一种锁紧释放与驱动旋转机构制造技术

本发明专利技术提供了一种锁紧释放与驱动旋转机构，包括底座、锁具、驱动装置与载荷；底座适于固定在航天器上；锁具设置在底座与载荷之间，锁具包括锁紧片，锁紧片由形状记忆聚合物制成，锁紧片发生形变前锁具处于锁定状态，底座与载荷通过锁具固定；锁紧片发生形变后锁具处于打开状态，底座与载荷分离；驱动装置与载荷连接，当锁具处于打开状态时，驱动装置适于带动载荷旋转并远离底座，驱动装置由形状记忆聚合物制成；载荷为相机、天线或转接板。本发明专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，实现锁紧旋转装置的地面锁紧、空间在轨解锁展开，与传统的空间展开结构相比，本发明专利技术结构简单、展开冲击小、锁紧力和驱动力大、能够实现在轨替换，便于维修。

【技术实现步骤摘要】
一种锁紧释放与驱动旋转机构
本专利技术涉及航天
，特别涉及一种锁紧释放与驱动旋转机构。
技术介绍
现有技术中，航天器上部分装置(如相机)需在发射过程中处于收拢状态，在航天器进入预定轨道后再展开，通常完成此过程的装置为星载锁紧旋转装置，然而传统的星载锁紧旋转装置多为火工品(爆炸螺栓等)和扭簧等复杂机械结构，导致传动机械复杂、自重大，同时在解锁展开过程中爆炸螺栓和扭簧会带来较大的冲击与振动。在航天发射事故案例中，多为火工品爆炸导致造成，而目前尚未有结构简单、故障率低以及安全的锁紧旋转机构的报道。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种锁紧释放与驱动旋转机构，以解决现有技术航天器中锁紧旋转装置结构复杂、故障率高以及不安全的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种锁紧释放与驱动旋转机构，包括底座、锁具、驱动装置与载荷；所述底座适于固定在航天器上；所述锁具设置在所述底座与所述载荷之间，所述锁具包括锁紧片，所述锁紧片由形状记忆聚合物制成，所述锁紧片发生形变前所述锁具处于锁定状态，所述底座与所述载荷通过所述锁具固定；所述锁紧片发生形变后所述锁具处于打开状态，所述底座与所述载荷分离；所述驱动装置与所述载荷连接，当所述锁具处于打开状态时，所述驱动装置适于带动所述载荷旋转并远离所述底座，所述驱动装置由形状记忆聚合物制成。进一步的，所述锁具还包括球销与锁紧件，所述球销固定在所述载荷上，所述锁紧件固定在所述底座上，所述锁紧件包括第一锁紧块、第二锁紧块与弹簧，所述第一锁紧块与所述第二锁紧块铰接，所述弹簧设置在所述第一锁紧块与所述第二锁紧块之间；所述锁紧片形变前为C型，所述锁紧片夹持所述第一锁紧块与所述第二锁紧块，所述第一锁紧块与所述第二锁紧块夹持所述球销；所述锁紧片形变后为平板型，所述第一锁紧块与所述第二锁紧块脱离所述锁紧片的夹持，并在所述弹簧的作用下分离，所述球销脱离所述第一锁紧块与所述第二锁紧块。进一步的，所述球销包括法兰与球体，所述球体固定在所述法兰上，所述法兰与所述载荷固定连接。进一步的，所述第一锁紧块上设有第一弧形槽，所述第二锁紧块上设有第二弧形槽，所述第一弧形槽与所述第二弧形槽相对设置并适于夹持所述球体。进一步的，所述底座包括一底板，所述底板上设有两个限位柱，两个所述限位柱分别设置在所述锁紧件的两侧。进一步的，所述形状记忆聚合物包括环氧基形状记忆聚合物或氰酸酯基形状记忆聚合物，所述形状记忆聚合物的玻璃化转变温度在100℃-220℃范围内。进一步的，所述形状记忆聚合物为复合材料，所述复合材料包括增强颗粒，所述增强颗粒包括碳纤维、纳米颗粒、碳纳米管接枝碳纤维、短切纤维与碳纤维布的一种或多种组合。进一步的，所述锁紧片与所述驱动装置的驱动方式为电热驱动、射频驱动与微波驱动的一种或两种以上组合。进一步的，所述驱动装置包括驱动片，所述驱动片在形变前为平板状，所述驱动片驱动后逐渐弯曲并变为弧形。进一步的，所述驱动装置由两个或多个所述驱动片串联连接，相邻所述驱动片驱动后的弯曲方向相反。相对于现有技术，本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构具有以下优势：(1)本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，实现锁紧旋转装置的地面锁紧、空间在轨解锁展开，与传统的空间展开结构相比，本专利技术结构简单、展开冲击小、锁紧力和驱动力大，故障率低，安全性高。(2)本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，能够实现在轨替换，便于维修。(3)本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，可以通过对驱动装置的加热实现相机旋转，以满足不同的拍摄角度，提出的锁紧释放装置提高了整个结构的力学性能，防止在受到外部冲击、振动等作用下整个结构破坏，有效地解决机电驱动带来的冲击、振动对卫星精密电子元件带来的损害问题，通过锁紧释放装置的约束结构，本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构自由度，安全性能好、可靠性强。(4)本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，可以有效解决传统的航天器在轨拍摄过程中利用复杂的机电系统驱动载荷，减轻了航天器的载重。(5)本专利技术所述的锁紧释放与驱动旋转机构，通过连接件与连接板，可以快速高效的更替驱动装置以及相机、天线等载荷，实现在轨替换，适用范围更广。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的锁紧释放与驱动旋转机构锁定状态示意图；图2为本专利技术实施例所述的锁紧释放与驱动旋转机构打开状态示意图；图3为本专利技术实施例所述的锁紧释放与驱动旋转机构打开状态俯视图；图4为本专利技术实施例所述的锁紧件锁定状态示意图；图5为本专利技术实施例所述的锁紧件打开状态示意图；图6为本专利技术实施例所述的球销示意图；图7为本专利技术实施例所述的螺钉柱示意图；图8为本专利技术实施例所述的连接板示意图一；图9为本专利技术实施例所述的连接板示意图二；图10为本专利技术实施例所述的赋形工装示意图；图11为本专利技术实施例所述的驱动片串联连接示意图一；图12为本专利技术实施例所述的驱动片串联连接示意图二；图13为本专利技术实施例所述的驱动片串联连接示意图三；图14为本专利技术实施例所述的连接件与连接板示意图；图15为本专利技术实施例所述的弹簧卡扣与连接板示意图；图16为本专利技术实施例所述的弹簧卡扣与连接板装配示意图。附图标记说明：1-底座，11-限位柱，12-螺钉柱，2-锁具，21-锁紧片，22-球销，221-法兰，2211-第一螺钉孔，222-球体，2221-切面，23-锁紧件，231-第一锁紧块，2311-第一弧形槽，232-第二锁紧块，2321-第二弧形槽，233-弹簧，234-销钉，3-驱动装置，31-第一驱动片，32-第二驱动片，33-螺钉，4-载荷，41-连接板本体，42-螺纹柱，43-第一螺纹孔，44-第二螺纹孔，45-镂空部，46-围边，47-限位块，5-连接件，51-第一插槽，52-第二螺钉孔，53-弹簧卡扣，531-卡块，5311-凸块，5312-第一抵接面，5313-第二抵接面，532-旋转轴，533-第一弹簧，54-挡块，6-连接板，61-第二插槽，611-槽面，612-卡面，62-按钮，621-凸起，63-第二弹簧，64-抵块，65-环形槽，7-赋形工装，71-上工装块，72-下工装块。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。在本专利技术的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本专利技术的限制。另外，在本专利技术的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。实施例一本专利技术提供了一种锁紧释放与驱动旋转机构，结合图1与图2所示，包括底座1、锁具2、驱动装置3与载荷4，底座1为整个机构的基座，适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锁紧释放与驱动旋转机构，其特征在于，包括底座(1)、锁具(2)、驱动装置(3)与载荷(4)；所述底座(1)适于固定在航天器上；所述锁具(2)设置在所述底座(1)与所述载荷(4)之间，所述锁具(2)包括锁紧片(21)，所述锁紧片(21)由形状记忆聚合物制成，所述锁紧片(21)发生形变前所述锁具(2)处于锁定状态，所述底座(1)与所述载荷(4)通过所述锁具(2)固定；所述锁紧片(21)发生形变后所述锁具(2)处于打开状态，所述底座(1)与所述载荷(4)分离；所述驱动装置(3)与所述载荷(4)连接，当所述锁具(2)处于打开状态时，所述驱动装置(3)适于带动所述载荷(4)旋转并远离所述底座(1)，所述驱动装置(3)由形状记忆聚合物制成。

