專利名稱：一種熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及受控分離機構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置。
背景技術(shù)：
已知的熱作用起動的受控分離裝置，特別是已知的煙火裝置(如爆炸螺栓)，在 受控分離裝置的中得到大量應用，其工作原理是利用火藥燃燒或爆炸產(chǎn)生的能量來完成釋 放功能，具有可靠性高、能量儲備大、作用時間短、結(jié)構(gòu)緊湊、組成簡單、重量和體積小等一 系列的優(yōu)點，但它也有一些不可克服的缺點，如工作時對結(jié)構(gòu)的沖擊很大，對其它裝置會 帶來不利的影響；可能產(chǎn)生有害氣體，污染物尤其對其它敏感設(shè)備，尤其鏡頭等帶來有害影 響；只能一次性使用等。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，用戶對航天器性價比的要求越來越高。為了 提高性能，降低成本，必然要求鎖緊釋放裝置具有低沖擊、無污染、安全可靠和可重復使用 的特性。國外基于電加熱作用熔斷線束原理的鎖緊分離機構(gòu)，如荷蘭航天(Dutch Space) 的多用途鎖緊釋放機構(gòu)(MHRM)，表現(xiàn)出了很強的應用前景，目前已在衛(wèi)星釋放分離、太陽電 池陣展開、天線展開、空間機械手釋放等方面得到應用。但是，現(xiàn)有的該類電熱鎖緊分離機 構(gòu)存在很大的缺點，即不耐用，可重復性差，耐沖擊能力弱；釋放功耗較大、釋放時間長；同 時結(jié)構(gòu)也存在不緊湊方面的缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、成本低而效率高的熱刀驅(qū) 動的鎖緊分離裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下本實用新型的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，包括分離塊組合、支撐座，其特征在于 還包括熱刀組合，所述的分離塊組合包括分離塊、分離塊座，所述的分離塊和分離塊座通過 線束纏繞成一體，在所述的線束上設(shè)置有固定所述線束的頂蓋，所述的熱刀組合包括熱刀 片與熱刀片相連的加熱裝置和驅(qū)動裝置，所述的分離塊座、熱刀組合分別和所述的支撐座 固定連接，且所述的熱刀片和所述的線束直接接觸；所述的分離塊上有供安裝被釋放物體 安裝孔，所述的支撐座有供所述的鎖緊分離裝置連接到釋放母體的安裝孔。優(yōu)選的，所述的分離塊和分離塊座為“工”形，所述的線束通過所述的“工”形中間 的橫梁，將所述的分離塊和分離塊座纏繞成一體。優(yōu)選的，所述的熱刀組合有兩個。優(yōu)選的，所述的熱刀組合中的加熱裝置包括兩個電極及其供電裝置，所述的兩個 電極分別通過套在其上的帶夾槽的金屬圓套連接到所述的熱刀片的正負極，所述的驅(qū)動裝 置包括依次套在所述的電極上的停止塞、驅(qū)動彈簧、電極導向座，其中，所述的停止塞緊挨 所述的金屬圓套，所述的驅(qū)動彈簧處于壓縮狀態(tài)；在所述的電極上、所述的電極導向座和熱 刀片之間的電極上還套有熱刀室，所述的熱刀室外套有側(cè)耳連接座，所述的側(cè)耳連接座和所述的熱刀室之間設(shè)置有使兩者之間位置相對固定的定位扣，所述的側(cè)耳連接座和所述的 支撐座固定連接。更優(yōu)選的，所述的熱刀室壁外側(cè)貼有聚酰亞胺薄膜。優(yōu)選的，所述的熱刀片采用不銹鋼材料基板，兩側(cè)表面鍍有高溫絕緣層，兩個絕緣 層面或單個絕緣層面鍍有金屬加熱材料。更優(yōu)選的，所述的金屬加熱材料為釕或者銀或者 銅。更優(yōu)選的，所述金屬加熱材料的形狀為鋸齒形、矩形或蛇形。優(yōu)選的，所述的線束為中高溫可熔斷材料。更優(yōu)選的。所述的中溫可熔斷材料是 凱夫拉或者超分子量聚乙烯或者尼龍材料。本實用新型的有益效果如下本實用新型的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置通過電極可以快速加熱熱刀片來迅速切 斷分離塊組合中高強度線束的原理，實現(xiàn)高強度鎖緊和快速分離。采用的新型熱刀片結(jié)構(gòu) 及其材質(zhì)選擇使得其能寬范圍的加熱升溫和耐高沖擊、可重復使用；由于能寬范圍的加溫， 所以對線束的選材自由度大。同時，本實用新型無爆炸沖擊，質(zhì)量輕、體積小，是一種高效 率、無污染、經(jīng)濟實用、可實現(xiàn)雙冗余設(shè)計、安全性好、可靠性高、易標準模塊化的鎖緊分離
直ο

