專利名稱：活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種桿狀展開鎖定裝置，特別是一種記憶合金自動(dòng)鎖定桿狀展 開鎖定裝置，可作為衛(wèi)星固定太陽帆板等的支撐機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
太陽電池板展開鎖定裝置用于實(shí)現(xiàn)航天器太陽電池板由發(fā)射收攏狀態(tài)到 入專九展開鎖定的工作狀態(tài)。我國現(xiàn)有衛(wèi)星太陽帆々反大都采用折疊式剛性基寺反， 通過鉸鏈扭簧展開鎖定。小衛(wèi)星也沿用傳統(tǒng)的鉸鏈扭簧展開鎖定機(jī)構(gòu)，太陽帆 板展開后剛度低，基頻小。
中國專利公開號(hào)CN2815880，
公開日是2006年9月13日，名稱為"太
陽能電池帆板伸直及定位機(jī)構(gòu)"中公開了采用展直扭簧、扎緊尼龍帶、扎緊尼 龍帶熔斷機(jī)構(gòu)及太陽能電池帆板展直定位機(jī)構(gòu)來展開并定位太陽翼的方法。該 方法是太陽能電池帆板在進(jìn)入太空后，將電阻絲通電，燒斷尼龍帶，太陽能電 池帆板在扭簧的彈力作用下展開。當(dāng)太陽能電池帆板展開后，利用定位銷拉入 定位管中，使太陽能電池帆板組構(gòu)成一個(gè)平面陣列。其不足之處是當(dāng)太陽翼 為單板太陽翼時(shí)，扎緊尼龍帶及扎緊尼龍帶熔斷機(jī)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜，展開后頻率 較低。
上海宇航系統(tǒng)工程研究所的張武等人在2006年5月的《機(jī)械設(shè)計(jì)》期刊 上發(fā)表的"太陽電池陣多次展開鎖定機(jī)構(gòu)研究" 一文。文中介紹了一種用于某 衛(wèi)星太陽電池陣板間多次展開鎖定機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可以分步展開太陽電池板。這 種機(jī)械鎖的主要作用是在太陽板完全展開后對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖定，并使太陽板一直 保持在工作狀態(tài)。公鉸鏈展開接近末端時(shí)，鎖臂被迫逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)公鉸鏈展 開到位時(shí)，鎖臂在壓簧的作用下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)壓入鎖定槽內(nèi)，同時(shí)鎖臂的凸出物 壓住驅(qū)動(dòng)桿頂端，公鉸鏈底端也被母鉸鏈頂住，最終實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)機(jī)械鎖定，這種
機(jī)構(gòu)雖易控制，但是由于是單點(diǎn)機(jī)械鎖定，其鎖定剛度仍然不高，且可靠性較 低。
目前的敏捷小衛(wèi)星需要太陽帆板展開剛度高，基頻大，僅靠鉸鏈扭簧展開
鎖定機(jī)構(gòu)時(shí)太陽帆板基頻只能達(dá)到3Hz左右，已不能滿足敏捷小衛(wèi)星發(fā)展的需 要。有關(guān)剛度高、基頻大的太陽帆板展開鎖定機(jī)構(gòu)未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種剛度好、 基頻高的活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，包括上撐桿、 下?lián)螚U、內(nèi)接頭、外接頭、雙頭鎖定銷、渦巻簧；內(nèi)接頭與上撐桿固定連接， 外接頭與下?lián)螚U固定連接，外接頭的兩個(gè)側(cè)面擋板上分別開有一個(gè)鎖定孔；渦 巻簧一端固定在內(nèi)接頭上，另一端固定在外接頭上，為撐桿展開提供動(dòng)力；雙 頭鎖定銷固定安裝在內(nèi)接頭上，由壓簧、錐形定位銷、滾珠軸承和雙銷滑動(dòng)桿 組成；錐形定位銷位于雙銷滑動(dòng)桿兩端，錐形定位銷外端固定的滾珠軸承與外 接頭的擋板接觸；雙銷滑動(dòng)桿中部套有壓簧，用于推動(dòng)兩端的錐形定位銷。
