一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种采用记忆合金的星载伺服转台轴系锁紧装置，属于机械工程领域和航天领域。本发明专利技术提出了一种采用记忆合金的锁紧装置作为GEO伺服转台轴系的锁紧装置。现有航天设备常用的火工品锁紧装置有污染，不能重复利用，重量大。本发明专利技术其特征在于，在锁紧装置内放置TiNi记忆合金棒，利用记忆合金的记忆效应，加热时TiNi合金棒伸长，冷却时，恢复原状，驱动锁紧装置材料的弹性变形，从而实现对转动体的锁紧与解锁。本发明专利技术需要与GEO伺服转台轴系的驱动元件配合。采用本发明专利技术不仅能实现锁紧，还可提高系统的发射刚度，结构简单，可靠性高，经济成本低，且能够反复利用，取得的效益显著，宜于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置，在卫星发射时对GEO伺服转台实现锁紧，属于机械工程
和航天领域。
技术介绍
GEO伺服转台轴系由基座、转动体、高精度轴承、电机和光电编码器等组成，卫星发射时，为防止转动体的随机转动，并提高系统的刚度，需对转动体进行锁紧。GEO伺服转台中广泛应用各种压紧释放装置，目前GEO伺服转台轴系的锁紧装置主要采用火工品，火工品是装有火药或炸药，受外界刺激后产生燃烧或爆炸，以引燃火药、引爆炸药或作机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。该类锁紧装置具有一定的缺陷：爆炸时火药粉末会污染光学系统、爆炸残骸会伤及周围的结构和设备；爆炸冲击大、燃气释放多；不能循环利用，只能一次性使用的元器件，因此急需开发非火工品锁紧装置来满足更严苛多变的航天要求。
技术实现思路
为了克服上述技术的不足，针对GEO伺服转台使用特点，提出了一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置。锁紧装置中的加热丝8未通电加热时，通过锁紧体3本身材料的弹性变形对转动体进行锁紧，在锁紧体3不受力的状态下，锁紧体3的缝隙宽度比转动体1被夹持位置厚度略小，实现锁紧体3对转动体1的锁紧动作；当加热丝8通电加热时，TiNi记忆合金棒6吸收加热丝8的热量，当达到相变温度时TiNi记忆合金棒6的长度发生延伸，产生的变形力作用在锁紧体3上使锁紧体发生反向的弹性变形，卸掉对转动体1的锁紧力，此时外力驱动转动体1从锁紧体3中转出，实现锁紧结构释放动作。此结构提高了整个系统的刚度，避免轴承在卫星发射时承受过大的单项冲击载荷，并且不会对光学系统和周围其它结构和设备造成破坏，且能够重复利用，原理简单，可靠性高。本专利技术采用的技术方案为：1、锁紧装置主要包括：锁紧体3、TiNi记忆合金棒6和加热丝8；为减小轴系轴承在发射时所受冲击载荷，同时提高系统的刚度，每个轴系采用两个锁紧装置，通过固定锁紧体螺钉12对称固定于基座2上；2、锁紧装置利用TiNi记忆合金的形状记忆效应，通过对加热丝8通电或断电，使TiNi记忆合金棒6加热到相变温度或冷却至环境温度，外力驱动转动体1转入或转出锁紧体3，从而控制锁紧体3是否对转动体1锁紧；3、锁紧体3采用U型体设计，便于实现锁紧，U型口水平放置，用于锁紧转动体1，上下板厚度不同，上板厚度大于下板厚度，上侧开一U型槽用以调节上夹板与下夹板刚度，从而实现上、下夹板同步对轴系转动体1的锁紧或释放，保证锁紧体3上下的弹性变形近似相等，避免轴承承受锁紧体带来的上下不均匀载荷；4、TiNi记忆合金棒6放在锁紧体3的U型口内，TiNi记忆合金棒螺钉11把TiNi记忆合金棒6固定在锁紧体3上，当加热到记忆合金相变温度时，TiNi记忆合金棒6迅速伸长，产生的变形力作用在锁紧体3上使锁紧块发生反向的弹性变形，将锁紧体3的U型口扩张，冷却时记忆合金棒又能恢复到加热前的形状，此时在不受力的状态下，锁紧体3的缝隙宽度比转动体1被夹持位置厚度略小，通过自身的弹性变形对转动体1锁紧；5、加热丝8固定在TiNi记忆合金棒6内，提高热量利用率，减小对周围其它设备的热影响。附图说明图1为GEO伺服转台方位运动锁紧装置结构图，其中1为转动体，2为基座，3为锁紧体，该图同时作为摘要附图。图2为本专利锁紧装置示意图，图中4为锁紧体安装孔，5为锁紧体U型槽，6为TiNi记忆合金棒，7为加热丝线缆引出孔，8为加热丝，9固定记忆合金棒螺纹孔，10固定记忆合金安装孔，11固定TiNi记忆合金棒螺钉，12固定锁紧体螺钉。