低沖擊可在軌復(fù)用解鎖裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器，具體地，涉及一種低沖擊可在軌復(fù)用解鎖裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代航天器平臺向安靜化、高精度發(fā)展，同時星上的許多有效載荷需要在發(fā)射入軌后，進行與衛(wèi)星平臺間的連接解鎖，而高精度的敏感衛(wèi)星由于其上的有效載荷設(shè)備屬于高精度儀器對釋放時的沖擊力比較敏感，因此提出了低沖擊釋放的要求，此外，某些載荷在軌釋放后由微振動單元與衛(wèi)星基體連接，由于任務(wù)需求或環(huán)境改變需要對其重復(fù)進行鎖定，因此提出了解鎖裝置可在軌復(fù)用的要求。目前常用的火工品解鎖裝置解鎖沖擊大，無法滿足低沖擊要求，也不具備可復(fù)用條件，甚至裝星后在發(fā)射前無法進行試驗，其狀態(tài)與地面試驗狀態(tài)可能存在不一致，帶來一定隱患。熱刀解鎖、分離螺母解鎖等非火工解鎖方法減小了解鎖沖擊，仍無法實現(xiàn)解鎖后重復(fù)鎖定的可復(fù)用功能。
[0003]針對此需求和目前存在的問題，需要采用有效的手段，根據(jù)實際的使用情況，設(shè)計一種可復(fù)用、低沖擊的釋放裝置，在有效降低釋放沖擊載荷的同時，滿足載荷解鎖和重復(fù)鎖定雙向可復(fù)用的任務(wù)需求，具有緊迫的工程實際應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于形狀記憶合金的低沖擊可在軌復(fù)用解鎖裝置。通過記憶合金作動、機械作動等環(huán)節(jié)實現(xiàn)鎖定和解鎖，一方面有效的降低約束釋放載荷，達到了降低釋放載荷的目的，另一方面實現(xiàn)了解鎖和重復(fù)鎖定雙向可復(fù)用的功能。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供的低沖擊可在軌復(fù)用解鎖裝置，包括主活塞驅(qū)動模塊、副活塞驅(qū)動模塊、鎖緊模塊、鎖定球以及外殼；
[0006]其中，所述外殼內(nèi)設(shè)置有鎖緊滑塊滑動腔、副活塞滑動腔和主活塞滑動腔；
[0007]所述鎖緊模塊包括相連的鎖緊滑塊和推動塊；
[0008]所述主活塞驅(qū)動模塊設(shè)置在所述主活塞驅(qū)動模塊內(nèi)；所述副活塞驅(qū)動模塊設(shè)置在所述副活塞驅(qū)動模塊內(nèi)；所述鎖緊滑塊設(shè)置在所述鎖緊滑塊滑動腔內(nèi)；所述推動塊設(shè)置在所述主活塞滑動腔內(nèi)；
[0009]所述副活塞滑動腔和主活塞滑動腔之間設(shè)置有中間隔板；所述中間隔板設(shè)置有球孔；所述副活塞滑塊腔設(shè)置有副活塞半球形槽；所述主活塞滑動腔設(shè)置有主活塞半球形槽；
[0010]在鎖緊狀態(tài)時，所述主活塞驅(qū)動模塊向上運動，驅(qū)動所述鎖緊模塊進行鎖定；所述鎖定球位于所述球孔和所述主活塞半球形槽內(nèi)，所述副活塞驅(qū)動模塊向下運動，所述副活塞半球形槽與所述鎖定球脫離；
[0011]在解鎖狀態(tài)時，所述副活塞驅(qū)動模塊向上運動，所述鎖定球位于所述球孔和所述副活塞半球形槽內(nèi)；所述主活塞驅(qū)動模塊向下運動，所述主活塞半球形槽與所述鎖定球脫離，所述鎖緊模塊解鎖。
[0012]優(yōu)選地，所述主活塞驅(qū)動模塊包括主加熱棒、主形狀記憶合金彈簧、主活塞、主彈簧;
[0013]所述主加熱棒設(shè)置在所述主形狀記憶合金彈簧內(nèi)側(cè)；所述主加熱棒連接所述主活塞滑動腔的底壁面；所述主活塞設(shè)置有圓臺，所述圓臺上設(shè)置有斜形凸臺；所述主形狀記憶合金彈簧一端連接所述主活塞滑動腔的底壁面，另一端連接所述圓臺下表面；所述主彈簧一端連接所述主活塞滑動腔的頂壁面，另一端連接所述圓臺上表面；所述主活塞的側(cè)壁上設(shè)置有所述主活塞半球形槽；
[0014]所述主加熱棒對主形狀記憶合金彈簧加熱時，所述主形狀記憶合金彈簧受熱恢復(fù)形變，驅(qū)動所述主活塞向上運動，進而所述鎖定球位于主活塞半球形槽內(nèi)，所述斜形凸臺推動所述鎖緊模塊進行鎖定。
