[发明专利]一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放装置有效

专利信息
申请号: 201810520749.7 申请日: 2018-05-28
公开(公告)号: CN110541870B 公开(公告)日: 2021-04-13
发明(设计)人: 冷劲松;刘彦菊;刘政贤;刘立武;兰鑫;戴雯煦;彭凡 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: F16B1/04 分类号: F16B1/04;F16B19/02
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 刘景祥
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 形状 记忆 聚合物 复合材料 释放 装置
【说明书】:

发明提供了一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放装置,包括锁紧驱动机构、锁紧支撑机构和预紧机构,锁紧驱动机构包括由形状记忆聚合物复合材料制成的锁紧片层和弹簧,锁紧片层表面附着电加热膜,锁紧机构包括锁定销、弹簧支座和锁紧支座,预紧机构包括预紧螺母和顶丝,锁紧片层的两端分别与锁定销顶部和弹簧支座的顶部固定连接,弹簧两端分别与锁定销和弹簧支座固定连接,弹簧支座与锁紧支座上部固定连接,预紧螺母邻近锁紧支座的下部设置并固定在底板上,弹簧支座和预紧螺母设置在锁紧支座的相对两侧,顶丝穿入预紧螺母并与锁紧支座下部相抵触,锁紧支座上设有与底板连接用的长槽形安装孔。本发明锁紧释放过程平缓,对系统的冲击小。

技术领域

本发明属于航空航天技术领域,尤其是涉及一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放装置。

背景技术

在航空航天领域,航天器与有效载荷的连接分离大多采用爆炸螺栓与火工切割器等火工装置,虽然具有结构简单、可靠性高等特点,但火工分离产生的巨大冲击对空间操控平台的姿态和精度控制均产生严重影响。

目前,在我国,尽管近年来在航天器连接与分离机构领域的研究取得了诸多技术成果和工程应用,但针对在轨应用的大承载低冲击锁紧释放机构的研究尚未开展,而且现有的锁紧释放机构存在质量重、机构复杂、释放过程中冲击过大的问题。

本发明所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放机构。由于形状记忆聚合物复合材料的形状记忆效应及其高比强度、比刚度的特点,应用其到锁紧释放机构中不仅可以有效降低机械结构复杂程度和锁紧释放难度,而且由于形状记忆聚合物复合材料的变形回复过程平缓,可使解锁过程较平缓,减轻对系统造成较大的冲击。为未来空间锁紧释放机构的设计制造提供新的思路和方法。

发明内容

有鉴于此,本发明旨在提出一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放装置,解决传统的锁紧释放机构质量重、机构复杂、释放过程中冲击过大的问题。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种基于形状记忆聚合物复合材料的锁紧释放装置,包括锁紧驱动机构、锁紧机构和预紧机构,所述的锁紧驱动机构包括形状记忆聚合物复合材料制成的锁紧片层和弹簧,所述的锁紧片层表面附着电加热膜,所述的锁紧机构包括锁定销、弹簧支座和锁紧支座,所述的预紧机构包括预紧螺母和顶丝,所述的锁紧片层的两端分别与锁定销的顶部和弹簧支座的顶部固定连接,所述的弹簧设置在锁紧片层的正下方,所述的弹簧两端分别与锁定销和弹簧支座固定连接,所述的弹簧支座与锁紧支座上部固定连接,所述的预紧螺母邻近锁紧支座的下部设置并固定在底板上,所述的弹簧支座和预紧螺母设置在锁紧支座的相对两侧,所述的顶丝穿入预紧螺母并与锁紧支座下部相抵触,所述的锁紧支座上设有与底板连接用的长槽形安装孔。

进一步的,所述形状记忆聚合物复合材料包括基体材料和增强材料,所述的基体材料为环氧或氰酸酯,环氧种类为Tg=80℃、Tg=100℃、Tg=120℃、Tg=150℃或g=170℃,氰酸酯种类为Tg=180℃、Tg=210℃;所述的增强方式为纤维增强和颗粒增强,所述的增强材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、石墨烯或碳纳米管。

进一步的,所述由形状记忆聚合物复合材料制成的锁紧片层横截面为矩形,初始状态为弧形形状,赋形后的形状为平直状态。

进一步的,所述锁紧片层上下表面各粘贴一个电加热膜,且粘贴方式为利用耐高温的聚酰亚胺双面胶或耐高温的丙烯酸双面胶粘贴,或者将薄膜型加热器固化在由形状记忆聚合物复合材料制成的锁紧片层材料内部。

进一步的,所述弹簧一端套在弹簧支座上并与弹簧支座上的第一螺纹孔螺纹连接,另一端穿入锁定销的第二螺纹孔内并与第二螺纹孔螺纹连接。

进一步的,所述锁紧支座下部设有与顶丝一端相抵触的凹槽。

进一步的,所述锁紧支座上对称设置四个长槽形安装孔。

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