基于形状记忆合金的空间展开装置的制作方法

1.本发明涉及空间飞行器展开机构领域，具体地，涉及一种基于形状记忆合金的空间展开装置。


背景技术：

2.空间飞行器的机械动作通常是人为控制的，即按照地面发出的指令来执行，具有很强的安全性。考虑到太空的具体环境，非人为控制的装置(即自动装置)风险很大。但是由于商业卫星发射数量急剧增长，飞行器的自动化装置有了更大的应用需求。
3.经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为cn109018448a，公开了一种连杆式压紧释放装置，包括基座、压紧螺母、法兰、压紧杆、压紧连杆、上支撑连杆、解锁弹簧、解锁销、解锁滑块、解锁连杆和下支撑连杆。通过压紧连杆与压紧杆的压紧面相互压紧，提高了承受的压紧力。采用压紧连杆、上支撑连杆、下支撑连杆和解锁连杆的连接形式安装于基座上。但是上述专利存在以下不足：该装置并未使用形状记忆合金材料，而且需要主动发送指令，无法实现自动释放。
4.经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为cn106553769a，公开了一种基于弹性势能的空间展开装置，包括：弹性件；公铰链，一端连接第一被连接体，顶部具有定位销；母铰链，一端连接第二被连接体，另一端通过弹性件与公铰链的另一端连接，母铰链的顶部具有与定位销相匹配的定位孔。还提供空间展开装置的展开与收拢方法，包括：空间展开装置进行展开时，弹性件由弯曲状态变为平直状态，使第一被连接体与第二被连接体位于同一平面；空间展开装置进行收拢时，折叠弹性件由平直状态变为弯曲状态，对第一被连接件和第二被连接件进行收拢定位。该专利技术就存在上述相关问题。
5.因此，本专利提出的基于形状记忆合金的空间展开装置具有独特的创新性和优点。一方面，将人为控制的装置改造为完全自动，必将减少相应的导线、电缆、单机等部分的重量，从而更好地实现卫星轻量化，提升发射效率。另一方面，传统的高轨卫星发射入轨需要几个小时，低轨商业卫星进入轨道只需要十几分钟。这意味着卫星在升空过程中的时间很短，自动装置受到太空复杂环境的影响较小，因此出现故障的风险会减小。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于形状记忆合金的空间展开装置。
7.根据本发明提供的一种基于形状记忆合金的空间展开装置，包括自动释放组件、展开杆以及固定法兰；
8.所述展开杆与所述固定法兰固定设置，所述固定法兰另一端固定设置在卫星本体的表面上；
9.所述自动释放组件包括底座、第一弹性件以及第二弹性件，所述底座上固定设置中心杆，所述中心杆上套设有锁定件，所述第一弹性件的一端与所述锁定件固定设置，所述
第一弹性件的另一端与展开部连接设置，所述第二弹性件设置在所述底座上；
10.所述自动释放组件压紧设置在所述展开杆上，所述第一弹性件拉伸设置在所述底座与所述展开部之间，所述第二弹性件向所述底座方向锁定所述锁定件设置；
11.所述自动释放组件与所述展开杆解锁设置，所述第一弹性件通过形变带动所述锁定件向所述展开杆方向进行移动，所述第二弹性件与所述锁定件解锁设置。
12.一些实施方式中，所述底座上固定设置固定板，所述固定板的两侧设有凸出板，所述凸出板上设有开孔，所述开孔内固定设置有横梁，所述第二弹性件套设在所述横梁上。
13.一些实施方式中，第一弹性件包括固定部和螺旋部，所述螺旋部采用弹性螺旋结构设置，所述螺旋部下端部固定设置在所述锁定件上，所述固定部固定设置在所述螺旋部的上端部。
14.一些实施方式中，第二弹性件包括卡扣部和弹性部，所述凸出板上设有固定孔，所述弹性部的两端分别固定在所述固定孔中，所述弹性部的中间设有所述卡扣部，所述卡扣部采用u型结构设置。
15.一些实施方式中，所述展开杆未设有自动释放组件的端部固定设置铰链，所述铰链另一端与所述固定法兰铰接设置。
16.一些实施方式中，所述第一弹性件采用sma弹簧，所述螺旋部采用形状记忆合金材料设置。
17.一些实施方式中，所述展开杆上开设有通孔，所述固定部穿设过所述通孔与所述展开杆卡扣设置，所述中心杆上纵向开设有滑道，所述锁定件内壁设有滑键，所述锁定件通过所述滑键对应所述滑道在所述中心杆上滑动设置。
18.一些实施方式中，所述第二弹性件采用平列双扭弹簧。
19.一些实施方式中，所述第一弹性件采用热缩型sma弹簧设置，所述第一弹性件通过阳光照射后进行收缩设置。
20.一些实施方式中，所述第一弹性件采用热胀型sma弹簧设置，所述第一弹性件通过阳光照射后进行伸长设置。
21.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
22.1、本发明通过设置自动释放组件，省略了传统空间飞行器释放装置的切割工具，使得展开装置能够自动展开，无需人为控制操作，因此减少了相应的导线、电缆、热敏电阻部分装置，减轻了机构的整体重量，使得机构的装配过程变得更加简单；
