一种自恢复触发机构的制作方法

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种自恢复触发机构。

背景技术：

航天任务中连接分离环节较多，实现航天器部件间的解锁和分离功能机构称为连接分离机构，各种连接分离系统中的关键部件。连接分离机构既要保证发射阶段的分离也要保证航天器及载荷在轨运行阶段的可靠连接与分离释放。目前火工分离技术运用广泛，但是火工分离装置的分离冲击强烈、附加污染明显、不可重复使用和可测试性若等不足，严重限制了其在类似相机、挠性天线、激光设备等精密载荷的低冲击、高精度分离任务中的应用，无法适应后续越来越多的多重复性、宽预载、低冲击要求的高精尖飞行器的空间任务。因此面向未来可重复性低冲击特点的非火工分离技术应运而生，非火工连接分离技术弥补了火工分离技术冲击大，污染明显，不可重复使用等缺点，所以非火工分离技术亟待大力发展。

针对非火工分离机构低冲击的连接分离需求，如只依靠分离机构本身实现既要大承载，还需低冲击的功能难度较大，所以通过设置触发机构可实现较小解锁力即可对承载的解锁机构进行触发作动，从源头实现了低冲击的分离需求。另外，目前大承载非火工解锁装置需通过借助专用工装或者人工手动操作才可实现重复使用，所以在轨实现多次重复使用时额外增加了相关的机构，损失了发射重量指标的同时，额外增加的机构对可靠性也有一定的影响，所以现行非火工分离机构存在诸多不足。

可见，目前迫切需要本领域技术人员提供一种可重复使用的自恢复触发机构。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种自恢复触发机构，以解决现有技术中存在的上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明实施例提供了一种自恢复触发机构，其中，所述机构包括：机壳，转轮，第一凯夫拉绳，复位弹簧，记忆合金丝，拉块，第二凯夫拉绳，电极，二级摆臂复位扭簧，二级摆臂，限位销，限位臂扭簧，限位臂，一级摆臂复位扭簧以及一级摆臂；

所述转轮通过第一转动连接件安装于所述机壳上，所述转轮外边缘设置有凯夫拉绳连接柱，所述转轮一端连接所述第一凯夫拉绳的一端，所述第一凯夫拉绳的另一端连接复位弹簧；所述转轮另一端连接所述第二凯夫拉绳的一端，所述第二凯夫拉绳的另一端通过所述拉块压接所述记忆合金丝的一端并连接所述电极，所述记忆合金丝的另一端固定于所述机壳底部；其中，记忆合金丝可设计为多种构型用于结构，如设计为拉簧、压簧等形式。

所述转轮轴心位置处设置有第一解锁凸台，所述第一解锁凸台搭接所述一级摆臂的自由端，所述一级摆臂的旋转轴心端通过第二转动连接件安装于所述机壳上；所述第二转动连接件位置处安装所述一级摆臂复位扭簧；所述一级摆臂的旋转轴心端外圆面上设置有限位切口，所述限位切口与所述限位臂一端接触；所述限位臂通过销轴安装于所述机壳上，所述限位臂扭簧安装在所述销轴孔内；

所述一级摆臂的旋转轴心端设置有用于限位所述二级摆臂的第二解锁凸台，所述二级摆臂的旋转轴心端通过销轴安装于所述机壳上，所述二级摆臂复位扭簧安装在所述二级摆臂的销轴端，所述二级摆臂的自由端搭在所述一级摆臂的所述第二解锁凸台上；所述限位销安装于所述机壳上，用于对所述二级摆臂的转动角度进行限位。

优选地，所述第一转动连接件为所述转轮中心位置处设置的第一销轴。

优选地，所述转轮外边缘上间隔90°相对位置处设置所述凯夫拉绳连接柱，所述凯夫拉绳连接柱用于设定所述转轮转动角度的限位，以及连接固定凯夫拉绳。

优选地，所述第一解锁凸台形状为半圆柱或者特定角度的扇形；所述特定角度与解锁旋转角度对应。

优选地，所述第二转动连接件为所述一级摆臂的旋转轴心处设置的第二销轴。

优选地，所述第二解锁凸台形状为半圆柱或者特定角度的扇形；所述特定角度与解锁旋转角度对应。

优选地，所述一级摆臂解锁后顺时针转动，所述限位切口转动到所述限位臂位置时，所述限位臂卡在所述限位切口处，实现所述一级摆臂逆时针转动；当所述一级摆臂继续转动至第一预设角度时，与所述限位臂的旋转轴心外圆柱面接触，实现对所述限位臂顺时针转动时的限位。

