：本發(fā)明屬于機(jī)械鎖領(lǐng)域，尤其涉及一種形狀記憶合金式鎖定裝置。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、航天飛行器中經(jīng)常需要用到鎖定裝置，比如舵機(jī)或伺服機(jī)構(gòu)中采用鎖定裝置實(shí)現(xiàn)自鎖功能，防止運(yùn)輸過(guò)程中空氣舵或者發(fā)動(dòng)機(jī)噴管因路面顛簸擺動(dòng)發(fā)生磕碰；折疊舵面采用鎖定裝置實(shí)現(xiàn)舵面展開(kāi)與鎖定功能；分離機(jī)構(gòu)采用鎖定裝置實(shí)現(xiàn)設(shè)備分離前的鎖定功能。

2、目前航天飛行器常用的鎖定裝置驅(qū)動(dòng)方式一般包括電磁力、火藥沖擊力及形狀記憶合金相變效應(yīng)?；鹚幨降逆i定裝置主要利用火藥燃燒產(chǎn)生的沖擊力作為驅(qū)動(dòng)力，在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)缺點(diǎn)主要是危險(xiǎn)性較高、不能反復(fù)使用；電磁式的鎖定裝置主要由電磁鐵、彈簧、線包組件、鎖定機(jī)構(gòu)等組成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容易發(fā)生退磁、長(zhǎng)時(shí)間工作容易出現(xiàn)因發(fā)熱燒壞線包組件等問(wèn)題；形狀記憶合金式鎖定裝置中的驅(qū)動(dòng)材料安全且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，克服了上述兩種裝置的缺點(diǎn)。

3、但形狀記憶合金式材料作為鎖定裝置驅(qū)動(dòng)力同樣存在限制性，比較突出的是形狀記憶合相變產(chǎn)生的變形比較小，因此有些方案采用多組形狀記憶合金材料串聯(lián)，增大鎖定裝置的位移，這樣就導(dǎo)致鎖定裝置的整體結(jié)構(gòu)較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明提供一種形狀記憶合金鎖定裝置，驅(qū)動(dòng)力具環(huán)保性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可反復(fù)使用的同時(shí)還結(jié)構(gòu)緊湊，克服了傳統(tǒng)鎖定裝置結(jié)構(gòu)龐雜且不可以反復(fù)使用的問(wèn)題。

2、一種形狀記憶合金鎖定裝置，包括上殼體和下殼體，所述上殼體與下殼體組裝在一起限定出內(nèi)部工作空間，摩擦片可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在工作空間內(nèi)，所述鎖定裝置還包括限位板和限位板控制件，所述限位板設(shè)置在所述摩擦片與所述上殼體之間，所述限位板控制件的材質(zhì)是形狀記憶合金，所述形狀記憶合金的伸縮控制限位板的上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述限位板對(duì)所述摩擦片的解鎖與鎖定。

3、進(jìn)一步地，所述限位板控制件是軸向彈簧組件，所述軸向彈簧組件包括一組形狀記憶合金材質(zhì)的軸向彈簧，所述軸向彈簧豎直地設(shè)置在工作空間內(nèi)。

4、進(jìn)一步地，所述軸向彈簧組件的軸向彈簧有四個(gè)，所述四個(gè)軸向彈簧的上端頭和下端頭分別在同一水平面內(nèi)并且周向均勻分布。

5、進(jìn)一步地，所述軸向彈簧的一端連接所述上殼體，所述軸向彈簧的另一端連接所述限位板的上表面。

6、進(jìn)一步地，所述軸向彈簧組件通過(guò)所述軸向彈簧均進(jìn)入第一壓縮狀態(tài)實(shí)現(xiàn)所述限位板對(duì)所述摩擦片的壓緊。

7、進(jìn)一步地，所述軸向彈簧組件通過(guò)對(duì)所述形狀記憶合金通電實(shí)現(xiàn)所述限位板對(duì)所述摩擦片的動(dòng)態(tài)分離過(guò)程。

8、進(jìn)一步地，所述軸向彈簧組件通過(guò)所述軸向彈簧均進(jìn)入第二壓縮狀態(tài)實(shí)現(xiàn)所述限位板對(duì)所述摩擦片的靜態(tài)分離狀態(tài)，所述第二壓縮狀態(tài)中所述軸向彈簧的壓縮程度大于所述第一壓縮狀態(tài)中所述軸向彈簧的壓縮程度。

9、進(jìn)一步地，所述上殼體包括上殼體本體和四個(gè)向下延伸的倒l型的支撐柱，所述支撐柱包括橫柱和立柱，所述橫柱和立柱相互垂直，對(duì)應(yīng)倒l型的兩條邊；所述支撐柱沿上殼體本體邊緣周向均勻分布，所述支撐柱的立柱的內(nèi)表面的高度限定工作空間的高度。

10、進(jìn)一步地，所述支撐柱的橫柱上開(kāi)設(shè)有安裝孔，所述軸向彈簧組件中的軸向彈簧分別安裝在所述安裝孔內(nèi)。

11、進(jìn)一步地，所述限位板的下表面固定連接有上摩擦環(huán)。

12、進(jìn)一步地，所述鎖定裝置還包括徑向彈簧組件，所述徑向彈簧組件包括一組形狀記憶合金材質(zhì)的徑向彈簧，所述徑向彈簧分別徑向地設(shè)置在所述摩擦片上方的水平面內(nèi)，所述徑向彈簧一端連接工作空間的側(cè)壁，所述徑向彈簧的另一端抵住限位板。

