[发明专利]一种基于形状记忆合金锁紧与释放的转动关节

说明书

本发明提供了一种基于形状记忆合金锁紧与释放的转动关节，其包括：支撑座、外套筒、内套筒、卡位盖、盖板、顶板、第一SMA丝；外套筒设在支撑座上，其内设有张紧弹簧；内套筒滑动设置于外套筒的内部，其设在张紧弹簧的上方；卡位盖设在外套筒的内部，且固定设在内套筒的上方；卡位盖设有至少两个卡位杆；盖板固定设在外套筒的上方，顶板设有卡位槽，卡位杆贯穿盖板，对应卡位杆设置，且卡位槽的数目不小于卡位杆的数目；第一SMA丝一端固定，另一端驱动连接内套筒。本发明不仅能实现普通的锁紧释放，还能实现关节的锁紧释放，能应用在航天展开机构和航天运动关节等位置，具有多功能性；安装尺寸不超过φ37mm，体积较小，质量较轻。

技术领域

本发明涉及一种基于形状记忆合金锁紧与释放的转动关节。

背景技术

传统的航天器锁紧释放装置，主要为火工装置，他们具有可靠性高、能率大、作用速度快等诸多优点；但同时存在震动大，污染大，不可重复使用等缺点。因此寻找综合性能更好的非火工压紧释放装置成为了航天器领域的重要研究对象之一。通过对国内外相关文献的广泛查阅可以看出，利用SMA作为驱动源设计航天锁紧释放装置已有不少的研究，其中一部分技术甚至已被应用在人造卫星等实物上了。而在非火工式的航天器锁紧释放机构中，SMA在被加热后能发生马氏体和奥氏体之间的相变，使得SMA材料产生6％左右的形变，通过这个形变可以完成航天锁紧释放装置的驱动，形状记忆合金SMA驱动的锁紧释放装置凭借能量密度高，输出应力和应变大，综合性能突出等优势，正吸引着越来越多人去研究。

中国专利201210293404.5公开了一种熔断SMA丝空间连接与分离机构，其设置有：分瓣螺母、分瓣螺母的捆紧弹簧、捆紧弹簧的释放装置，该捆紧弹簧的释放装置为两根SMA丝，其中第一根的一端与分瓣螺母的捆紧弹簧上端连接，另一端与外壳上端连接，在捆紧弹簧的作用下呈张紧状态，第二根SMA丝的一端与分瓣螺母的捆紧弹簧另下端连接，另一端与外壳下端连接，在捆紧弹簧的作用下呈张紧状态，当两根SMA丝受到大电流加热时，其内部因发生相变产生巨大回复应力，同时因高温使材料断裂强度下降，在两者共同作用下发生断裂，解除对捆紧弹簧的约束。

中国专利201610971361.X公开了一种SMA丝驱动的弹射释放装置，包括分离体、分离压缩弹簧、带螺纹的杆件、连接体、下限位钢珠、限位压缩弹簧、驱动压缩弹簧、复位压缩弹簧、钢珠保持架、滑动栓、连接套、销栓、上限位钢珠、形状记忆合金丝、外壳体和下端盖；外壳体的上端安装在连接体上；销栓布置在外壳体内，外壳体的上端滑动穿过连接体，销栓内安装有钢珠保持架，形状记忆合金丝穿过滑动栓的下端并经外壳体引出，复位压缩弹簧布置在滑动栓和钢珠保持架之间，驱动压缩弹簧布置在外壳体内；连接套套装在外壳体的上端。

现有技术的缺陷在于：仅实现通过人为压紧，然后控制进行完全释放；或单单只能对飞轮等装置锁紧然后通过控制不完全释放。这就导致这些SMA锁紧释放装置不能实现多用途，特别是对于关节等位置的锁紧释放束手无策。

因此，如何提供一种响应速度快、体积小、可靠性高且功能多样的可以锁紧与释放的转动关节，成为业内需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于形状记忆合金锁紧与释放的转动关节，其在响应速度、体积、质量、可靠性、多功能性等方面更具优势，使用范围广。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于形状记忆合金锁紧与释放的转动关节，其包括：支撑座、外套筒、内套筒、卡位盖、盖板、顶板、第一SMA丝；

外套筒设在支撑座上，其内设有张紧弹簧；

内套筒滑动设置于外套筒的内部，其设在张紧弹簧的上方；

卡位盖设在外套筒的内部，且固定设在内套筒的上方；卡位盖设有至少两个卡位杆；

盖板固定设在外套筒的上方，顶板设有卡位槽，卡位杆贯穿盖板，对应卡位杆设置，且卡位槽的数目不小于卡位杆的数目；