一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构制造技术

本发明专利技术涉及航空航天技术领域，特别涉及一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构。一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构，应用于卫星上的待连接板，待连接板预设有贯穿孔，缓释结构包括螺栓、形状记忆圆环和螺母，螺栓依次穿过贯穿孔形状记忆圆环和螺母，形状记忆圆环包括第一形状和第二形状，第一形状和第二形状均为中空圆柱形，第一形状的高度高于第二形状的高度；在地面时，形状记忆圆环为第一形状，通过螺栓、形状记忆圆环和螺母的配合使两个待连接板之间为过约束状态，当卫星到达轨道后，形状记忆圆环变形为第二形状，消除两个待连接板之间的过约束状态。本发明专利技术实施例提供了一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构，能够在卫星稳定运行后，释放过约束的连接板。释放过约束的连接板。释放过约束的连接板。

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构


[0001]本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构。

技术介绍

[0002]空间卫星在发射过程中，需要确保各部件在极端环境下的稳定性和安全性。
[0003]目前，为保证空间卫星在发射段的安全，行业通常采用过约束的普通螺栓来固定各部分。然而，在卫星到达地球轨道后，由于太阳光的照射，过约束的螺栓可能导致卫星产生热应力和变形。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构，能够在卫星稳定运行后，释放过约束的连接板。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构，应用于卫星上的待连接板，所述待连接板预设有贯穿孔，所述缓释结构包括螺栓、形状记忆圆环和螺母，所述螺栓依次穿过所述贯穿孔形状记忆圆环和螺母，所述形状记忆圆环包括第一形状和第二形状，第一形状和第二形状均为中空圆柱形，第一形状的高度高于第二形状的高度；
[0006]在地面时，所述形状记忆圆环为第一形状，通过所述螺栓、所述形状记忆圆环和所述螺母的配合使两个所述待连接板之间为过约束状态，当所述卫星到达轨道后，所述形状记忆圆环变形为第二形状，消除两个所述待连接板之间的过约束状态。
[0007]在一种可能的设计中，所述形状记忆圆环的制备材料为形状记忆聚合物。
[0008]在一种可能的设计中，还包括柱形外壳，所述柱形外壳设置在所述形状记忆圆环外部，所述形状记忆圆环的第一形状的高度高于所述柱形外壳的高度，所述形状记忆圆环的第二形状第一所述柱形外壳的高度，所述螺母的外径大于所述柱形外壳的外径。
[0009]在一种可能的设计中，所述柱形外壳的内壁设置有加热膜，所述加热膜用于加热所述形状记忆圆环以驱动其变形。
[0010]在一种可能的设计中，所述加热膜与变压电源连接，所述变压电源通过改变电压控制所述加热膜的温度，进而控制所述形状记忆圆环的变形程度。
[0011]在一种可能的设计中，所述形状记忆圆环中添加有增强体。
[0012]在一种可能的设计中，所述形状记忆聚合物包括形状记忆环氧树脂、形状记忆氰酸酯和形状记忆苯乙烯中的至少一种。
[0013]在一种可能的设计中，所述增强体包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯、玻璃纤维、凯夫拉纤维及芳纶纤维中的至少一种。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种缓释结构的释放方法，基于第一方面中任一所述的缓释结构，所述缓释方法包括：
[0015]在地面时，所述形状记忆圆环为第一形状，旋紧所述螺栓和所述螺母，以使所述形状记忆圆环对所述待连接板施加过约束力；
[0016]卫星在轨道稳定运行时，加热所述形状记忆圆环以使其变形为第二形状，缓释所述待连接板。
[0017]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0018]在本实施例中，通过在待连接板和螺母之间设置形状记忆圆环来实现释放过约束的待连接板的功能。具体地，形状记忆圆环具有第一形状和第二形状，且第一形状高于第二形状。在地面拧紧螺栓前，控制形状记忆圆环为第一形状，然后拧紧螺栓使两个待连接板过约束。当卫星稳定运行后，控制形状记忆圆环变形为高度较低的第二形状，第二形状下的形状记忆圆环无法继续挤压待连接板，一定程度的释放了两个待连接板，两个待连接板可以一定程度上的松动，但由于螺栓、螺母和形状记忆圆环的限制，二者又不会完全松脱。该技术可以实现发射段结构的过约束，在轨阶段实现过约束的缓释，有益于防止航天器结构产生热应力和变形，提高航天器结构在轨的安全性和表面精度，同时具有低释放冲击和可多次重复使用。此外，形状记忆圆环由第一形状变为第二形状的过程中，过约束力不断减小，释放过程缓慢温和，形状记忆圆环可以在不同温度下实现形状变化，从而实现在轨道环境中对待连接部件的自适应调整，提高卫星在轨运行的自适应性，更有利于保护待连接板。
[0019]本专利技术采用形状记忆圆环作为驱动元件，具有较好的环境适应性，能够在极端空间环境下稳定工作。同时，本专利技术提供的缓释结构简单，制造成本低，易于实施和推广应用。本专利技术的缓释结构可根据实际需求调整形状记忆圆环的形状、尺寸和厚度，以满足不同卫星部件的连接需求。
[0020]可以理解的是，待连接板不限于两个，也可以是三个或是更多。多个待连接板的紧固和释放均可通过本申请提供的缓释结构释放。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例提供的一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例提供的一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构锁紧时的剖面结构示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例提供的一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构释放时的剖面结构示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例提供的一种形状记忆圆环第一形状时的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术实施例提供的一种形状记忆圆环第二形状时的结构示意图。
[0027]图中：
[0028]1‑
形状记忆圆环；
[0029]2‑
柱形外壳；
[0030]3‑
螺栓；
[0031]4‑
螺母；
[0032]5‑
待连接板；
[0033]6‑
加热膜。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]本说明书的描述中，需要理解的是，本专利技术实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本专利技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆材料驱动的锁紧缓释机构，其特征在于，应用于卫星上的待连接板(5)，所述待连接板(5)预设有贯穿孔，所述缓释结构包括螺栓(3)、形状记忆圆环(1)和螺母(4)，所述螺栓(3)依次穿过所述贯穿孔形状记忆圆环(1)和螺母(4)，所述形状记忆圆环(1)包括第一形状和第二形状，第一形状和第二形状均为中空圆柱形，第一形状的高度高于第二形状的高度；在地面时，所述形状记忆圆环(1)为第一形状，通过所述螺栓(3)、所述形状记忆圆环(1)和所述螺母(4)的配合使两个所述待连接板(5)之间为过约束状态，当所述卫星到达轨道后，所述形状记忆圆环(1)变形为第二形状，消除两个所述待连接板(5)之间的过约束状态。2.根据权利要求1所述的缓释结构，其特征在于，所述形状记忆圆环(1)的制备材料为形状记忆聚合物。3.根据权利要求2所述的缓释结构，其特征在于，还包括柱形外壳(2)，所述柱形外壳(2)设置在所述形状记忆圆环(1)外部，所述形状记忆圆环(1)的第一形状的高度高于所述柱形外壳(2)的高度，所述形状记忆圆环(1)的第二形状第一所述柱形外壳(2)的高度，所述螺母(4)的外径大于所述柱形外壳(2)的外径...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘政贤，冷劲松，刘彦菊，刘立武，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：