一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，包括：记忆合金驱动组件(1)、解锁传动组件(2)、连接与分离组件(3)和缓冲捕获组件(4)；记忆合金驱动组件(1)通电后克服拉簧(6)的拉力，驱动触发轴(10)旋转，解除对一级摆臂(9)的限位，一级摆臂(9)旋转解除对二级摆臂(8)的限位，二级摆臂(8)旋转解除对主传力螺母(17)的限位，主传力螺母(17)转动使得承力杆(22)沿导向座(23)中心孔直线运动，实现解锁分离。本发明专利技术能够实现星箭间、星与载荷间牢固连接和解锁分离，具有大承载、低冲击、高可靠、可重复使用的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连接分离装置，特别涉及一种基于记忆合金驱动的连接分离装置。
技术介绍
在航天任务中，实现航天器本体与部件间、舱段间、航天器与运载火箭间以及航天器之间的连接和分离功能的机构称为连接分离装置，是星箭分离系统以及各种有效载荷分离系统中的关键部件。目前，航天领域应用的连接与分离装置大多基于火工动作原理，即通过爆炸冲击力切割、冲断或推出连接件以实现分离。但此类装置具有分离冲击强烈、附加污染明显和不可重复使用等不可克服的缺点。目前以记忆合金作为驱动源的分离装置，如分瓣螺母式的分离螺母装置，其结构机构特点决定了其承载能力较低。以石蜡、电磁作为驱动源的分离装置，由于驱动源自身驱动能力有限，分离装置的承载能力同样较低，且对工作环境温度敏感，锁紧的可靠性不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，能够实现星箭间、星与载荷间牢固连接和解锁分离，具有大承载、低冲击、高可靠、可重复使用的特点。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，包括：记忆合金驱动组件、解锁传动组件和连接与分离组件；记忆合金驱动组件中的记忆合金丝对折后形成的前端丝环与触发轴勾连，记忆合金丝通电收缩带动触发轴转动；解锁传动组件包括触发轴、传动壳体、一级摆臂、二级摆臂、拉簧；传动壳体底部沿周向分布有一级摆臂及二级摆臂的安装孔，触发轴安装在传动壳体的中心转轴处，并绕转轴转动，一级摆臂一端突出的转轴安装在一级摆臂的安装孔内，另一端由位于触发轴边缘的限位销进行限位；二级摆臂一端搭接在位于一级摆臂转轴上的限位面上，另一端突出的转轴插入二级摆臂的安装孔内；拉簧一端与传动壳体侧壁相连，另一端与触发轴相连；连接与分离组件包括主传力螺母、承力杆、螺母壳体、滚动轴承、推力轴承、导向座、分离弹簧、螺母和弹簧挡圈；螺母壳体一端与传动壳体连接，另一端固定在第一被连接件上；主传力螺母安装在螺母壳体内，传动壳体底部下端面中心处的凸台插入主传力螺母上端面中心凹槽内，滚动轴承安装在凸台和凹槽之间；主传力螺母下端面与螺母壳体之间安装推力轴承；二级摆臂的转轴底部通过限位销与主传力螺母连接；导向座安装于第二被连接件上；承力杆一端与主传力螺母下端面中心处的螺纹孔相连，另一端穿过第一被连接件和第二被连接件以及导向座的中心孔，并通过螺母锁紧，螺母安装在导向座及弹簧挡圈之间；分离弹簧套在螺母外侧，一端与导向座连接，另一端与弹簧挡圈连接。所述连接分离装置还包括缓冲捕获组件；缓冲捕获组件包括缓冲垫和捕获帽；捕获帽为壳体结构，缓冲垫安装在捕获帽的内侧底部，捕获帽套在螺母及弹簧挡圈外侧，固定安装在第二被连接件上。所述记忆合金驱动组件还包括压接端子、导线、端子安装座和转向环；记忆合金丝对折后尾端通过压接端子与导线连接，端子安装座将压接端子固定于传动壳体上；转向环沿传动壳体周向分布，记忆合金丝嵌入转向环侧边的定位槽内，使记忆合金丝张紧。所述承力杆与主传力螺母之间的螺纹为非自锁梯形螺纹。所述承力杆与导向座接触段为六方柱状结构，使得承力杆能够沿导向座的轴向运动。