【技术特征摘要】
1.一种锁紧释放与驱动旋转机构，其特征在于，包括底座(1)、锁具(2)、驱动装置(3)与载荷(4)；所述底座(1)适于固定在航天器上；所述锁具(2)设置在所述底座(1)与所述载荷(4)之间，所述锁具(2)包括锁紧片(21)，所述锁紧片(21)由形状记忆聚合物制成，所述锁紧片(21)发生形变前所述锁具(2)处于锁定状态，所述底座(1)与所述载荷(4)通过所述锁具(2)固定；所述锁紧片(21)发生形变后所述锁具(2)处于打开状态，所述底座(1)与所述载荷(4)分离；所述驱动装置(3)与所述载荷(4)连接，当所述锁具(2)处于打开状态时，所述驱动装置(3)适于带动所述载荷(4)旋转并远离所述底座(1)，所述驱动装置(3)由形状记忆聚合物制成。2.根据权利要求1所述的锁紧释放与驱动旋转机构，其特征在于，所述锁具(2)还包括球销(22)与锁紧件(23)，所述球销(22)固定在所述载荷(4)上，所述锁紧件(23)固定在所述底座(1)上，所述锁紧件(23)包括第一锁紧块(231)、第二锁紧块(232)与弹簧(233)，所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)铰接，所述弹簧(233)设置在所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)之间；所述锁紧片(21)形变前为C型，所述锁紧片(21)夹持所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)，所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)夹持所述球销(22)；所述锁紧片(21)形变后为平板型，所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)脱离所述锁紧片(21)的夹持，并在所述弹簧(233)的作用下分离，所述球销(22)脱离所述第一锁紧块(231)与所述第二锁紧块(232)。3.根据权利要求2所述的锁紧释放与驱动旋转机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦菊，冷劲松，刘立武，辛晓洲，戴雯煦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23