖結構

有效

• 申請號: 202011212205.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112389684B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 姜新才;陳云波;先明春;周楊
• 申請（專利權）人: 四川航天川南火工技術有限公司
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明涉及一種形狀記憶合金驅動的連接解鎖結構，包括殼體、限位彈簧、鎖定銷、鎖定芯桿、鋼球、連接桿、驅動彈簧和形狀記憶合金絲；殼體為回轉體結構，殼體上連接有一種需要分離的艙段或部件，殼體包括小軸段和大軸段，小軸段為中空的盲孔結構，在小軸段的側壁開有對稱設置的解鎖孔，鋼球可穿過解鎖孔；在盲孔一側小軸段的側壁上開有通孔，大軸段設置在開有盲孔一側小軸段的側壁上，限位彈簧的一端連接在大軸段內壁上，限位彈簧的另一端與鎖定銷接觸；鎖定芯桿的一端側壁上開有對稱設置的解鎖槽，另一端上開有鎖定孔，鎖定孔與通孔對應時，鎖定銷可穿入或穿出。本發明在初始解鎖環節可以采用形狀記憶合金絲提供驅動力，在確保可靠解鎖的同時，可多次重復使用，并且解鎖沖擊小。

技術領域

本發明涉及一種形狀記憶合金驅動的連接解鎖結構，尤其適用于星箭分離或星星分離中的非火工點式分離。

背景技術

點式分離技術是宇航型號和戰略型號各系統完成解鎖分離的主要技術之一。傳統的點式分離裝置主要為火工分離裝置，包含爆炸螺栓、解鎖螺栓、分離螺母、綁帶式分離裝置等。傳統火工點式分離裝置結構簡單、工作時間短、同步性高，因此在航天領域一直沿用至今。

隨著航天技術的快速發展，新型有效載荷越來越多的在地外空間中得到廣泛應用，尤其是日趨精密化、多樣化和柔性化的敏感器件和光學設備等。此類有效載荷對沖擊和振動環境較為敏感，需要采用低沖擊的點式分離、解鎖裝置。而傳統點式分離裝置是基于火工藥劑的爆炸或燃燒，分離時不可避免地產生較大沖擊，對設備造成一定影響；另外由于火工產品屬于一次性使用產品，實際性能在使用前不可檢、不可測的特點。

相對于火工分離裝置，非火工點式分離裝置具備低沖擊、高安全、可重復使用和可檢、可測的優點，在一些宇航任務中還有著其自身不可替代的優勢。基于形狀記憶合金的低沖擊點式分離裝置作為該領域內的研究熱點，材料技術較成熟，也已經取得了豐富的研究成果，同時，采用形狀記憶合金作為驅動源的點式分離裝置具有響應時間相對較短，可重復使用的優點。

現有技術的非火工點式分離裝置結構承載力小，在實際應用中使用局限性很大。現今，基于形狀記憶合金的非火工點式分離技術已經成為現今低沖擊解鎖分離技術發展的新方向，對于新型的連接解鎖結構需求迫切。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種形狀記憶合金驅動的連接解鎖結構，采用鋼球鎖結構和鎖定銷結構相組合的形式，通過載荷的逐級傳遞，在確保可靠解鎖的同時，可多次重復使用，并且解鎖沖擊小。

本發明解決技術的方案是：

一種形狀記憶合金驅動的連接解鎖結構，包括殼體、限位彈簧、鎖定銷、鎖定芯桿、鋼球、連接桿、驅動彈簧和形狀記憶合金絲；

殼體為回轉體結構，殼體上連接有一種需要分離的艙段或部件，殼體包括小軸段和大軸段，小軸段為中空的盲孔結構，在小軸段的側壁開有對稱設置的解鎖孔，鋼球可穿過解鎖孔；在盲孔一側小軸段的側壁上開有通孔，大軸段設置在開有盲孔一側小軸段的側壁上，限位彈簧的一端連接在大軸段內壁上，限位彈簧的另一端與鎖定銷接觸；

鎖定芯桿的一端側壁上開有對稱設置的解鎖槽，另一端上開有鎖定孔，鎖定孔與通孔對應時，鎖定銷可穿入或穿出；鎖定芯桿置于殼體的小軸段中，鎖定芯桿與小軸段之間設置有驅動彈簧；

連接桿為中空的回轉體結構，其上連接有另一種需要分離的艙段或部件；在連接桿內壁上對稱開有連接槽，鎖定芯桿運動時，連接槽、解鎖孔和解鎖槽在某一時刻實現同軸，鋼球可由連接槽和解鎖孔中進入解鎖槽中；

形狀記憶合金絲連接在殼體的大軸段上，另一端連接在鎖定銷頂部上，形狀記憶合金絲受熱收縮可拉動鎖定銷運動；

初始狀態，鎖定芯桿將驅動彈簧壓縮并對鋼球的位置進行約束；殼體通過鋼球對連接桿進行鎖定；限位彈簧位于鎖定銷的頂部并處于壓縮狀態，其彈簧彈力使鎖定銷插入殼體與鎖定芯桿的鎖定孔，對鎖定芯桿進行鎖定。