23.2、本发明通过设置第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件与第二弹性件相互锁定，通过第一弹性件的形变使得自动释放组件进行释放，使得展开装置进行展开，自动装置受到太空复杂环境的影响较小，降低出现故障的风险，且第一弹性件适应太空中复杂的温度变化环境。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本发明空间展开装置的结构示意图；
26.图2为本发明空间展开装置的释放状态图；
27.图3为本发明自动释放组件的结构示意图；
28.图4为本发明自动释放组件的爆炸示意图；
29.图5为本发明热缩型sma弹簧的工作过程图；
30.图6为本发明热胀型sma弹簧的工作过程图。
31.附图标记：
[0032][0033]
具体实施方式
[0034]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0035]
实施例1
[0036]
如图1所示为空间展开装置的结构示意图，包括自动释放组件1、展开杆2以及固定法兰4。展开杆2与固定法兰4固定设置，固定法兰4另一端固定设置在卫星本体的表面上。展开杆2未设有自动释放组件1的端部固定设置铰链3，铰链3另一端与固定法兰4铰接设置。
[0037]
如图3所示为自动释放组件的结构示意图，如图4所示为自动释放组件的爆炸示意图，自动释放组件1包括底座11、第一弹性件12以及第二弹性件13，底座11上固定设置中心杆112，中心杆112上套设有锁定件14，第一弹性件12的一端与锁定件14固定设置，第一弹性件12的另一端与展开部连接设置，第二弹性件13设置在底座11上。
[0038]
自动释放组件1压紧设置在展开杆2上，第一弹性件12拉伸设置在底座11与展开部之间，第二弹性件13向底座11方向锁定锁定件14设置。如图2所示为空间展开装置的释放状态图，自动释放组件1与展开杆2解锁设置，第一弹性件12通过形变带动锁定件14向展开杆2方向进行移动，第二弹性件13与锁定件14解锁设置。
[0039]
底座11上固定设置固定板111，固定板111的两侧设有凸出板，凸出板上设有开孔，开孔内固定设置有横梁113，第二弹性件13套设在横梁113上。第一弹性件12包括固定部122和螺旋部121，螺旋部121采用弹性螺旋结构设置，螺旋部121下端部固定设置在锁定件14上，固定部122固定设置在螺旋部121的上端部。在本实施例中，第一弹性件12采用sma弹簧，
螺旋部121采用形状记忆合金材料设置。
[0040]
第二弹性件13包括卡扣部131和弹性部132，凸出板上设有固定孔，弹性部132的两端分别固定在固定孔中，在本实施例中，弹性部132的两端可用j133结构胶封装在固定孔中。弹性部132的中间设有卡扣部131，卡扣部131采用u型结构设置。在本实施例中，第二弹性件13采用平列双扭弹簧。
[0041]
展开杆2上开设有通孔21，固定部122穿设过通孔21与展开杆2卡扣设置，中心杆112上纵向开设有滑道1121，锁定件14内壁设有滑键，锁定件14通过滑键对应滑道1121在中心杆112上滑动设置。
[0042]
第一弹性件12采用热缩型sma弹簧设置，如图5所示为热缩型sma弹簧的工作过程图，第一弹性件12通过阳光照射后进行收缩设置。导致第二弹性件13的u形卡扣部131被拉起，直到第二弹性件13与锁定件14相互分离，整个展开杆2带动第一弹性件12与锁定件14脱离了自动释放组件1，实现了展开，第二弹性件13回到松弛的初始位置。
[0043]
实施例2
[0044]
本实施例2是在实施例1的基础上形成，第一弹性件12采用热胀型sma弹簧设置，如图6所示为热胀型sma弹簧的工作过程图，第一弹性件12通过阳光照射后进行伸长设置。导致第二弹性件13的u形卡扣部131向下转动，直到第二弹性件13与锁定件14相互分离，整个展开杆2带动第一弹性件12与锁定件14脱离了自动释放组件1，展开杆在铰链力矩的驱动下展开，第二弹性件13回到松弛的初始位置。
[0045]
自动释放组件1与展开杆2处于压紧状态，自动释放组件1的底座11和固定法兰111被固定在卫星本体的表面上，第一弹性件12的固定部122穿设过通孔21与展开杆2卡扣设置，第一弹性件12拉伸设置在底座11与展开部之间，第二弹性件13向底座11方向锁定锁定件14设置，且底座4受到展开杆的压应力。自动释放组件1与展开杆2解锁设置，第一弹性件12通过形变带动锁定件14向展开杆2方向进行移动，如图2中所示，第二弹性件13与锁定件14解锁设置。sma弹簧的特征是受热收缩、还是受热伸长，在升温至相转变温度之后都可以实现自动释放，使整个机构顺利展开。
[0046]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0047]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。