一种基于记忆合金丝驱动旋转解锁的分瓣螺母型分离机构的制作方法

【】本发明属于机械的锁紧释放机构，尤其涉及一种基于记忆合金丝驱动旋转解锁，适用于星箭分离的分瓣螺母型分离机构。

背景技术

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背景技术：

1、分离机构广泛应用于各类航天器的级间分离、星箭分离及有效载荷的释放等领域，其实现的主要功能为：在航天器飞行阶段实现被连接部分的可靠连接，在达到预期分离阶段时通过分离指令实现被连接部分的分离释放。目前，航天用的分离机构主要采用火工装置为主，如爆炸螺栓、爆炸螺母、各类火工锁以及火工分离推杆等装置。这类火工装置利用火药起爆作动实施结构破坏分离，存在分离冲击载荷大、不能重复使用、火药的安全性差、爆炸会污染环境等不可克服的问题，严重限制了在空间任务中的应用。因此，可重复使用的非爆炸式分离机构是当前该技术领域的重要发展方向。

2、目前，现有技术中已有学者对非爆炸式的分离机构进行了研究，如韩国科学技术高级研究院和韩国航空航天研究所发表的“development of anon-explosive releaseactuator using shape memory alloy wire”(review of scientific instruments，2013,84.015005)一文中介绍的分离机构两级解锁结构采用触发块和套环的轴向移动来实现分离释放功能，整体轴向长度较大，而且第一、第二级均采用钢球锁紧限位，导致分离机构使用的零件结构复杂、钢球数量成倍增多，钢球与轴套、套环间的配合间隙难以控制，分瓣螺母和钢球配合运动时协调一致性变差，增加了在解锁复位时发生卡滞的风险，同时也增加了装配难度，不利于工程实现。

3、例如申请公布号为cn105984595 a的中国发明专利申请，公开了一种记忆合金驱动的星载锁紧释放装置,包括分瓣螺母、承压钢球、保持架、第一压缩弹簧、卡簧、外壳、上盖和分离杆，卡簧直径增大后，其沿保持架凸台下滑，保持架在第一压缩弹簧作用下被向上顶起，带动承压钢球沿第一滚动槽向上运动，直至落入第二滚动槽中，分瓣螺母被解除限制而外张，第二压缩弹簧带动分离杆向下弹出。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对现有技术中的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于记忆合金丝驱动旋转解锁的分瓣螺母型分离机构，解决采用钢球锁紧在解锁复位时容易发生卡滞风险的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于记忆合金丝驱动旋转解锁的分瓣螺母型分离机构，包括壳体以及设于壳体内的分导盘、中心定位盘、分瓣螺母、旋转套筒以及限位器，所述分导盘和中心定位盘沿轴向固定在一起，所述旋转套筒转动连接在中心定位盘的外圆侧，所述分导盘的中心设有轴向通孔，所述中心定位盘的中心设有螺栓固定孔，所述分导盘沿周向均布有至少三个导向槽，所述中心定位盘沿周向均布有至少三个径向贯通的螺母限位槽，至少三个分瓣螺母对应与至少三个螺母限位槽限位配合并与至少三个导向槽导向配合，所述分瓣螺母的径向内侧设有内螺纹，所述分瓣螺母与分导盘之间设有推动分瓣螺母在径向张开的分离驱动件；至少三个分瓣螺母具有合拢状态和分离状态，在合拢状态下，分瓣螺母的周向被分导盘的导向槽限位约束，径向被旋转套筒的内圆限位，并且在分离机构与连接螺栓连接时，连接螺栓从轴向通孔穿过并通过分瓣螺母内螺纹固定于螺栓固定孔内，在分离机构解锁分离时，分离驱动件推动分瓣螺母沿分导盘的导向槽径向张开；所述旋转套筒与中心定位盘之间设有旋转驱动件，所述限位器与旋转套筒之间设有限制旋转套筒转动的限位结构，所述限位器连接有驱动限位器向旋转套筒方向轴向移动，并使限位结构实现限位的限位保持件；所述限位器连接有记忆合金丝，记忆合金丝在通电状态下驱动限位器向远离旋转套筒的轴向移动，并使限位结构解除限位；在解除限位状态下，旋转驱动件驱动旋转套筒逆时针转动，并使旋转套筒解除对分瓣螺母的径向约束。