圖1為本發(fā)明熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為分離塊組合的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為熱刀組合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為表面有鋸齒形金屬加熱材料的熱刀片的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為表面有矩形金屬加熱材料的熱刀片的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型的技術(shù)方案進一步說明。參見附圖1、附圖2，為本實用新型的一個實施例，包括分離塊組合12，支撐座13， 分離塊組合12包括分離塊21、分離塊座23，分離塊21和分離塊座13通過線束24纏繞成 一個整體，支撐座13上有夾槽，分離塊座13通過分離塊座螺釘26固定連接在支撐座13的 夾槽里，在分離塊13上設(shè)有供安裝被釋放物體的螺紋孔25，在線束24上還設(shè)置有其固定作 用的頂蓋22。參見附圖1，附圖3，為了保證裝置工作的可靠性，在本實用新型的熱刀驅(qū)動的鎖 緊分離裝置設(shè)置兩個互為全冗余備份的熱刀組合11，工作時只需其中任意一個通電，另一 個作為備份。熱刀組合11包括熱刀片301、電極304、電極供電裝置307，電極304通過套在 其上的帶有夾槽的金屬圓套302和熱刀片301的正負極相連，在電極304上緊挨金屬圓套 302還依次套有停止塞305、驅(qū)動彈簧303、電極導向座306，為了保護加熱裝置及驅(qū)動裝置， 在其外側(cè)套有熱刀室310，在熱刀室310外有側(cè)耳連接座308，側(cè)耳連接座308通過螺釘311 連接在支撐座13上夾槽的側(cè)板上，在側(cè)板上設(shè)孔，使熱刀片301和線束24直接接觸，熱刀 室310的一端和電極導向座306固定連接，使驅(qū)動彈簧303處于壓縮狀態(tài)，停止塞305的尺 寸要大于支撐座13夾槽側(cè)板上的孔尺寸，使停止塞305不能穿過該孔。本實用新型的熱刀片301采用不銹鋼材料基板31，兩側(cè)表面鍍有高溫絕緣層32，兩個絕緣層面或單個絕緣層面鍍有金屬加熱涂層，金屬加熱涂層可以做成不同的形狀，如 附圖4、附圖5所示，可以是鋸齒形43或者矩形51。熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置使用時，支撐座13通過四個安裝孔安裝在母體上，如衛(wèi) 星本體上；分離塊組合12中的分離塊21通過四個螺紋孔25和連接件與被釋放物體連接， 如衛(wèi)星的電池陣等。通電后，電流通過兩個熱刀組合11中的任意一個的電極304，使得其 熱刀片301快速發(fā)熱，熱刀片301的溫度在很短的時間內(nèi)升高至分離塊組合12中線束24 的熔點值或更高，接觸熱刀片301的線束24迅速熔斷。在驅(qū)動彈簧303的作用下，熱刀片 301不斷向前推進，切斷剩余的線束部分，直至完全切斷線束24，使得分離塊組合12中的分 離塊21完全自由，從而完成分離動作，分離塊組合12中的頂蓋22起固定線束24，防止被切 斷的線束被分散到其它地方的作用。為了更好的說明本實用新型的技術(shù)方案，進行了試制試用，具體如下(1)取支承座的底部安裝面為70mmX 60mm，高56mm，材質(zhì)為硬鋁。(2)熱刀片301為不銹鋼材料，尺寸為7mmX8mmX0. 8mm，絕緣層兩面鍍矩形金屬 釕。熱刀片301通過開有夾槽的黃銅圓套將熱刀片301上的正負極與兩個Φ3πιπι電極管連 接。驅(qū)動彈簧303為65Μη鋼，中徑為18mm，半徑為Φ0. 8mm,自由長度為100mm。停止塞305 與電極導向座306為聚四氟乙烯材料。(3)分離塊組合12中的線束24選用了超分子量聚乙烯材料，選用的產(chǎn)品名稱為迪 尼麻(Dyneema)線束，線徑Φ0. 14mm，常溫下單股可承受10磅的拉力，該線在160°C左右迅 速熔斷。(4)為防止真空冷焊現(xiàn)象，分離塊組合12中的分離塊21與分離座采用了不同材 質(zhì)，本實施例中，分離塊21為不銹鋼材料，分離座為硬鋁。分離塊21與被釋放物體之間的 連接螺紋有四個，規(guī)格為M4。分離塊座23與支撐座13之間的連接螺紋孔有兩個，規(guī)格為 M6。由此構(gòu)成的本發(fā)明熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置經(jīng)試制試用被證明效果顯著，達到了 設(shè)計要求。該熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置試用記錄記載，在常溫狀態(tài)下，該鎖緊裝置可以承受 5000N以上的拉力載荷；在對熱刀電極505供電后，IlV時，在30秒內(nèi)，均能切斷線束24，完 成分離動作；18V時，在15秒內(nèi)，均能切斷線束24，完成分離動作。試驗時，沒有煙霧和氣味 產(chǎn)生，安全無污染；任選其中一熱刀組合11，經(jīng)數(shù)十次的初步試驗考核，其熱刀片501均能 可靠有效地工作，滿足了可重復性要求。試用證明，該實施例可滿足鎖緊與釋放機構(gòu)領(lǐng)域的 特定任務需要。