优选地，所述一级摆臂解锁进行顺时针旋转时，所述一级摆臂上的所述第二解锁凸台同步进行转动，转动到第二预设角度时所述二级摆臂的自由端解锁，所述二级摆臂开始逆时针转动，转动到所述限位销位置处停止。

优选地，所述二级摆臂的旋转轴心端上设置有接口转轴，所述接口转轴用于触发解锁所述自恢复触发机构与外接分离机构。

优选地，所述记忆合金丝为拉簧或压簧结构。

本发明相较于现有技术具有如下有益效果：在本发明实施例提供的自恢复触发机构，由记忆合金丝驱动触发机构进行解锁，记忆合金丝通过电力的输入控制拉伸力，可较精准的设定解锁力。此外，在自恢复触发机构锁紧状态时，依靠多级力臂，转轮以及复位弹簧的约束，使得较小的锁紧力即可稳定锁紧大载荷，可实现对载荷的可靠锁紧。自恢复触发机构在解锁触发时，通过记忆合金丝的通电加热，使得通过相变产生拉伸变形，通过复位弹簧、多级摆臂复位扭簧的作用，使得各级摆臂、转轮、限位臂可恢复到初始状态，从而实现触发机构的自恢复功能。记忆合金丝以及各连接在解锁后，无需借助其他工装即可实现自恢复功能从而可再次使用，从而实现触发机构的重复使用。

附图说明

图1为本发明实施例的自恢复触发机构处于锁紧状态时的结构示意图；

图2为转轮的结构示意图；

图3为本发明实施例的自恢复触发机构处于解锁状态时的结构示意图；

图4为本发明实施例的自恢复触发机构自恢复中间过程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，示出了本发明实施例的自恢复触发机构处于锁紧状态时的结构示意图。

本发明提供的自恢复触发机构既可作为单独的小载荷连接分离装置使用，也可以作为大承载分离机构的触发机构使用，本发明中对其具体应用场景不作限定。其中，机构指由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。

如图1所示，自恢复触发机构包括：机壳1，转轮2，第一凯夫拉绳3，复位弹簧4，记忆合金丝5，拉块6，第二凯夫拉绳7，电极8，二级摆臂复位扭簧9，二级摆臂10，限位销11，限位臂扭簧12，限位臂13，一级摆臂复位扭簧14以及一级摆臂15。

转轮2通过第一转动连接件安装于机壳1上，转轮2外边缘设置有凯夫拉绳连接柱，转轮2一端连接第一凯夫拉绳3的一端，第一凯夫拉绳3的另一端连接复位弹簧4；转轮2另一端连接第二凯夫拉绳7的一端，当转轮2转动一定角度时，第二凯夫拉绳7绕在转轮凹槽中。第二凯夫拉绳7的另一端通过拉块6压接记忆合金丝5的一端并连接电极8，记忆合金丝5的另一端固定于机壳1底部。优选地，第一转动连接件可以为转轮2中心位置处设置的第一销轴201，转轮2外边缘上间隔90°相对位置处设置凯夫拉绳连接柱202，凯夫拉绳连接柱用于设定转轮2转动角度的限位以及凯夫拉绳的连接固定，转轮2的具体结构如图2所示。

转轮2轴心位置处设置有第一解锁凸台，第一解锁凸台搭接一级摆臂15的自由端，一级摆臂15的旋转轴心端通过第二转动连接件安装于机壳1上；第二转动连接件位置处安装一级摆臂复位扭簧14，通过一级摆臂复位扭簧14的扭转力实现自动复位。一级摆臂15的旋转轴心端外圆面上设置有限位切口，限位切口与限位臂13一端接触，一级摆臂15的旋转轴心端设置有用于限位二级摆臂10的第二解锁凸台；限位臂13通过销轴安装于机壳1上，限位臂扭簧12安装在销轴孔内，限位臂13实现一级摆臂15双向限位的功能。其中，第一解锁凸台形状为半圆柱或者特定角度的扇形，特定角度与解锁旋转角度对应，本领域技术人员可以依据解锁旋转角度确定特定角度的具体数值。第二转动连接件可以为一级摆臂15的旋转轴心处设置的第二销轴。

