一种常温抱死调焦锁紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种常温抱死调焦锁紧装置，包括双程SMA卡箍、安装定位元件、薄膜电加热器和温度传感器；双程SMA卡箍套在调焦电机输出轴外，并与调焦电机输出轴旁侧的安装定位元件固定连接；安装定位元件通过自身安装接口安装在遥感器其他固定结构上，限制双程SMA卡箍移动；薄膜电加热器和温度传感器设置在安装定位元件上，并与遥感器温控仪连接，遥感器温控仪基于温度传感器传送的安装定位元件的温度和预设的升温温控阈值控制薄膜电加热器的通断电，实施调焦电机输出轴的抱紧和释放。本发明专利技术装置能够在常温下长期保持抱死状态，不需上电或特殊处理，通过SMA材料相变变形实现锁定、释放，利用该套装置可以实现长期可靠锁定的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种常温抱死调焦锁紧装置


[0001]本专利技术属于航天光学遥感器
，特别涉及一种常温抱死调焦锁紧装置。

技术介绍

[0002]调焦机构是航天光学遥感器的重要组件，其主要作用在于调整遥感器光学元件位置或焦面位置，用以补偿结构件变形导致的光学失调或目标景物变化引起的物距变化。该机构是典型的在轨活动部件，要求其具备锁紧、释放和精密运动功能，并且需要承受发射段恶劣力学环境和在轨真空辐射环境。在实际应用中，调焦机构的在轨实际工作时长远小于相机在轨时长，仅在需要调焦时工作，正常相机的调焦机构在轨工作次数通常不超过200次，每次工作时长均小于1min，其余大部分时间只需提供位置保持，即处于锁定不动状态。
[0003]通常遥感器调焦机构锁紧采用电机加电自锁的方式来实现，该方式需要利用调焦电机上电以实现调焦锁定。在实际应用时通常只在振动较大的两个状态，如地面力学试验和发射段，进行上电锁定，要求调焦电机能够在上电状态下承受发射段力学环境。例如：在实际应用时，通常要求发射前2小时上电锁定，并保持该锁定状态直至入轨姿态稳定。而对于其他振动较小的状态，如地面运输、地面装调测试等不方便/不适合长期上电的场景则只能放弃焦面锁定，保持调焦机构处于释放状态。对于这种上电锁定的方案，由于调焦电机无法长期处于上电锁定状态，且锁定时会产生大量热量，因此只能对锁定时间加以限制。
[0004]因而，有必要提供一种遥感器调焦机构锁紧装置，不利用调焦电机上电实现锁定，解决遥感器调焦机构无法长期保持锁定状态的问题。