具体实施方式一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置，其特征在于：整个系统分以下几个部分：转动体1、基座2、锁紧体3、锁紧体安装孔4、锁紧体U型槽5、TiNi记忆合金棒6、加热丝线缆引出孔7、加热丝8、固定TiNi记忆合金棒螺纹孔9、固定TiNi记忆合金棒安装孔10、固定TiNi记忆合金棒螺钉11、固定锁紧体螺钉12；加热丝8固定在TiNi记忆合金棒6内，通过TiNi记忆合金棒螺钉11把TiNi记忆合金棒6固定在锁紧体3上，再通过锁紧体螺钉12把锁紧体3固定在基座2上；锁紧体3采用U型体设计，便于实现锁紧，U型口水平放置，用于锁紧转动体1，上下板厚度不同，上板厚度大于下板厚度，上侧开一U型槽用以调节上夹板与下夹板刚度，从而实现上、下夹板同步对轴系转动体1的锁紧或释放，保证锁紧体3上下的弹性变形近似相等，避免轴承承受锁紧体带来的上下不均匀载荷；加热丝8固定在TiNi记忆合金棒6内，提高热量利用率，减小对周围其它设备的热影响；此锁紧装置结构原理简单，主要原理是利用记忆合金的记忆效应和锁紧体材料自身的弹性变形来实现对转动体的锁紧和释放，可靠性高；本装置有两种工作模式：解锁模式，锁紧装置利用TiNi记忆合金棒6的形状记忆效应，当对加热丝8进行通电加热时，TiNi记忆合金棒6吸收加热丝的热量，TiNi记忆合金棒6的长度发生延伸，产生的变形力作用在锁紧体3上使锁紧体发生弹性变形，卸掉对转动体1的锁紧力，外力驱动转动体1从锁紧体3转出，实现锁紧结构的释放动作；锁紧模式，TiNi记忆合金棒6加热时，当TiNi记忆合金棒6达到相变温度并完成变形时，外力驱动转动体1转入锁紧体3，待TiNi记忆合金棒6完全冷却时恢复原始长度，此时在不受力的状态下，锁紧体3的缝隙宽度比转动体1被夹持位置厚度略小，通过自身的弹性变形对转动体1锁紧。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、实现了GEO伺服转台轴系的锁紧，结构简单可靠；2、提高了GEO伺服转台的安全性，避免了火药粉污染光学系统，残骸碎片伤及周围设备；3、可以循环利用，成本低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置，其特征在于包括：转动体（1）、基座（2）、锁紧体（3）、锁紧体安装孔（4）、锁紧体U型槽（5）、TiNi记忆合金棒（6）、加热丝线缆引出孔（7）、加热丝（8）、固定TiNi记忆合金棒螺纹孔（9）、固定TiNi记忆合金棒安装孔（10）、固定TiNi记忆合金棒螺钉（11）、固定锁紧体螺钉（12）；加热丝（8）固定在TiNi记忆合金棒（6）内，通过TiNi记忆合金棒螺钉（11）把TiNi记忆合金棒（6）固定在锁紧体（3）上，再通过锁紧体螺钉（12）把锁紧体（3）固定在基座（2）上。

【技术特征摘要】
1.一种采用记忆合金的GEO伺服转台轴系锁紧装置，其特征在于包括：转动体（1）、基座（2）、锁紧体（3）、锁紧体安装孔（4）、锁紧体U型槽（5）、TiNi记忆合金棒（6）、加热丝线缆引出孔（7）、加热丝（8）、固定TiNi记忆合金棒螺纹孔（9）、固定TiNi记忆合金棒安装孔（10）、固定TiNi记忆合金棒螺钉（11）、固定锁紧体螺钉（12）；加热丝（8）固定在TiNi记忆合金棒（6）内，通过TiNi记忆合金棒螺钉（11）把TiNi记忆合金棒（6）固定在锁紧体（3）上，再通过锁紧体螺钉（12）把锁紧体（3）固定在基座（2）上。2.锁紧体（3）采用U型体设计，便于实现锁紧，U型口水平放置，用于锁紧转动体（1），上下板厚度不同，上板厚度大于下板厚度，上侧开一U型槽用以调节上夹板与下夹板刚度，从而实现上、下夹板同步对轴系转动体（1）的锁紧或释放，保证锁紧体（3）上下的弹性变形近似相等，避免轴承承受锁紧体带来的上下不均匀载...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家齐，李小明，李响，白杨杨，李英超，孟立新，张立中，陶宗惠，康一丁，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22