一種卡槽式可控解鎖裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件和驅動被分離部件產生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體和設置于容納缸體中的解鎖驅動裝置，所述的解鎖驅動裝置主要形狀記憶合金彈簧和卡扣、卡槽結構組成。本實用新型采用可逆、可重復工作的形狀記憶合金彈簧驅動卡扣，驅動卡扣運動從而控制被分離部件的自鎖與解鎖，能夠在多種工況下迅速、準確地實現被分離部件與分離部件分離。同時該解鎖裝置結構簡單、運動靈活、使用維護方便、可循環多次利用、無污染，提高了解鎖裝置的可靠性、穩定性及使用壽命，推進了航天器的發展。
【專利說明】一種卡槽式可控解鎖裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可控解鎖裝置，尤其是一種采用形狀記憶合金驅動的可控解鎖裝置，屬于機械工程與智能材料應用學科領域。
【背景技術】
[0002]航天領域常需要采用一些解鎖裝置來控制航天器內部機構的分離，在分離過程中解鎖裝置性能的優劣直接關系到航天器飛行任務的成敗。因此應用于航天領域的解鎖裝置分離之前必須要確保被分離部件與分離部件之間的連接可靠且處于一種自鎖狀態；在分離時，要保證被分離部件與分離部件的可靠分離，并確保分離過程中或分離之后不影響航天結構的后續工作。現有技術中常采用的解鎖裝置多以爆炸解鎖方式為主，圖1為現有技術中一種削弱槽式爆炸螺栓，主要由導爆索11、螺栓體12、炸藥13、第一被連接件14、削弱槽15、第二被連接件16構成，當導爆索11獲得激勵信號引爆螺栓體12內部的炸藥13，被引爆的炸藥13產生的內能使螺栓體12的內部壓力升高，迫使螺栓體12在削弱槽15處斷裂，從而實現第一被連接件14與第二被連接件16的分離。該種結構的解鎖裝置在爆炸時產生的爆炸產物會從分離面溢出，而且爆炸會產生碎片，對周圍的設備或環境造成一定程度的污染，嚴重的有可能會影響到航天器的后續工作，其次現有技術中的該種解鎖方式為一次性機構不能重復多次利用，造成不必要的能源浪費及阻礙了航天器的發展。
【發明內容】
[0003]技術問題
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于形狀記憶合金材料的可控解鎖裝置，該可控裝置利用卡扣結構并結合形狀記憶合金彈簧的性能實現裝置的可控解鎖。
[0005]技術方案
[0006]為了解決上述的技術問題，本實用新型的卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件和驅動被分離部件產生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體和設置于容納缸體中的解鎖驅動裝置，所述的容納缸體由分隔的第一缸體和第二缸體組成，所述的第一缸體和第二缸體之間設有一通孔；所述的解鎖驅動裝置包括設置于通孔中的卡扣、設置于第一缸體中的預緊彈簧和設置于第二缸體中的形狀記憶合金彈簧，其中，所述的卡扣朝向第一缸體的第一施力面設有第一導向斜面和第一止滑面，所述卡扣朝向第二缸體的第二施力面止擋形狀記憶合金彈簧的第一端，形狀記憶合金彈簧的第二端受用于封閉第二缸體的蓋板止擋；所述預緊彈簧的遠離分離部件的一端受第一缸體內壁止擋；所述被分離部件朝向第二缸體的表面設有一卡槽，所述的卡槽外表面由第二導向斜面和第二止滑面構成，所述的卡扣的第一止滑面與卡槽的第二止滑面相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧套設于加熱導柱上，所述的加熱導柱用于加熱形狀記憶合金彈簧使其產生形變。
[0007]更進一步地，所述的加熱導柱底端固定于蓋板上，其內部設有一組加熱裝置，加熱裝置通過導線與外部控制電路連接。一般地，所述的加熱導柱底端開設多個螺紋孔，通過螺栓將加熱導柱整體固定的蓋板上。所述的加熱導柱一般由易導熱且耐高溫的金屬材料或高分子材料制成。
[0008]所述的形狀記憶合金彈簧受熱超過預定溫度時，沿自身長度方向發生縮短變形，當溫度降低時能夠恢復到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環工作。
