[发明专利]一种用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构

权利要求书

1.一种用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，其特征在于其包括主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)和加热驱动装置(C)；主结构连接器(A)和释放机构连接器(B)的材质均为形状记忆聚合物复合材料；所述形状记忆聚合物复合材料中含有增强纤维，所述增强纤维为碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维；含有碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维的形状记忆聚合物复合材料采用缠绕成型、模压热固成型方式；所述缠绕成型方法中纤维缠绕角度为30度-80度，固化时间为10-24小时；

所述加热驱动装置(C)为电加热膜或碳纳米纸；

所述主结构连接器(A)包括法兰式连接盘(A1)和释放机构外套筒(A2)；法兰式连接盘(A1)位于释放机构外套筒(A2)的上端；

所述释放机构连接器(B)包括连接底盘(B1)和释放机构内套筒(B2)，连接底盘(B1)位于释放机构内套筒(B2)的下端；

所述加热驱动装置(C)设置为一套或者两套，

当加热驱动装置(C)设置为一套时：

加热驱动装置(C)设置在释放机构外套筒(A2)的内壁上或者释放机构内套筒(B2)的外壁上；

所述释放机构释放前，释放机构外套筒(A2)套在释放机构内套筒(B2)的外侧，加热驱动装置(C)位于释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)的中间；加热驱动装置(C)、释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)重叠的部分为压缩部分，在压缩部分施加外力，让释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)以及加热驱动装置(C)产生凹槽，从而实现释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)的相对固定；所述释放机构释放时，加热驱动装置(C)加热，形状记忆聚合物复合材料材质的释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)受热恢复直筒状态，释放机构外套筒(A2)脱离释放机构内套筒(B2)，彼此分离实现释放；

当加热驱动装置(C)设置为两套时：

一套加热驱动装置(C)设置在释放机构外套筒(A2)的内壁上或者设置在释放机构外套筒(A2)筒壁沿壁厚方向的中间层；另一套加热驱动装置(C)设置在释放机构内套筒(B2)的外壁上或者设置在释放机构内套筒(B2)筒壁沿壁厚方向的中间层；

所述释放机构释放前，释放机构外套筒(A2)套在释放机构内套筒(B2)的外侧，各自设有加热驱动装置(C)的释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)重叠的部分为压缩部分，在压缩部分施加外力，让释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)以及加热驱动装置(C)产生凹槽，从而实现释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)的相对固定；所述释放机构释放时，加热驱动装置(C)加热，形状记忆聚合物复合材料材质的释放机构外套筒(A2)和释放机构内套筒(B2)受热恢复直筒状态，释放机构外套筒(A2)脱离释放机构内套筒(B2)，彼此分离实现释放。

2.根据权利要求1所述的一种用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，其特征在于所述主结构连接器(A)还设有挡销(A3)；挡销(A3)设置在释放机构外套筒(A2)的套筒内壁上；释放机构外套筒(A2)套在释放机构内套筒(B2)的外侧时，挡销(A3)挡住释放机构内套筒(B2)，连接底盘(B1)露在释放机构外套筒(A2)的下方。

3.根据权利要求2所述的一种用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，其特征在于所述形状记忆聚合物复合材料为苯乙烯系形状记忆聚合物、环氧树脂系形状记忆聚合物、氰酸酯系形状记忆聚合物、形状记忆聚酯、形状记忆苯乙烯-丁二烯聚合物或形状记忆聚降冰片烯。

4.根据权利要求3所述的一种用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，其特征在于所述连接底盘(B1)上设有连接孔(B1-1)。

5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的用于太空空间的大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

如果加热驱动装置(C)设置为两套的释放机构，其制作方法包括以下步骤：

步骤一：分别制作含有加热驱动装置(C)的主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)；

制作主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)的形状记忆聚合物复合材料中含有增强纤维，所述增强纤维为碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维；含有碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维的形状记忆聚合物复合材料采用缠绕成型、模压热固成型方式；所述缠绕成型方法中纤维缠绕角度为30度-80度，固化时间为10-24小时；

所述加热驱动装置(C)为电加热膜或碳纳米纸；

步骤二：将主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)装配起来；

步骤三：将压缩部分加热到玻璃化温度以上，利用冲压工具将压缩部分压缩；得到一种大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构；

利用冲压工具将压缩部分压缩：在释放机构外套筒(A2)外侧，利用冲压工具冲压一道或者多道凹槽；

凹槽呈“一”字形、“十”字形、“X”字形或不规则形状；

如果加热驱动装置(C)设置为一套的释放机构，其制作方法包括以下步骤：

步骤一：分别制作主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)；

制作主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)的形状记忆聚合物复合材料中含有增强纤维，所述增强纤维为碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维；含有碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维的形状记忆聚合物复合材料采用缠绕成型、模压热固成型方式；所述缠绕成型方法中纤维缠绕角度为30度-80度，固化时间为10-24小时；

所述加热驱动装置(C)为电加热膜或碳纳米纸；

步骤二：将加热驱动装置(C)设置在释放机构外套筒(A2)的内壁上或者释放机构内套筒(B2)的外壁上；然后将主结构连接器(A)、释放机构连接器(B)装配起来；

步骤三：将压缩部分加热到玻璃化温度以上，利用冲压工具将压缩部分压缩；得到一种大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构；

利用冲压工具将压缩部分压缩：在释放机构外套筒(A2)外侧，利用冲压工具冲压一道或者多道凹槽；

凹槽呈“一”字形、“十”字形、“X”字形或不规则形状。