技术实现思路
/>[0005]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种常温抱死、升温释放的调焦锁紧装置，该装置能够在常温下长期保持抱死状态，不需上电或特殊处理，仅在需要调焦时对其升温，使其释放锁定，实现长期可靠锁定的目的；在满足具备锁定、释放功能的同时，解决遥感器调焦机构无法长期保持锁定状态的技术问题。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]第一方面，一种常温抱死调焦锁紧装置，包括双程SMA卡箍、安装定位元件、加热元件和温度传感器；
[0008]双程SMA卡箍套在调焦电机输出轴外，并与调焦电机输出轴旁侧的安装定位元件固定连接；
[0009]安装定位元件通过自身安装接口安装在遥感器其他固定结构上，限制双程SMA卡箍移动；
[0010]加热元件和温度传感器设置在安装定位元件上，并与遥感器温控仪连接，遥感器温控仪基于温度传感器传送的安装定位元件的温度和预设的升温温控阈值控制加热元件的通断电，对安装定位元件启停加热，安装定位元件与双程SMA卡箍换热；不需要调焦时，双程SMA卡箍处于常温状态，提供稳定可靠的抱紧力，使调焦电机输出轴不会转动；需要调焦
前，对加热元件上电，开启加热，温度满足升温温控阈值要求时，双程SMA卡箍充分形变伸长，释放调焦电机输出轴，调焦电机输出轴运转进行调焦动作；调焦操作执行完毕后，对加热元件断电，装置自然冷却降温，当温度低于M
f
时双程SMA卡箍收缩，重新抱紧调焦电机输出轴，实现锁定，其中，M
f
为降温过程中的相变温度。
[0011]进一步地，所述双程SMA卡箍包括抱紧/释放环形段和两端平板连接段，所述抱紧/释放环形段的内型面与调焦电机输出轴的外型面相匹配，为抱紧/释放功能段，两端平板连接段为抱紧/释放环形段两端的延伸段，两端的延伸段叠合，通过穿设延伸段上腰孔的螺纹紧固件与调焦电机输出轴旁侧的安装定位元件固定连接，并通过调整螺纹紧固件在腰孔中的位置调整抱紧力。
[0012]进一步地，所述双程SMA卡箍抱紧调焦电机输出轴时产生的正压力为抱紧力F
抱紧
，调焦驱动负载质量为m
负载
，则要求抱紧力F
抱紧
≥50
×
m
负载
×
g。
[0013]进一步地，所述双程SMA卡箍上抱紧/释放环形段靠近两端平板连接段部分加工多条相同间隔的条形缺口，该条形缺口延伸至两端平板连接段外端，将两端平板连接段分为多条独立的结构段。
[0014]进一步地，所述双程SMA卡箍的升温温控阈值为A
f
+(10
±
2)℃，A
f
为升温过程中双程SMA卡箍的相变温度。
[0015]进一步地，所述双程SMA卡箍为双程Ti
‑
Ni基SMA卡箍。
[0016]进一步地，所述安装定位元件具有U形接口或为U形件，U形接口或为U形件的开口侧容纳两端平板连接段，实施双程SMA卡箍与安装定位元件的对接。
[0017]进一步地，所述安装定位元件为金属制成，优选为2A12O铝合金制成，O表征2A12铝合金的退火状态。
[0018]进一步地，所述双程SMA卡箍与安装定位元件固定安装时，两者的接触面涂抹导热硅脂。
[0019]进一步地，所述加热元件和温度传感器用导热硅胶粘贴在安装定位元件上。
[0020]进一步地，所述加热元件为薄膜电加热器。
[0021]第二方面，一种常温抱死调焦锁紧方法，采用第一方面所述的一种常温抱死调焦锁紧装置实施，包括如下步骤：
[0022]将双程SMA卡箍套在调焦电机输出轴上，并与安装定位元件固定连接，利用遥感器温控仪基于温度传感器传送的安装定位元件的温度和升温温控阈值，控制加热元件的通断；
[0023]不需要调焦时，双程SMA卡箍处于常温状态，提供稳定可靠的抱紧力，保证调焦电机输出轴不会转动；需要调焦前，对加热元件上电，开启加热，温度满足升温温控阈值要求时，双程SMA卡箍充分形变伸长，释放调焦电机输出轴，调焦电机输出轴运转进行调焦动作；调焦操作执行完毕后，对加热元件断电，装置自然冷却降温，当温度低于M
f
时双程SMA卡箍收缩，重新抱紧调焦电机输出轴，实现锁定。
[0024]根据本专利技术提供的一种常温抱死调焦锁紧装置及锁紧方法，具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术利用双程SMA材料设计加工升温变形件，利用双程SMA升温变形降温恢复的原理，实现常温抱死
→
升温释放
→
降温锁紧。双程SMA卡箍变形稳定可控，可靠性高，有较大的设计空间，满足不同遥感器需求；
[0026](2)本专利技术利用双程SMA卡箍可以实现调焦驱动轴的抱死，并能通过与安装定位元件的可靠连接，固定在遥感器其他非运动结构上，保持其自身位置稳定；
[0027](3)本专利技术安装定位元件采用热导率较高的2A12O态铝合金材料加工成型。在双程SMA卡箍和定位元件的接触面涂抹导热硅脂，并紧密连接，保证其热量能够传导至双程SMA卡箍上；
[0028](4)本专利技术常温抱死调焦锁紧装置体积小巧，安装灵活；
[0029](5)本专利技术常温抱死调焦锁紧装置常温抱死、升温释放的调焦锁紧方案，解决了遥感器调焦机构无法在不工作时长期可靠锁紧的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常温抱死调焦锁紧装置，其特征在于，包括双程SMA卡箍(2)、安装定位元件(3)、加热元件(4)和温度传感器(5)；双程SMA卡箍(2)套在调焦电机输出轴(1)外，并与调焦电机输出轴(1)旁侧的安装定位元件(3)固定连接；安装定位元件(3)通过自身安装接口安装在遥感器其他固定结构上，限制双程SMA卡箍(2)移动；加热元件(4)和温度传感器(5)设置在安装定位元件(3)上，并与遥感器温控仪连接，遥感器温控仪基于温度传感器(5)传送的安装定位元件(3)的温度和预设的升温温控阈值控制加热元件(4)的通断电，对安装定位元件(3)启停加热，安装定位元件(3)与双程SMA卡箍(2)换热；不需要调焦时，双程SMA卡箍(2)处于常温状态，提供稳定可靠的抱紧力，使调焦电机输出轴(1)不会转动；需要调焦前，对加热元件(4)上电，开启加热，温度满足升温温控阈值要求时，双程SMA卡箍(2)充分形变伸长，释放调焦电机输出轴(1)，调焦电机输出轴(1)运转进行调焦动作；调焦操作执行完毕后，对加热元件(4)断电，装置自然冷却降温，当温度低于M
f
时双程SMA卡箍(2)收缩，重新抱紧调焦电机输出轴(1)，实现锁定，其中，M
f
为降温过程中的相变温度。2.根据权利要求1所述的常温抱死调焦锁紧装置，其特征在于，所述双程SMA卡箍包括抱紧/释放环形段(21)和两端平板连接段(22)，所述抱紧/释放环形段(21)的内型面与调焦电机输出轴(1)的外型面相匹配，为抱紧/释放功能段，两端平板连接段(22)为抱紧/释放环形段两端的延伸段，两端的延伸段叠合，通过穿设延伸段上腰孔(23)的螺纹紧固件与调焦电机输出轴(1)旁侧的安装定位元件(3)固定连接，并通过调整螺纹紧固件在腰孔(23)中的位置调整抱紧力。3.根据权利要求1所述的常温抱死调焦锁紧装置，其特征在于，所述双程SMA卡箍抱紧调焦电机输出轴(1)时产生的正压力为抱紧力F
抱紧
，调焦驱动负载质量为m
负载
，则要求抱紧力F
抱紧
≥50
×
m
负载
×
g，g为重力常数。4.根据权利要求1所述的常温抱死调焦锁紧装置，其特征在于，所述双程SMA卡箍(2)上抱紧/...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙欣，王小勇，胡永力，王芸，武永见，周小华，刘涌，汤天瑾，何东科，姜彦辉，范俊杰，高扬，王伟奇，邹宝成，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：