[发明专利]具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构及其4D打印制备方法和锁紧释放方法

权利要求书

1.一种具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构由锁紧件和连接件构成；锁紧件由锁紧件底座（1）和形变杆（2）构成；连接件由连接杆（3）和连接杆固定块（4）构成；

所述形变杆（2）一端与锁紧件底座（1）固接，锁紧件底座（1）上设置有数个通孔；形变杆（2）的主体为数个平面层和数个蜂窝层构成，蜂窝层设置于相邻的平面层之间；

所述形变杆（2）的平面层和蜂窝层的主体材质为形状记忆聚合物，形状记忆聚合物内设置有纤维增强相，形变杆（2）上设置有两根导线（5）；导线（5）的一端设置于形变杆（2）主体内部，导线（5）的另一端引出至形变杆（2）外部；

所述形变杆（2）的其中一个表面上设置有产热电路（6），产热电路（6）两端设置有引出导线（7）；

所述锁紧件底座（1）的主体材质为形状记忆聚合物；

所述纤维增强相为长纤维或短切纤维；

所述连接杆（3）两端分别固接有连接杆固定块（4），连接杆固定块（4）上设置有螺纹孔；锁紧件通过螺栓穿过锁紧件底座（1）上设置的数个通孔与卫星主体连接；连接件通过螺栓穿过连接杆固定块（4）上设置的数个螺纹孔与折叠收拢状态的天线或太阳翼连接。

2.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述连接杆（3）和连接杆固定块（4）的材质为铝合金或钛合金。

3.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述蜂窝层中蜂窝单元为六棱柱，六棱柱的截面六边形，六边形的边长为0.25~0.35mm。

4.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述纤维增强相为玻璃纤维、氨纶纤维、凯夫拉纤维、芳纶纤维中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述纤维增强相为碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述产热电路（6）通过激光刻蚀或丝网印刷方式加工。

7.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述形状记忆聚合物为苯乙烯系形状记忆聚合物、聚酰亚胺聚合物、环氧树脂系形状记忆聚合物或氰酸酯系形状记忆聚合物。

8.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构，其特征在于：所述形变杆（2）的主体中纤维增强相的体积分数为5~60%。

9.如权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构的锁紧释放方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：

步骤一、赋形

取外径小于连接杆（3）0.1mm的成型杆，加热形变杆（2）使形变杆（2）产生弯曲变形，形变杆（2）弯曲变形后包覆在成型杆表面，形变杆（2）形状固定后撤出成型杆，即完成形变杆（2）的赋形；

步骤二、锁紧

将赋形后的形变杆（2）套设在连接杆（3）上，实现锁紧；

步骤三、释放

将产热电路（6）两端设置的引出导线（7）连接至电源，通电后产热电路（6）产热，当形变杆（2）温度提升至玻璃化转变温度以上时，形变杆（2）形状回复，即完成释放；

或将形变杆（2）的上设置的两根导线（5）连接至电源，通电后形变杆（2）内的碳纤维、石墨烯纤维或碳纳米管纤维产热，当形变杆（2）温度提升至玻璃化转变温度以上时，形变杆（2）形状回复至初始的平直状态，即完成释放。

10.如权利要求1所述的具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构中锁紧件的4D打印制备方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：

选择两个喷头的3D打印机，在其中一个喷头内安装形状记忆聚合物线材，在另一个喷头内安装纤维；获取具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构中锁紧件底座（1）和形变杆（2）的三维模型，将三维模型输入到3D打印机的打印系统中，生成运动轨迹代码，设置形状记忆聚合物线材和纤维同时出料，然后利用3D打印机进行具有蜂窝结构的自驱动重复锁紧释放机构中锁紧件的制备。