[0009]本實用新型的可控解鎖裝置中，所述的被分離部件在外力作用下裝配于第一缸體中，當被分離部件運動到一定位置，所述的被分離部件上卡槽的第二止滑面與卡扣的第一止滑面相接觸，此時卡扣自鎖于卡槽，實現將被分離部件自鎖于容納缸體，其中所述的預緊彈簧受到所述的分離部件的外壓力作用而處于壓縮狀態。
[0010]加熱導柱中的加熱裝置對導柱進行加熱，所述的套裝于導柱的形狀記憶合金彈簧受熱，當溫度超過一定值時，形狀記憶合金彈簧沿自身長度方向發生縮短變形，變形后的形狀記憶合金彈簧帶動固定于其頂部的卡扣，迫使卡扣與卡槽相脫離，被分離部件處于解鎖狀態，而處于預緊狀態的預緊彈簧推動分離部件向外運動，從而實現被分離部件與容納缸體的分離。為保證順利解鎖，所述的預緊彈簧產生的預緊力大于解鎖狀態時被分離部件向外運動所需的彈射力。
[0011]有益效果
[0012]本實用新型采用可逆、可重復工作的形狀記憶合金彈簧驅動卡扣，驅動卡扣運動從而控制被分離部件的自鎖與解鎖，能夠在多種工況下迅速、準確地實現被分離部件與分離部件分離。同時該解鎖裝置結構簡單、運動靈活、使用維護方便、可循環多次利用、無污染，提高了解鎖裝置的可靠性、穩定性及使用壽命，推進了航天器的發展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為現有技術中的一種解鎖裝置結構示意圖；
[0014]圖2 Ca)為本實用新型可控解鎖裝置形狀記憶合金彈簧受熱前狀態示意圖；(b)為本實用新型可控解鎖裝置形狀記憶合金彈簧受熱時狀態示意圖；
[0015]圖3為本實用新型可控解鎖裝置被分離部件結構示意圖；
[0016]圖4為本實用新型可控解鎖裝置彈性卡扣結構示意圖；
[0017]圖5為本實用新型可控解鎖裝置加熱導柱工作示意圖；
[0018]圖6為本實用新型可控解鎖裝置缸體結構示意圖；
[0019]圖7為本實用新型可控解鎖裝置初始狀態結構示意圖；
[0020]圖8為本實用新型可控解鎖裝置自鎖狀態結構示意圖；
[0021]圖9為本實用新型可控解鎖裝置解鎖狀態結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本實用新型的技術方案進行進一步說明。
[0023]如圖3、圖4、圖6和圖7所示，本實施例的卡槽式可控解鎖裝置包括被分離部件71和驅動被分離部件71產生位移的解鎖裝置，所述的解鎖裝置包括一容納缸體72和設置于容納缸體72中的解鎖驅動裝置，所述的容納缸體72由分隔的第一缸體61和第二缸體64組成，所述的第一缸體61和第二缸體64之間設有一通孔63 ;所述的解鎖驅動裝置包括設置于通孔63中的卡扣73、設置于第一缸體61中的預緊彈簧74和設置于第二缸體64中的形狀記憶合金彈簧75,其中,所述的卡扣73朝向第一缸體61的第一施力面41設有第一導向斜面42和第一止滑面44，所述卡扣73朝向第二缸體64的第二施力面43止擋形狀記憶合金彈簧75的第一端，形狀記憶合金彈簧75的第二端受用于封閉第二缸體64的蓋板77止擋；所述預緊彈簧75的遠離被分離部件71的一端受第一缸體61內壁止擋；所述被分離部件71朝向第二缸體64的表面33設有一卡槽35，所述的卡槽35外表面由第二導向斜面36和第二止滑面34構成，所述的卡扣73的第一止滑面44與卡槽的第二止滑面34相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧75套設于加熱導柱76上，所述的加熱導柱76用于加熱形狀記憶合金彈簧75使其產生形變。所述的蓋板77通過螺栓78固定于容納缸體72的外表面65設有的螺紋孔66中。
[0024]如圖2所示，所述的形狀記憶合金彈簧75受熱超過預定溫度時，沿自身長度方向發生縮短變形，當溫度降低時能夠恢復到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環工作；形狀記憶合金彈簧75以絲狀形狀記憶合金材料為基體材料，通過特殊工藝定型加工制作，然后截去兩端用于固定的部分，最終得到形狀記憶合金彈簧成品。當裝置處于自鎖狀態時，其第一端21固定在卡扣73的施力面，第二端22固定在蓋板77上；將裝置處于解鎖狀態時，形狀記憶合金彈簧75縮短變形，其第一端21帶動卡扣73運動，使卡扣73與卡槽35分離，使被分離部件71處于解鎖狀態。
