[发明专利]记忆合金定标锁及用其实现卫星定标装置锁定解锁的方法

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种利用形状记忆合金制成 的定标锁及利用其实现红外光学遥感相机定标装置的锁定解锁的方法。

背景技术

定标装置是一种通过驱动机构使面源黑体在定标时挡住光路、不定标时退 出光路的装置，通过控制黑体按预定时序和指令完成切入、切出光路的动作实 现星上黑体的定标功能。定标装置中含活动部件，在发射时要求将活动部件锁 定，入轨后进行一次性解锁。

定标装置外形如图1所示，由底座10、配重块11、电磁铁12、定标锁13、 摆杆14、黑体15、下限位块16、支撑架17、加热片18、上限位块19及固定 螺钉和控制电路组成。定标锁13、电磁铁12通过螺钉固定在底座10的同一侧； 摆杆14通过螺钉固定在电磁铁12的转轴上，摆杆14的一端连接配重块11， 另一端与支撑架17相连，黑体15背面粘接加热片18后通过螺钉固定在支撑 架17上，摆杆14固定在在底座10的另一侧。

定标锁13用于锁定摆杆14和底座10，避免发射过程中摆杆14带动黑体 15摆动，影响星上黑体定标性能。

红外遥感相机对地照相任务中包括低温定标、对地成像、高温定标三部分 工作。低温定标放在对地成像前，高温定标放在对地成像后。定标过程的动作 是一样的，区别在于黑体15的温度不同，黑体15的低温点是环境温度，高温 点是通过温控电路控制加热片18得到的。摆杆14与下限位块16接触时，黑 体15位于光路外，为不定标状态；摆杆14与上限位块19接触时，黑体15挡 住光路，定标装置处于定标状态。

以往光学遥感相机上进行定标装置的锁定时，常用的锁定结构形式有机械 锁、电磁吸合装置等。机械锁是通过步进电机驱动凸轮转动，凸轮推动一端带 有顶尖的伸缩杆，凸轮在高点时顶尖与活动部件接触实现锁定、在低点时顶尖 与活动部件分离实现解锁，锁定解锁过程均需给电机通电。电磁吸合装置通过 加电时产生的磁力将活动部件上的铁块吸住实现锁定，二者不直接接触，有一 定间隙；断电后磁力消失实现解锁。这两种结构形式体积较大、重量较重，需 使用电机、电磁铁等电器设备，降低了可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可靠性高、 结构简单、体积小、重量轻的定标锁及利用其实现定标装置活动部件的锁定 解锁的方法。

本发明的技术解决方案是：记忆合金定标锁，包括套筒、记忆合金弹簧、 限位块、金属轴、软绳、热缩套管和压线端子；记忆合金弹簧和限位块位于套 筒内部，金属轴的一部分位于套筒内部，金属轴的另一部分位于套筒外部；记 忆合金弹簧的一端从套筒底部的轴向通孔引出并通过螺钉从垂直方向压紧固 定；记忆合金弹簧的另一端伸入限位块的轴向通孔并折转90°后从限位块的侧 面及套筒侧面的开口处穿出，在与限位块的轴向通孔垂直的位置通过螺钉压紧 固定；记忆合金弹簧位于套筒外部的两个引出端加装热缩套管，所述两个引出 端位于热缩套管外的部分分别通过压线端子和导线进行压接；金属轴的一端通 过螺纹固定在限位块上，软绳穿过金属轴另一端的径向小孔后，留好长度并打 结呈环状。

所述的记忆合金弹簧由钛镍形状记忆合金丝制成，记忆合金丝直径为 0.3mm；记忆合金弹簧的回复力不小于2N，收缩位移量不小于9mm、恢复记 忆形状时间不大于15s。

所述的套筒为聚酰亚胺材料，端部留有法兰，用于将定标锁固定。

所述的限位块为聚酰亚胺材料，呈圆柱形。

所述的金属轴为钛合金材料，表面经防冷焊处理。

记忆合金定标锁实现定标装置锁定解锁的方法，步骤如下：

(1)在地面运输及卫星发射过程中，定标装置中的活动部件处于锁定状态。 锁定时，将定标装置的摆杆靠在下限位块的平面上，使得定标锁的金属轴的中 心与摆杆的锁定孔中心对齐；然后将金属轴上的软绳缓慢拉直，使得金属轴进 入摆杆的锁定孔内，在限位块达到极限位置并维持一定时间后，松开软绳，使 得金属轴的端面与摆杆的端面齐平，完成锁定；

(2)在地面测试及卫星入轨后，红外光学遥感相机的每次对地成像都需要 进行定标，此时摆杆处于活动状态，通过外部控制电路给记忆合金弹簧通电一 定时间，使记忆合金达到相变温度并恢复到记忆的原始形状，记忆合金弹簧在 收缩过程中带动金属轴向套筒的内侧运动，金属轴从摆杆的锁定孔中脱离，实 现解锁。

本发明与现有技术相比的优点在于：