所述二级摆臂转轴处与传动壳体上盖之间、一级摆臂转轴处与传动壳体底部之间安装有扭簧。所述导向座与螺母之间安装球垫，球垫位于导向座的球窝内。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术的连接分离装置具有大承载、低冲击的特点；采用记忆合金作为解锁驱动装置驱动源，从源头降低解锁触发冲击，同时通过两级杠杆式摆臂设计，使预紧载荷逐级减小，实现小触发驱动力对大预紧力的解锁，使得本专利技术的承载力可达120KN以上，同时减小了记忆合金所需提供的驱动力，并通过在传动机构碰撞部件间设置缓冲垫，有效降低传动过程冲击，本专利技术在解锁分离时冲击在4000Hz频域内小于600g。(2)本专利技术的连接分离装置中采用的记忆合金具有双相记忆功能，与现有的火工品连接分离装置相比，本专利技术的记忆合金丝驱动源可实现多次重复使用，同时降低了成本。(3)本专利技术的连接分离装置中承力杆与导向座接触段的六方柱状结构设计，使得承力杆能够沿导向座的轴向运动，球垫避免预紧力加载时承力杆受到偏载作用，同时结合分离弹簧的冗余驱动，保证可靠分离，使得本专利技术的连接分离装置具有高度的可靠性。(4)本专利技术的连接分离装置中主传力螺母与承力杆间采用多线程、大升角的梯形螺纹配合，提高承力杆脱出速度，缩短连接分离装置的解锁分离响应时间。附图说明图1为本专利技术连接分离装置的结构组成图；图2为本专利技术的记忆合金驱动组件与解锁传动组件俯视结构图；图3为本专利技术的记忆合金驱动组件与解锁传动组件正视剖视图；图4为本专利技术的连接与分离组件与缓冲捕获组件的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供了一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，包括：记忆合金驱动组件1、解锁传动组件2、连接与分离组件3和缓冲捕获组件4。如图2所示，记忆合金驱动组件1包括记忆合金丝14、压接端子12、导线11、端子安装座13和转向环7；记忆合金丝14对折后形成的前端丝环与触发轴10勾连，尾端通过压接端子12与导线11连接，端子安装座13将压接端子12固定于传动壳体5上；转向环7沿传动壳体5周向分布，记忆合金丝14嵌入转向环7侧边的定位槽内，使记忆合金丝14张紧，导线11通电使得记忆合金丝14收缩带动触发轴10转动。转向环7一方面实现记忆合金丝的换向，一方面增大记忆合金的布局长度，使驱动组件可以输出足够的回复位移。转向环7的材料为非金属绝缘材料。端子安装座13用于实现压接端子12的固定与记忆合金丝14的绝缘。如图2、图3所示，解锁传动组件2包括触发轴10、传动壳体5、一级摆臂9、二级摆臂8、拉簧6、扭簧15；传动壳体5底部沿周向分布有一级摆臂9及二级摆臂8的安装孔，触发轴10安装在传动壳体5的中心转轴处，并绕转轴转动，一级摆臂9一端突出的转轴安装在一级摆臂9的安装孔内，另一端由位于触发轴10边缘的限位销进行限位；二级摆臂8一端搭接在位于一级摆臂9转轴上的限位面上，另一端突出的转轴插入二级摆臂8的安装孔内；拉簧6一端与传动壳体5侧壁相连，另一端与触发轴10相连；二级摆臂8转轴处与传动壳体5上盖之间、一级摆臂9转轴处与传动壳体5底部之间安装有扭簧15。触发轴10、一级摆臂9和二级摆臂8均可绕传动壳体5提供的转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，其特征在于，包括：记忆合金驱动组件(1)、解锁传动组件(2)和连接与分离组件(3)；记忆合金驱动组件(1)中的记忆合金丝(14)对折后形成的前端丝环与触发轴(10)勾连，记忆合金丝(14)通电收缩带动触发轴(10)转动；解锁传动组件(2)包括触发轴(10)、传动壳体(5)、一级摆臂(9)、二级摆臂(8)、拉簧(6)；传动壳体(5)底部沿周向分布有一级摆臂(9)及二级摆臂(8)的安装孔，触发轴(10)安装在传动