[发明专利]一种基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓释阻尼机构，属于空间展开机构（铰链驱动装置）技术领域。

背景技术

随着材料科学的日新月异，一种叫做形状记忆聚合物的新型智能材料，凭借其比刚度高、比强度高、可实现材料智能主动变形的特性逐渐成为国内外研究的亮点。在此背景下，基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构作为一种富有创新性的可展开机构，不仅融合了形状记忆聚合物缓释阻尼结构与缓释阻尼铰链展开加劲结构，而且避免了传统机械式展开机构在展开控制过程不够稳定、可靠性差的问题，同时将可展开结构推向可靠性高、质量轻的新型智能驱动方式。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有传统的机械式可展开机构在应用中存在着展开控制过程不够稳定、可靠性差的问题，特别是在航空航天应用中需要尽量避免可展开机构的冲击对卫星本体的影响，而提出的一种基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构。

实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构，它包括：两个缓释阻尼机构铰链夹头、N个形状记忆聚合物缓释阻尼构件、至少一个缓释阻尼铰链展开加劲构件和四个加热层；其中N为偶数，N≤10，所述的N个形状记忆聚合物缓释阻尼构件均为中间镂空的形状记忆聚合物片层，每个所述的中间镂空的形状记忆聚合物片层对折，N个对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件等分成两组，两组对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件水平并列设置，两组对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件中间水平设置有至少一个缓释阻尼铰链展开加劲构件，所述的两组对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件及至少一个缓释阻尼铰链展开加劲构件两端各通过一个缓释阻尼机构铰链夹头夹持固定，每组对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件的上下两个外表面各附设有一个加热层。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明采用的形状记忆聚合物缓释阻尼构件为中间镂空的形状记忆聚合物片层，每个所述的中间镂空的形状记忆聚合物片层对折，N个对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件等分成两组，在每组对折的形状记忆聚合物缓释阻尼构件的上下两个外表面各附设有一个加热层，得到覆盖有加热层的形状记忆聚合物缓释阻尼构件，将两个覆盖有加热层的形状记忆聚合物缓释阻尼构件水平并列设置，并在二者中间水平设置有至少一个缓释阻尼铰链展开加劲构件，之后由缓释阻尼机构铰链夹头夹持形状记忆聚合物缓释阻尼构件和缓释阻尼铰链展开加劲构件，得到基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构。本发明中应用热驱动方式进行加热驱动具有驱动简单的优点，并且本发明还能够克服传统充气式或机械式空间可展开结构存在的机械结构复杂、不稳定、易受冲击损坏等缺陷。

本发明的一种基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构展开时，通过热驱动方式进行加热驱动，然后控制加热层升温，将形状记忆聚合物缓释阻尼构件与缓释阻尼铰链展开加劲构件同时向一侧对折弯曲，之后冷却得到固化成弯曲状的形状记忆聚合物的缓释阻尼机构；加热层再次升温后，弯曲状态的形状记忆聚合物缓释阻尼够件逐渐展开恢复至平直状态，从而带动缓释阻尼铰链展开加劲构件逐渐展开恢复至平直状态，完成基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构的展开过程。在展开过程中体现了本发明的运动稳定性和可靠性高的优点，而且具有密度低，质量轻，成本低的优点。形状记忆聚合物复合材料使用材料自身的性质完成其展开功能，只需要设置加热层，不需要其他驱动件与机械机构，结构简单。由于形状记忆聚合物材料性质稳定，展开机理简单，其展开过程可靠性高，依靠材料的变形回复过程进行展开，所以展开过程回复力平稳。由于没有复杂驱动件，在冲击与震荡下只要承载结构不被破坏，机构就能够进行展开与正常工作。

附图说明

图1为本发明的基于形状记忆聚合物的缓释阻尼机构的主视图；

图2为形状记忆聚合物缓释阻尼构件的俯视图；

图3为缓释阻尼机构铰链夹头的主视图；

图4为图3的仰视图；

图5为形状记忆聚合物缓释阻尼构件的俯视图，中间镂空形状为矩形。

图中：缓释阻尼机构铰链夹头1、夹头主体1-1、滑动底板1-2、螺母1-3、竖直壁1-4、顶壁1-5、滑块1-6、螺栓1-7、加热层2、形状记忆聚合物缓释阻尼构件3、缓释阻尼铰链展开加劲构件4。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。