[发明专利]一种采用形状记忆材料的解锁装置

说明书

技术领域

本发明属于航天技术领域，涉及适用于空间有效载荷释放的解锁装置，特别涉及一种采用形状记忆材料的解锁装置。

背景技术

为实现在轨静定结构联接，空间光学遥感器与卫星平台的联接结构采用刚性联接与可解锁联接的组合联接方式。在发射前，遥感器通过与卫星平台多点联接，保证遥感器与卫星平台的联接具有较高的动态刚度、降低遥感器在卫星发射过程中的动态响应；卫星入轨后，通过火工品起爆解锁可解锁联接装置，实现遥感器与卫星平台静定结构联接，降低因在轨环境温度变化导致卫星平台对遥感器的附加外力，达到弱化卫星平台对遥感器成像质量影响的目的。然而，火工品起爆过程中产生的高冲击和有可能的烟尘泄露隐患对电子学器件和光学遥感器成像质量的影响不容忽视。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种满足实现空间有效载荷在轨静定结构联接的低冲量、无污染、小结构尺寸、不产生多余物的解锁装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种采用形状记忆材料的解锁装置，该装置包括：螺杆、弹簧、轴向挡圈、分瓣垫圈、底座和弹销；弹簧通过弹销被压缩后一端固定在螺杆的上底面，轴向挡圈套在弹簧上，轴向挡圈的内径大于螺杆的半径；分瓣垫圈位于螺杆和轴向挡圈，螺杆的定位轴肩和底座之间；底座与分瓣垫圈配合面以及螺杆头部轴肩与分瓣垫圈配合面中至少一个面为锥面；轴向挡圈位于底座上；当弹销失效，弹簧给轴向挡圈和螺杆施轴向力，轴向挡圈延螺杆向上运动，分瓣垫圈失去径向束缚，螺杆的定位轴肩对分瓣垫圈施向下的轴向力，分瓣垫圈延径向移动，实现解锁。

本发明的有益效果是：通过利用锥面配合，本发明的解锁装置逐渐卸去螺杆上的预紧力，从而降低了解锁冲击；解锁后，螺杆头部被包含在解锁装置内部、无多余物产生，无需额外的收集装置。由于解锁装置自身收集解锁后的螺杆，去除了一般分离螺母普遍存在的联接面采用大法兰的结构，且与爆炸螺栓外形尺寸接近，实现了小结构尺寸设计；解锁装置各配合锥面间采用航天级脂润滑或固体润滑的方式，实现了无污染和无烟尘泄露，且无火工品烟尘泄露隐患问题。

附图说明

图1本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置结构示意图。

图2本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置解锁前示意图。

图3本发明一种采用形状记忆材料的解锁装置解锁后示意图。

图中：1、螺杆，2、底座，3、顶丝，4、分瓣垫圈，5、轴向挡圈，6、弹簧，7、弹销，8、壳体，9、第一连接件和10、第二连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明采用形状记忆材料形状恢复受阻时产生的恢复力作为动作驱动或动作触发元件，通过弹簧推动轴向挡圈沿轴向移动解除分瓣垫圈的径向束缚，实现解锁。

如图1所示，本发明包括螺杆1、底座2、顶丝3、分瓣垫圈4、轴向挡圈5、弹簧6、弹销7和壳体8。底座2、分瓣垫圈4、螺杆1头部轴肩依次按锥面配合；螺杆1头部依次安装有压缩的弹簧6、轴向挡圈5和弹销7，同时轴向挡圈5锥面与分瓣垫圈4周向锥面配合。其中，轴向挡圈5与分瓣垫圈4为锥面配合，如图2所示，弹簧6推动轴向挡圈5沿轴向移动逐渐去除分瓣垫圈4的径向束缚；底座2与分瓣垫圈4、螺杆1头部轴肩与分瓣垫圈4为非自锁的锥面配合，轴向挡圈5沿轴向移动时，在螺杆1预紧力和弹簧6推力作用下分瓣垫圈4沿径向移动逐渐卸去螺杆1上的预紧力、解除与螺杆1的螺纹配合，实现解锁。

根据弹簧6和弹销7是否采用形状记忆材料，本发明具有以下三种方案。

方案一：弹簧6采用形状记忆材料时，弹簧6作为动作驱动元件。可以设置两个同轴、不同直径的弹簧6进行并联，实现结构冗余备份提高解锁的可靠性。当弹簧6温度达到相变温度时，受到弹销限制的弹簧6长度增长受阻，弹簧6形状恢复力不断增加使弹销7逐渐产生变形；受到弹簧6的推力作用的轴向挡圈5克服与分瓣垫圈4配合锥面的摩擦力沿轴向移动，逐渐去除分瓣垫圈4的径向束缚；在螺杆1预紧力和弹簧6推力作用下分瓣垫圈4沿径向移动逐渐卸去螺杆1上的预紧力；弹销7变形至两端直线距离小于轴向挡圈5内孔直径时，如图3所示，弹簧6将轴向挡圈5推至解锁装置顶部，分瓣垫圈4脱离螺杆1头部轴肩，两被联接件解锁。其中壳体8罩在所有零件外层，坐在底座2上。