4、优选的，所述螺母限位槽和分瓣螺母对应为扇形结构，所述中心定位盘包括下部的圆盘部和上部的圆台部，所述圆台部的外圆与旋转套筒内圆配合，所述圆台部的顶端设有沿周向均布的扇形凸台，两个扇形凸台之间形成螺母限位槽。

5、优选的，所述旋转套筒为阶梯圆筒，包括大圆端和小圆端，小圆端的内圆与中心定位盘的圆台部外圆配合，小圆端的周向均布有槽口，在解锁时槽口对准分瓣螺母，使分瓣螺母失去径向约束，并在分离驱动件的作用下从槽口向外滑出实现张开，所述大圆端与复位工装连接。

6、优选的，所述小圆端在每一个槽口的侧面均设有一个倾斜弧面，在分离机构解锁及复位时，分瓣螺母沿倾斜弧面张开和合拢；和/或，所述大圆端的外圆上间隔180度分布有两个与复位工装配合的复位孔，所述壳体的圆柱侧面间隔180度分布有两个复位窗口，复位工装沿复位窗口顺时针转动，并带动旋转套筒同步转动，使槽口与分瓣螺母错开，并使分瓣螺母实现复位；和/或，所述旋转驱动件为压紧拉簧，所述压紧拉簧设有至少三个，且沿周向均布于旋转套筒与中心定位盘之间的圆环空间内，压紧拉簧的一端与旋转套筒连接，另一端与中心定位盘连接，压紧拉簧在分离机构解锁时，驱动旋转套筒逆时针旋转相应角度。

7、优选的，所述限位结构包括设于限位器的限位销、设于旋转套筒的销孔，限位销与销孔配合。

8、优选的，所述限位保持件为驱动弹簧，限位器为圆柱阶梯轴结构，包括上部的大径轴段和下部的细长轴段，大径轴段和细长轴段之间形成轴肩，所述限位销设于大径轴段端面上，所述驱动弹簧的上端与轴肩抵接。

9、优选的，所述细长轴段的中部设有一径向通孔，所述径向通孔内设有绝缘套，所述记忆合金丝穿过绝缘套与限位器相连接。

10、优选的，所述分瓣螺母的下部为设置内螺纹的扇形滑块、上部设有防转台，所述防转台与分导盘上的导向槽配合来实现防转。

11、优选的，所述分导盘包括圆环部和从圆环部中心向上凸起的凸起部，所述导向槽设于圆环部上，所述凸起部为六棱柱形结构。

12、优选的，所述分离驱动件为分离弹簧，所述防转台的径向内侧设有用于安装分离弹簧的弹簧安装孔，所述凸起部的棱面上设有与分离弹簧配合的弹簧限位孔。

13、本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

14、取消了采用钢球箍紧约束结构，在合拢状态下，分瓣螺母的周向被分导盘的导向槽限位约束，同时采用旋转套筒对分瓣螺母进行径向限位约束，大幅减少了零件数量，降低了零件结构复杂程度，提高了分瓣螺母在锁紧和解锁时整体作动的有序性平衡性，分离机构整体结构更为简单可靠。

15、限位器与旋转套筒之间设有限制旋转套筒转动的限位结构，从而使旋转套筒对分瓣螺母进行径向限位约束，并且本发明采用记忆合金丝驱动限位器作动，采用旋转套筒旋转运动方式代替一般的套环轴向运动解锁释放，大大地缩小了分离机构的轴向尺寸长度，整体包络空间更为紧凑。

16、旋转套筒与中心定位盘之间设有旋转驱动件，在解除限位状态下，旋转驱动件驱动旋转套筒逆时针转动，并使旋转套筒解除对分瓣螺母的径向约束，解锁复位顺畅，避免了采用钢球锁紧在解锁复位时容易发生卡滞的风险。

17、本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。