壳体(5)的中心转轴处，并绕转轴转动，一级摆臂(9)一端突出的转轴安装在一级摆臂(9)的安装孔内，另一端由位于触发轴(10)边缘的限位销进行限位；二级摆臂(8)一端搭接在位于一级摆臂(9)转轴上的限位面上，另一端突出的转轴插入二级摆臂(8)的安装孔内；拉簧(6)一端与传动壳体(5)侧壁相连，另一端与触发轴(10)相连；连接与分离组件(3)包括主传力螺母(17)、承力杆(22)、螺母壳体(19)、滚动轴承(16)、推力轴承(18)、导向座(23)、分离弹簧(24)、螺母(26)和弹簧挡圈(27)；螺母壳体(19)一端与传动壳体(5)连接，另一端固定在第一被连接件(20)上；主传力螺母(17)安装在螺母壳体(19)内，传动壳体(5)底部下端面中心处的凸台插入主传力螺母(17)上端面中心凹槽内，滚动轴承(16)安装在凸台和凹槽之间；主传力螺母(17)下端面与螺母壳体(19)之间安装推力轴承(18)；二级摆臂(8)的转轴底部通过限位销与主传力螺母(17)连接；导向座(23)安装于第二被连接件(21)上；承力杆(22)一端与主传力螺母(17)下端面中心处的螺纹孔相连，另一端穿过第一被连接件(20)和第二被连接件(21)以及导向座(23)的中心孔，并通过螺母(26)锁紧，螺母(26)安装在导向座(23)及弹簧挡圈(27)之间；分离弹簧(24)套在螺母(26)外侧，一端与导向座(23)连接，另一端与弹簧挡圈(27)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种基于记忆合金驱动的大承载低冲击连接分离装置，其特征在于，
包括：记忆合金驱动组件(1)、解锁传动组件(2)和连接与分离组件(3)；
记忆合金驱动组件(1)中的记忆合金丝(14)对折后形成的前端丝环与触
发轴(10)勾连，记忆合金丝(14)通电收缩带动触发轴(10)转动；解
锁传动组件(2)包括触发轴(10)、传动壳体(5)、一级摆臂(9)、二
级摆臂(8)、拉簧(6)；传动壳体(5)底部沿周向分布有一级摆臂(9)
及二级摆臂(8)的安装孔，触发轴(10)安装在传动壳体(5)的中心转
轴处，并绕转轴转动，一级摆臂(9)一端突出的转轴安装在一级摆臂(9)
的安装孔内，另一端由位于触发轴(10)边缘的限位销进行限位；二级摆臂
(8)一端搭接在位于一级摆臂(9)转轴上的限位面上，另一端突出的转轴
插入二级摆臂(8)的安装孔内；拉簧(6)一端与传动壳体(5)侧壁相连，
另一端与触发轴(10)相连；连接与分离组件(3)包括主传力螺母(17)、
承力杆(22)、螺母壳体(19)、滚动轴承(16)、推力轴承(18)、导
向座(23)、分离弹簧(24)、螺母(26)和弹簧挡圈(27)；螺母壳体
(19)一端与传动壳体(5)连接，另一端固定在第一被连接件(20)上；
主传力螺母(17)安装在螺母壳体(19)内，传动壳体(5)底部下端面中
心处的凸台插入主传力螺母(17)上端面中心凹槽内，滚动轴承(16)安
装在凸台和凹槽之间；主传力螺母(17)下端面与螺母壳体(19)之间安
装推力轴承(18)；二级摆臂(8)的转轴底部通过限位销与主传力螺母(17)
连接；导向座(23)安装于第二被连接件(21)上；承力杆(22)一端与
主传力螺母(17)下端面中心处的螺纹孔相连，另一端穿过第一被连接件
(20)和第二被连接件(21)以及导向座(23)的中心孔，并通过螺母(26)
锁紧，螺母(26)安装在导向座(23)及弹簧挡圈(27)之间；分离弹簧
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓楠，田昀，张玉良，岳洪浩，吴君，刘锏泽，姚旗，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京;11
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