[发明专利]基于形状记忆合金驱动的展开机构

说明书

本发明的基于形状记忆合金驱动的展开机构包括主杆、副杆、驱动器、铰链和限位块；所述驱动器包括形状记忆合金弹簧；所述主杆与所述副杆转动连接；所述驱动器安装在所述副杆上；所述铰链排布在所述主杆和所述副杆上，所述铰链一端与驱动器的形状记忆合金弹簧连接，所述铰链另一端固定在所述主杆上；所述主杆和所述副杆上各设有一限位块；对驱动器的形状记忆合金弹簧加热，形状记忆合金弹簧相变产生回复力，带动所述铰链运动，使所述主杆相对所述副杆转动，直至所述主杆上的限位块与所述副杆上的限位块接触，停止转动，实现所述主杆相对所述副杆转动展开并锁定。本发明的基于形状记忆合金驱动的展开机构解决太阳电池板展开过程速度不可控问题。

技术领域

本发明涉及航天器太阳电池板，具体涉及一种基于形状记忆合金驱动的展开机构。

背景技术

太阳电池板是卫星、载人飞船等空间飞行器的供能装置。太阳电池板安装在空间飞行器侧璧上，在空间飞行器发射和上升阶段，太阳电池板处于收拢状态，入轨后，太阳电池板在展开锁定机构的作用下展开并最终锁定。目前，大部分地球轨道空间飞行器的太阳电池板无源展开的速度无法控制，经研究表明，太阳电池板展开速度是导致碰撞力增加的因素之一。当太阳电池板展开到位时会产生瞬间撞击，当冲击超过基板的结构承载能力时，可能引起自身结构的破坏。例如冲击导致基板结构变形较大，可能引起表面的电池电路损坏，出现断路或短路故障；又如飞行器采用驱动机构对日定向，展开冲击力超过其承载能力，可能降低驱动机构的轴承的寿命或导电环的可靠性，甚至影响到飞行器本体的姿态运动及太阳电池板展开精度和稳定性。为此，需要一种减小展开速度或平稳控制展开速度的展开机构，减少展开撞击的载荷，减轻对太阳电池板的损害，减小对飞行器姿态的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于形状记忆合金驱动的展开机构，解决太阳电池板展开过程速度不可控问题。

为了达到上述的目的，本发明提供一种基于形状记忆合金驱动的展开机构，包括主杆、副杆、驱动器、铰链和限位块；所述驱动器包括形状记忆合金弹簧；所述主杆与所述副杆转动连接；所述驱动器安装在所述副杆上；所述铰链排布在所述主杆和所述副杆上，所述铰链一端与驱动器的形状记忆合金弹簧连接，所述铰链另一端固定在所述主杆上；所述主杆和所述副杆上各设有一限位块；对驱动器的形状记忆合金弹簧加热，形状记忆合金弹簧相变产生回复力，带动所述铰链运动，使所述主杆相对所述副杆转动，直至所述主杆上的限位块与所述副杆上的限位块接触，停止转动，实现所述主杆相对所述副杆转动展开并锁定。

上述基于形状记忆合金驱动的展开机构，其中，所述驱动器包括依次排布的偏置弹簧固定块、偏置弹簧、滑块、形状记忆合金弹簧和形状记忆合金弹簧固定块；所述形状记忆合金弹簧一端与所述形状记忆合金弹簧固定块固定连接，所述形状记忆合金弹簧另一端与所述滑块固定连接；所述偏置弹簧一端与所述滑块固定连接，所述偏置弹簧另一端与所述偏置弹簧固定块固定连接；所述滑块连接所述铰链。

上述基于形状记忆合金驱动的展开机构，其中，所述驱动器还包括驱动器外壳，所述偏置弹簧固定块、所述偏置弹簧、所述滑块、所述形状记忆合金弹簧和所述形状记忆合金弹簧固定块均置于所述驱动器外壳内，所述偏置弹簧固定块和所述形状记忆合金弹簧固定块与所述驱动器外壳固定连接；所述驱动器通过驱动器固定块安装在所述副杆上。

上述基于形状记忆合金驱动的展开机构，其中，所述形状记忆合金弹簧有电阻抗，形状记忆弹簧通电后发热。

上述基于形状记忆合金驱动的展开机构，其中，所述铰链包括多个滑轮和钢丝；在所述主杆和所述副杆上均安装有所述滑轮，所述滑轮通过滑轮固定轴套或滑轮固定轴安装；所述钢丝一端连接驱动器的形状记忆合金弹簧，所述钢丝另一端依次绕过副杆上的滑轮、主杆上的滑轮后固定在所述主杆上。