權(quán)利要求熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，包括分離塊組合、支撐座，其特征在于還包括熱刀組合，所述的分離塊組合包括分離塊、分離塊座，所述的分離塊和分離塊座通過線束纏繞成一體，在所述的線束上設(shè)置有固定所述線束的頂蓋，所述的熱刀組合包括熱刀片與熱刀片相連的加熱裝置和驅(qū)動裝置，所述的分離塊座、熱刀組合分別和所述的支撐座固定連接，且所述的熱刀片和所述的線束直接接觸；所述的分離塊上有供安裝被釋放物體安裝孔，所述的支撐座有供所述的鎖緊分離裝置連接到釋放母體的安裝孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的分離塊和分 離塊座為“工”形，所述的線束通過所述的“工”形中間的橫梁，將所述的分離塊和分離塊座 纏繞成一體。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的熱刀組合有 兩個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的熱刀組合中 的加熱裝置包括兩個電極及其供電裝置，所述的兩個電極分別通過套在其上的帶夾槽的金 屬圓套連接到所述的熱刀片的正負極，所述的驅(qū)動裝置包括依次套在所述的電極上的停止 塞、驅(qū)動彈簧、電極導向座，其中，所述的停止塞緊挨所述的金屬圓套，所述的驅(qū)動彈簧處于 壓縮狀態(tài)；在所述的電極上、所述的電極導向座和熱刀片之間的電極上還套有熱刀室，所述 的熱刀室外套有側(cè)耳連接座，所述的側(cè)耳連接座和所述的熱刀室之間設(shè)置有使兩者之間位 置相對固定的定位扣，所述的側(cè)耳連接座和所述的支撐座固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的熱刀室壁外 側(cè)貼有聚酰亞胺薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的熱刀片采用 不銹鋼材料基板，兩側(cè)表面鍍有高溫絕緣層，兩個絕緣層面或單個絕緣層面鍍有金屬加熱 材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的金屬加熱材 料為釕或者銀或者銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述金屬加熱材料 的形狀為鋸齒形、矩形或蛇形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的線束為中高 溫可熔斷材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，其特征在于所述的中溫可熔斷 材料是凱夫拉或者超分子量聚乙烯或者尼龍材料。
專利摘要本實用新型公開了一種熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置，具有熱刀組合、分離塊組合、支撐座構(gòu)成。分離塊組合包括分離塊、分離塊座，分離塊和分離塊座通過線束纏繞成一體。分離塊組合固定連接在支撐座。熱刀組合有熱刀片及與其相連的加熱裝置和驅(qū)動裝置，熱刀組合固定連接在支撐座上，并且熱刀片和線束接觸。通電時，熱刀片由加熱裝置加熱，將接觸熱刀片線束熔斷，在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，熱刀片繼續(xù)向前熔斷剩下的線束，從而完成分離。本實用新型的熱刀驅(qū)動的鎖緊分離裝置無爆炸沖擊，質(zhì)量輕、體積小，可重復使用，是一種高效率、無污染、經(jīng)濟實用、可實現(xiàn)雙冗余設(shè)計、安全性好、可靠性高、易標準模塊化的鎖緊分離裝置。
文檔編號B26F3/08GK201633075SQ20102015835
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者吳治平 申請人:吳治平