[0015]優(yōu)選地，所述鎖緊模塊還包括推桿彈簧和推桿；鎖緊滑塊包括相對設(shè)置的第一鎖緊滑塊和第二鎖緊滑塊；
[0016]所述推動塊包括第一推動塊和第二推動塊，所述第一推動塊的一端連接所述第一鎖緊滑塊，所述第二推動塊的一端連接所述第二鎖緊滑塊，所述第一推動塊和所述第二推動塊的另一端設(shè)置有所述斜形凸臺相匹配的斜面；
[0017]所述推桿包括第一推桿和第二推桿，所述第一推桿連接所述第一推動塊，所述第二推桿連接所述第二推動塊，所述第一推桿和所述第二推桿相對設(shè)置；所述第一推桿和所述第二推桿設(shè)置在所述推桿彈簧的內(nèi)側(cè)，所述推桿彈簧用于通過所述第一推桿和所述第二推桿驅(qū)動所述第一鎖緊滑塊和第二鎖緊滑塊相背運動進行解鎖。
[0018]優(yōu)選地，所述副活塞驅(qū)動模塊包括副加熱棒、副形狀記憶合金彈簧、副活塞、副彈簧;
[0019]所述副加熱棒設(shè)置在所述副形狀記憶合金彈簧內(nèi)側(cè)；所述副加熱棒連接所述副活塞滑動腔的底壁面；所述副形狀記憶合金彈簧一端連接所述副活塞滑動腔的底壁面，另一端連接所述副活塞下表面；所述副彈簧一端連接所述副活塞滑動腔的頂壁面，另一端連接所述副活塞上表面；所述副活塞的側(cè)壁上設(shè)置有所述副活塞半球形槽；
[0020]所述副加熱棒對副形狀記憶合金彈簧加熱時，所述副形狀記憶合金彈簧受熱恢復(fù)形變，驅(qū)動所述副活塞向上運動，進而所述鎖定球位于副活塞半球形槽內(nèi)，進而所述主彈簧驅(qū)動所述主活塞向下運動，所述鎖緊模塊解鎖。
[0021]優(yōu)選地，所述第一鎖緊滑塊和第二鎖緊滑塊的相對端設(shè)置有滑塊槽口 ；所述滑塊槽口呈V形。
[0022]優(yōu)選地，所述鎖定球的直徑大于所述球孔的軸向長度；
[0023]所述鎖定球的直徑小于等于所述主活塞半球形槽的槽深與所述球孔的軸向長度的和；
[0024]所述鎖定球的直徑小于等于所述副活塞半球形槽的槽深與所述球孔的軸向長度的和。
[0025]優(yōu)選地，還包括連接接口 ；所述連接接口設(shè)置在所述外殼上；所述連接接口用于與載荷或航天器的連接。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面提供的所述的低沖擊可在軌復(fù)用解鎖裝置的使用方法，包括如下步驟:
[0027]-當(dāng)處于連接狀態(tài)執(zhí)行解鎖過程時，利用副加熱棒對副形狀記憶合金彈簧加熱，glj形狀記憶合金彈簧受熱后恢復(fù)形變驅(qū)動副活塞沿副活塞滑動腔的側(cè)壁向上運動；
[0028]當(dāng)所述副活塞半球形槽的高度與球孔高度相等時，主彈簧推動主活塞向下運動直至推動塊與斜形凸臺分離，同時推桿彈簧推動第一鎖緊滑塊和第二鎖緊滑塊相背運動達到解鎖狀態(tài)；
[0029]-當(dāng)處于解鎖狀態(tài)執(zhí)行鎖緊過程時，利用主加熱棒對主形狀記憶合金彈簧加熱，主形狀記憶合金彈簧受熱恢復(fù)形變，驅(qū)動主活塞沿主活塞滑動腔的側(cè)壁向上運動，推動第一鎖緊滑塊和第二鎖緊滑塊相向運動達到鎖緊狀態(tài)；
[0030]當(dāng)所述主活塞半球形槽的高度與球孔高度相等時，副彈簧推動副活塞向下運動。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0032]1、本發(fā)明應(yīng)用于有效載荷的在軌釋放和鎖緊具有可重復(fù)性，充分考慮了高精度載荷在軌狀態(tài)下任務(wù)或環(huán)境改變提出的釋放或再鎖定要求，可實現(xiàn)鎖緊和解鎖的多次重復(fù)操作，彌補了傳統(tǒng)解鎖裝置單次使用、無法恢復(fù)的缺陷，大大增強了航天器有效載荷的任務(wù)多樣性和環(huán)境適應(yīng)性。
[0033]2、本發(fā)明應(yīng)用于有效載荷的在軌低沖擊式釋放，在設(shè)計過程中充分考慮航天器及高精度有效載荷的安裝和使用環(huán)境要求，通過設(shè)計，使釋放裝置具有連接剛度高、釋放沖擊載荷小、可重復(fù)使用等，能使該發(fā)明滿足航天使用要求。
[0034]3、本發(fā)明應(yīng)用于敏感載荷在軌釋放的裝置在設(shè)計過程中充分考慮了加工工藝、接口安裝等因素，