所述活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置還包括用于調(diào)節(jié)渦巻簧預(yù)緊力的調(diào) 節(jié)手輪。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
(1 )本發(fā)明采用帶有雙頭滾珠軸承和錐形定位銷的雙頭鎖定銷進(jìn)行機(jī)構(gòu) 鎖定，減小了撐桿展開過程中的摩擦力；鎖定時(shí)利用記憶合金壓簧將錐形定位 銷彈入外接頭鎖定孔內(nèi)，可以滿足高可靠、高剛度的設(shè)計(jì)要求。
(2) 本發(fā)明的滾珠軸承和錐形定位銷均采用雙頭方式，只要任一端錐形 定位銷被彈入鎖定孔內(nèi)就可鎖定，與利用常規(guī)鎖定機(jī)構(gòu)相比，鎖定時(shí)沖擊小， 平穩(wěn)性好，可靠性高。
(3) 本發(fā)明鎖定機(jī)構(gòu)應(yīng)用在1000kg級(jí)的敏捷小衛(wèi)星固定單翼太陽帆板支 撐上，太陽帆板展開狀態(tài)基頻可達(dá)10Hz以上，與僅靠現(xiàn)有鉸鏈扭簧展開鎖定
機(jī)構(gòu)時(shí)太陽帆板基頻3Hz左右，成倍提高了太陽帆板展開剛度。


圖1為撐桿機(jī)構(gòu)展開狀態(tài)零件分解示意圖； 圖2為撐桿機(jī)構(gòu)折疊狀態(tài)示意圖； 圖3為撐桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中間狀態(tài)示意圖； 圖4為本發(fā)明機(jī)構(gòu)所采用的雙頭鎖定銷示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過應(yīng)用在1000kg級(jí)的敏捷小衛(wèi)星固定單翼太陽帆板支撐上的活動(dòng) 撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，包括上撐桿1、 下?lián)螚U2、內(nèi)接頭3、外接頭4、雙頭鎖定銷5、渦巻簧12、外接頭4側(cè)面開 有鎖定孔13、用于預(yù)置渦巻簧12預(yù)緊力的調(diào)節(jié)手輪14。內(nèi)接頭3與上撐桿1 固定連接，外接頭4與下?lián)螚U2固定連接；渦巻簧12—端固定在內(nèi)接頭3上， 另 一端固定在外接頭4上；內(nèi)接頭3上還安裝有雙頭鎖定銷5。
如圖4所示，雙頭鎖定銷5由錐形定位銷6、 7、滾珠軸岸義8、 9、雙銷滑 動(dòng)桿10和記憶合金壓簧11組成；錐形定位銷6、 7分別位于雙銷滑動(dòng)桿10的 兩端，滾珠軸承9固定在錐形定位銷6的外端與外接頭4的擋板*接觸，滾珠軸 承8固定在錐形定位銷7的外端與外接頭4的擋板接觸；雙銷滑動(dòng)桿10中部 套有記憶合金壓簧11，用于推動(dòng)兩端的錐形定位銷6、 7。
當(dāng)撐桿折疊收攏時(shí)，通過調(diào)節(jié)手輪14預(yù)置渦巻簧12旋轉(zhuǎn)角度獲得預(yù)緊力， 雙頭鎖定銷5在外接頭4擋板的作用下處于壓緊狀態(tài)；當(dāng)撐桿釋^0^開時(shí)，內(nèi) 接頭3、外接頭4在渦巻簧12的作用力下旋轉(zhuǎn)展開，雙頭鎖定銷5的滾珠軸 承8、 9沿外接頭4內(nèi)側(cè)滾動(dòng)，減小撐桿展開時(shí)的摩擦阻力，便于撐桿順利展 開；當(dāng)上撐桿1和下?lián)螚U2展直到位時(shí)，雙頭鎖定銷5轉(zhuǎn)動(dòng)到外"l妄頭鎖定孔13 處，雙頭鎖定銷5兩端的錐形定位銷6、 7在記憶合金壓簧11的作用下被彈入 外才妄頭鎖定孔13內(nèi)，實(shí)現(xiàn)撐桿鎖定。 具體展開步驟為
(1 )用調(diào)節(jié)手4侖14調(diào)整渦巻簧12彈力的大小后，撐桿進(jìn)入工作狀態(tài)。 航天器處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，撐桿1與撐桿2折疊收攏，太陽電池板在壓緊點(diǎn)處壓 緊力作用下收攏固定在航天器本體上；此時(shí)與撐桿1連接的內(nèi)接頭3和與撐桿 2連接的外接頭4處于折疊狀態(tài)，位于內(nèi)接頭3上的錐形定位銷6、 7在外接 頭擋板的作用下處于壓緊狀態(tài)，如圖2所示。
