[发明专利]一种利用高驱动力形状记忆合金驱动的展开装置

说明书

一种利用高驱动力形状记忆合金驱动的展开装置，包括展开杆(1)与连杆(4)和基板(5)分别通过第一转动轴(2)和第二转动轴(3)相连。连杆(4)一端通过第一转动轴(2)与展开杆(1)连接，另一端与滑块(7)连接。滑块(7)沿基板(5)长度方向滑动。高驱动力形状记忆合金丝(6)卡入滑块(7)的半圆形凹槽内，其两端使用螺钉压紧垫片固定在基板(5)两侧，同时将两个固定端连接电源。本发明的展开装置驱动方式简洁，占用飞行器内部空间较小，可应用于飞行器上各类展开机构的驱动，通过该装置实现飞行器的变构型，改变飞行器的气动外形特性。

技术领域

本发明属于航天器结构与机构设计领域，涉及一种简洁驱动方式的展开装置。

技术背景

近几年，国内外提出了很多变构型飞行器的概念，由于在不同飞行速度情况下可以改变飞行器的外形，从而达到良好的气动特性的特点，越来越受到相关研制单位的重视。对于常规航天器，如神舟飞船等飞行器，其传统外形不可进行变构型，不能根据不同速度改变气动外形。

目前多液压驱动方式、电机驱动方式等进行机构的展开，此类驱动方式结构相对复杂，占用飞行器内部空间较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用高驱动力形状记忆合金驱动的展开装置，驱动方式简洁，占用飞行器内部空间较小，可应用于飞行器上各类展开机构的驱动，通过该装置实现飞行器的变构型，改变飞行器的气动外形特性。

本发明的技术解决方案是：一种利用高驱动力形状记忆合金驱动的展开装置，包括：展开杆、第一转动轴、第二转动轴、连杆、基板、高驱动力形状记忆合金丝、滑块；基板一端通过第二转动轴与展开杆端部转动连接，基板另一端设置导轨，滑块安装在导轨上；连杆一端通过第一转动轴安装在展开杆上，另一端与滑块旋转连接；高驱动力形状记忆合金丝对折后，套在滑块上，两端端部固定在基板表面并连接电源；高驱动力形状记忆合金丝通电加热后收缩，拉动滑块沿基板的导轨向第二转动轴方向移动，使连杆推动展开杆绕第二转动轴展开。

所述高驱动力形状记忆合金丝的制作方法为：

对记忆合金丝实施70％的冷拔变形处理工艺，然后对冷拔丝进行450℃的20分钟晶化退火处理，获得平均晶粒尺寸为50纳米，驱动应力达到740MPa的高驱动力形状记忆合金丝。

所述滑块上设置有半圆形凹槽和导向槽，基板端部的导轨安装在滑块的导向槽内，实现滑动；高驱动力形状记忆合金丝环绕滑块，卡入半圆形凹槽内。

通过设置基板上的导轨的末端位置，使得滑块到达导轨末端时，展开杆展开到指定角度，实现展开杆在指定角度的展开和锁定。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过对高驱动力形状记忆合金丝进行通电加热，获得高于商业形状记忆合金丝的驱动力，实现各类飞行器变构型结构机构的展开驱动，为飞行器的变构型设计打下基础。

(2)本发明的驱动方式采用研制的高驱动应力形状记忆合金丝，不需要液压装置、电机装置，结构形式简单可靠。

(3)本发明通过简化驱动装置的结构形式，收拢体积小，驱动装置体积小，能够满足飞行器内部空间布局紧张的问题。

(4)本发明的展开装置安装于飞行器所需变构型结构内部，利用高驱动力形状记忆合金在一定温度情况下可以发生变形并产生作用力的特点，对高驱动力形状记忆合金丝进行加热，驱动变构型结构展开，使得飞行器改变构型。本发明可应用于飞行器外形的改变驱动方式，适用于机翼展开、阻力板展开等。

附图说明

图1为本发明的展开装置的展开原理示意图。

图2为本发明的展开装置的收拢状态示意图。

图3为本发明的展开装置的展开状态示意图。