一级摆臂10解锁后顺时针转动，限位切口转动到限位臂13位置时，限位臂13卡在限位切口处，实现一级摆臂15逆时针转动；当一级摆臂15继续转动至第一预设角度如43°时，与限位臂13的旋转轴心外圆柱面接触，实现对限位臂13顺时针转动时的限位。

二级摆臂10的旋转轴心端通过销轴安装于机壳1上，同时二级摆臂10的旋转轴心端上设置有接口转轴，接口转轴用于触发解锁自恢复触发机构与外接分离机构。二级摆臂复位扭簧9安装在二级摆臂10的销轴端，实现自动复位，二级摆臂10的自由端搭在一级摆臂15的第二解锁凸台上；限位销11安装于机壳1上，用于对二级摆臂10的转动角度进行限位。第二解锁凸台形状为半圆柱或者特定角度的扇形，特定角度与解锁旋转角度对应，本领域技术人员可以依据解锁旋转角度确定特定角度的具体数值。

一级摆臂10解锁进行顺时针旋转时，一级摆臂10上的第二解锁凸台同步进行转动，转动到第二预设角度如40°时二级摆臂10的自由端解锁，二级摆臂10开始逆时针转动，转动到限位销11位置处停止。

图3为自恢复触发机构处于解锁状态时的结构示意图；图4为本发明实施例的自恢复触发机构自恢复中间过程结构示意图。在图3中未对机构中各部件进行标号，对于各部件的标号对应参照附图1中即可。

当记忆合金丝5通电加热时，记忆合金丝5通过自身相变特性产生收缩变形，拉动第二凯夫拉绳7，使转轮2逆时针转动，由于一级摆臂15自由端搭在转轮的第一解锁凸台上，随着转轮2逆时针转动到85°时，一级摆臂15自由端被解锁释放，一级摆臂15开始顺时针转动，同时转轮2带动第一凯夫拉绳3向上拉伸，使得复位弹簧4产生拉伸变形。当转轮2继续转动到90°时，转轮2上的限位柱与机壳1上限位台接触，转轮2停止转动。此时一级摆臂15继续顺时针转动，当一级摆臂15转动48°时，二级摆臂10自由端被释放，开始逆时针转动，同时一级摆臂15继续转动，与限位臂13接触，限位臂13一端卡在一级摆臂15轴心端外圆面的限位切口位置，同时一级摆臂15与限位臂13圆柱接触，实现一级摆臂15的双向限位。二级摆臂10继续逆时针转动，直至分离机构触发解锁，二级摆臂与限位销11接触停止转动，完成解锁过程。

本发明自恢复过程为解锁过程的逆过程，当触发装置完成解锁后，二级摆臂10在二级摆臂复位扭簧9的扭转弹簧力的作用下顺时针转动，转到与限位臂13销轴接触，并推动销轴运动，销轴以限位臂安装销轴为中心进行转动，如图4所示，此时限位臂13释放一级摆臂15的限位，一级摆臂15在一级摆臂复位扭簧14的弹簧力的作用下逆时针转动，转动到转轮2上的第一解锁凸台的位置，由于记忆合金丝弹簧4已断电，在冷却过程中，记忆合金丝拉力较小，复位弹簧4拉动凯夫拉绳弹簧3，使转轮2顺时针转动，转动90°时，转轮2的限位柱与机壳1的限位凸台接触，停止转动，此时，完成自恢复动作。

本发明实施例提供的自恢复触发机构，由记忆合金丝驱动触发机构进行解锁，记忆合金丝通过电力的输入控制拉伸力，可较精准的设定解锁力。此外，在自恢复触发机构锁紧状态时，依靠多级力臂，转轮以及复位弹簧的约束，使得较小的锁紧力即可稳定锁紧大载荷，可实现对载荷的可靠锁紧。自恢复触发机构在解锁触发时，通过记忆合金丝的通电加热，使得通过相变产生拉伸变形，通过复位弹簧、多级摆臂复位扭簧的作用，使得各级摆臂、转轮、限位臂可恢复到初始状态，从而实现触发机构的自恢复功能。记忆合金丝以及各连接在解锁后，无需借助其他工装即可实现自恢复功能从而可再次使用，从而实现触发机构的重复使用。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。