(2) 航天器入軌后，記憶合金解鎖器通電解鎖，收攏的單太陽電池板壓 緊點(diǎn)松開；在渦巻簧12的作用下內(nèi)接頭3和外接頭4展開，與^目應(yīng)連接的 撐桿1和撐桿2也隨動(dòng)展開；此時(shí)，內(nèi)接頭3和外接頭4的角度由折疊狀態(tài)慢 慢增大，由于與錐形定位銷6、 7相連的滾珠軸承8、 9的作用，使得其與外接 頭4的接觸部位為滾動(dòng)摩擦，摩擦力小，便于順暢展開，如圖3所示。
(3) 當(dāng)內(nèi)接頭3和外接頭4旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到180°時(shí)，相應(yīng)的撐桿1和撐 桿2也已經(jīng)被推動(dòng)到成一直線工作時(shí)的位置，此時(shí)太陽電池板也已經(jīng)完全展開 到位，就需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖定，并使太陽電池板一直保持在工作狀態(tài)。這個(gè)過 程中錐形定位銷6、 7轉(zhuǎn)到位于外接頭4上的鎖定孔13處，錐形定位銷6、 7 在記憶合金壓簧5彈力的作用下彈入鎖定孔13內(nèi)而鎖定機(jī)構(gòu)，阻止機(jī)構(gòu)繼續(xù) 運(yùn)動(dòng)，并承受展開時(shí)的沖擊載荷。此時(shí)撐桿1和撐桿2處于展開鎖定狀態(tài)，太 陽電池板展開狀態(tài)基頻可達(dá)要求的10Hz以上。
權(quán)利要求
1.活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，其特征在于:包括上撐桿(1)、下?lián)螚U(2)、內(nèi)接頭(3)、外接頭(4)、雙頭鎖定銷(5)、渦卷簧(12)；內(nèi)接頭(3)與上撐桿(1)固定連接，外接頭(4)與下?lián)螚U(2)固定連接，外接頭(4)的兩個(gè)側(cè)面擋板上各開有一個(gè)鎖定孔(13)；渦卷簧(12)一端固定在內(nèi)接頭(3)上，另一端固定在外接頭(4)上，為撐桿展開提供動(dòng)力；雙頭鎖定銷(5)固定安裝在內(nèi)接頭(3)上，由壓簧(11)、兩個(gè)錐形定位銷(6、7)、兩個(gè)滾珠軸承(8、9)和雙銷滑動(dòng)桿(10)組成；錐形定位銷(6、7)分別位于雙銷滑動(dòng)桿(10)兩端，錐形定位銷(6、7)外端固定的滾珠軸承(9、8)與外接頭(4)的擋板接觸；雙銷滑動(dòng)桿(10)中部套有壓簧(11)，用于推動(dòng)兩端的錐形定位銷(6、7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，其特征在于還 包括用于調(diào)節(jié)渦巻簧(12)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)手4侖(14)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，其特征在于 所述壓簧(11 )為記憶合金壓簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活動(dòng)撐桿記憶合金自動(dòng)鎖定裝置，包括上撐桿(1)、下?lián)螚U(2)、內(nèi)接頭(3)、外接頭(4)、雙頭鎖定銷(5)、渦卷簧(12)；內(nèi)接頭(3)與上撐桿(1)固定連接，外接頭(4)與下?lián)螚U(2)固定連接，外接頭(4)的擋板上開有鎖定孔(13)；渦卷簧(12)一端固定在內(nèi)接頭(3)上，另一端固定在外接頭(4)上，為撐桿展開提供動(dòng)力；雙頭鎖定銷(5)固定安裝在內(nèi)接頭(3)上。本發(fā)明的雙頭鎖定銷(5)帶有兩個(gè)滾珠軸承(8、9)和兩個(gè)錐形定位銷(6、7)，減小了撐桿展開過程中的摩擦力；鎖定時(shí)利用記憶合金壓簧(11)將錐形定位銷(6、7)彈入外接頭鎖定孔(13)內(nèi)，滿足高剛度、高可靠的設(shè)計(jì)要求。
文檔編號(hào)F16B7/00GK101372995SQ20081022283
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者冷允激, 劉勝利, 包錦忠, 李艷輝, 高永新 申請(qǐng)人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司