[0025]如圖5、圖7所示，加熱導柱76底端固定于蓋板77上，其內部設有一組加熱裝置52，加熱裝置52通過外接導線55與外部控制電路57連接。外部電路57由中控器、開關、溫度傳感器、溫度控制器、開關組成。
[0026]如圖7、圖8和圖9所示，在被分離部件71的左表面31上施加一外力，被分離部件71在外力作用下沿第一缸體61的第一內表面62運動，當卡槽35的第二導向斜面36運動至卡扣73的第一導向斜面42時，卡槽35對卡扣73施加一作用力，卡扣73在該作用力的作用下運動，隨著卡槽35運動的繼續，當卡槽35的第二止滑面34運動到卡扣73的第一止滑面44，第二止滑面34與第一止滑面44相配合自鎖，卡扣73對被分離部件71運動產生一阻力作用，從而將被分離部件71自鎖于容納缸體72，其自鎖狀態如圖8所示。
[0027]當給外部控制電路57施加一激勵信號，外部控制電路57進入工作狀態控制加熱裝置52對加熱導柱76加熱，套裝于加熱導柱76的形狀記憶合金彈簧75受熱，當溫度超過一定的值，形狀記憶合金彈簧75沿其自身長度方向發生縮短變形，縮短后的形狀記憶合金彈簧75帶動固定于其第一端21的卡扣73，迫使卡扣73與卡槽35相脫離，使被分離部件71處于解鎖狀態，此時處于預緊壓縮狀態的預緊彈簧74推動被分離部件71在向外運動，完成被分離部件71與缸體72的分離，其解鎖狀態如圖9所示。當分離過程完成后，溫度控制器向外部控制電路57發生一脈沖信號，使外部控制電路57停止工作，形狀記憶合金彈簧75逐漸恢復其初始形狀，進入下一個工作周期的準備狀態，從而實現解鎖裝置的可逆循環工作。
【權利要求】
1.一種卡槽式可控解鎖裝置，包括被分離部件(71)和驅動被分離部件(71)產生位移的解鎖裝置，其特征在于，所述的解鎖裝置包括一容納缸體(72)和設置于容納缸體(72)中的解鎖驅動裝置，所述的容納缸體(72)由分隔的第一缸體(61)和第二缸體(64)組成，所述的第一缸體(61)和第二缸體(64)之間設有一通孔(63);所述的解鎖驅動裝置包括設置于通孔(63)中的卡扣(73)、設置于第一缸體(61)中的預緊彈簧(74)和設置于第二缸體(64)中的形狀記憶合金彈簧(75)，其中，所述的卡扣(73)朝向第一缸體(61)的第一施力面(41)設有第一導向斜面(42)和第一止滑面(44)，所述卡扣(73)朝向第二缸體(64)的第二施力面(43)止擋形狀記憶合金彈簧(75)的第一端，形狀記憶合金彈簧(75)的第二端受用于封閉第二缸體(64)的蓋板(77)止擋；所述預緊彈簧(75)的遠離分離部件(71)的一端受第一缸體(61)內壁止擋；所述被分離部件(71)朝向第二缸體(64)的表面(33)設有一卡槽(35)，所述的卡槽(35)外表面由第二導向斜面(36)和第二止滑面(34)構成，所述的卡扣(73)的第一止滑面(44)與卡槽的第二止滑面(34)相接觸時彼此間形成自鎖；所述的形狀記憶合金彈簧(75)套設于加熱導柱(76)上，所述的加熱導柱(76)用于加熱形狀記憶合金彈簧(75)使其產生形變。
2.如權利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，所述的加熱導柱(76)底端固定于蓋板(77)上，其內部設有一組加熱裝置(52)，加熱裝置(52)通過外接導線(55)與外部控制電路(57)連接。
3.如權利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于:所述的形狀記憶合金彈簧(75)受熱超過預定溫度時，沿自身長度方向發生縮短變形，當溫度降低時能夠恢復到其變形前的初始形狀，而且能夠多次可逆循環工作。
4.如權利要求2所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，外部電路(57)由中控器、開關、溫度傳感器、溫度控制器和開關組成。
5.如權利要求1所述的卡槽式可控解鎖裝置，其特征在于，所述的加熱導柱(76)由易導熱且耐高溫的金屬材料或高分子材料制成。
【文檔編號】B64G1/64GK203461146SQ201320412646
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月11日 優先權日:2013年7月11日
【發明者】曹炳鑫, 張建輝, 陳道根, 紀晶 申請人:南京航空航天大學