13、進(jìn)一步地，所述支撐柱的立柱的內(nèi)表面上開(kāi)設(shè)有盲孔，所述徑向彈簧組件安裝在所述盲孔內(nèi)。

14、進(jìn)一步地，所述徑向彈簧組件中的徑向彈簧是四個(gè)，所述徑向彈簧組件還包括四個(gè)銷(xiāo)釘，所述銷(xiāo)釘?shù)尼旑^連接所述徑向彈簧的內(nèi)端，所述銷(xiāo)釘?shù)尼旙w沿徑向彈簧的中心線向內(nèi)延伸，所述徑向彈簧通過(guò)所述銷(xiāo)釘?shù)肿∷鱿尬话濉?/p>

15、進(jìn)一步地，所述徑向彈簧組件中的銷(xiāo)釘是t型銷(xiāo)釘，所述徑向彈簧組件還包括兩個(gè)螺釘；所述支撐柱的立柱的兩個(gè)側(cè)面上開(kāi)設(shè)有側(cè)向孔，同一個(gè)立柱的兩個(gè)側(cè)向孔相通并與該立柱上的所述盲孔相交，兩個(gè)螺釘通過(guò)兩個(gè)側(cè)向孔相對(duì)地穿入同一個(gè)立柱內(nèi)，所述t型銷(xiāo)釘?shù)尼旑^被兩個(gè)螺釘?shù)耐獗砻婵ㄗ?，所述銷(xiāo)釘?shù)尼旙w從兩個(gè)螺釘末端的間隙間穿過(guò)。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

17、(1)本申請(qǐng)是用形狀記憶合金與摩擦片結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖定，只需要驅(qū)動(dòng)力壓緊摩擦片就可以實(shí)現(xiàn)鎖定，相比形狀記憶合金作為插銷(xiāo)器(拔銷(xiāo)器)與轉(zhuǎn)動(dòng)件的結(jié)合，不需要形狀記憶合金作為插銷(xiāo)器(拔銷(xiāo)器)與轉(zhuǎn)動(dòng)件之間過(guò)多的前進(jìn)和退出位移，由此縮小了鎖定裝置的整體體積。

18、(2)本申請(qǐng)的形狀記憶合金做成了彈簧，可以同時(shí)用到彈簧本身的可壓縮特性及形狀記憶合金通電可收縮的特性。從鎖定狀態(tài)切換到解鎖狀態(tài)，利用形狀記憶合金通電后的收縮力將彈簧從第一壓縮狀態(tài)進(jìn)一步壓縮到第二壓縮狀態(tài)，其中只需要克服兩種壓縮狀態(tài)對(duì)應(yīng)的微小壓縮位移差就可以，不像傳統(tǒng)的彈簧鎖定裝置，需要克服彈簧拉伸-自然-壓縮狀態(tài)的大位移，由此更進(jìn)一步縮小了鎖定裝置的體積，有利于飛行器外形包絡(luò)的縮小，從而有利于優(yōu)化飛行器氣動(dòng)外形。

19、(3)本申請(qǐng)中的外殼體是通過(guò)設(shè)置支撐柱的形式實(shí)現(xiàn)的，與傳統(tǒng)的全包圍的殼體相比，在保證容納安裝孔的情況下，明顯減輕了鎖定裝置的重量，從而有利于飛行器機(jī)動(dòng)性和快速性的提高。

20、(4)本申請(qǐng)還包括徑向彈簧組件，解鎖狀態(tài)下，其中的銷(xiāo)釘可以抵在限位板的下方，托住限位板從而平衡第二壓縮狀態(tài)中彈簧施加到限位板上的壓縮力，減免了限位板掉下來(lái)干擾正在自由運(yùn)行的摩擦片的可能性，也就保證了如此緊湊的鎖緊裝置的工作狀態(tài)；同時(shí)，因?yàn)閺较驈椈山M件的支撐作用，軸向彈簧組件在鎖定裝置進(jìn)入解鎖狀態(tài)后即可斷電，實(shí)現(xiàn)了解鎖狀態(tài)下的長(zhǎng)時(shí)斷電，減免了意外停電或電流不穩(wěn)定帶來(lái)的影響，同時(shí)較少了耗能。

21、本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的內(nèi)容中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)文字以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種形狀記憶合金鎖定裝置，其特征在于，包括上殼體(1)和下殼體(8)，所述上殼體(1)與下殼體(8)組裝在一起限定出工作空間，摩擦片(5)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在工作空間內(nèi)，所述鎖定裝置還包括限位板(10)和限位板控制件，所述限位板(10)設(shè)置在所述摩擦片(5)與所述上殼體(1)之間，所述限位板控制件的材質(zhì)是形狀記憶合金，所述形狀記憶合金的伸縮控制限位板(10)的上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述限位板(10)對(duì)所述摩擦片(5)的解鎖與鎖定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定裝置，其特征在于，所述限位板控制件是軸向彈簧組件(3)，所述軸向彈簧組件(3)包括一組形狀記憶合金材質(zhì)的軸向彈簧，所述軸向彈簧豎直地設(shè)置在工作空間內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖定裝置，其特征在于，所述軸向彈簧組件(3)的軸向彈簧有四個(gè)，所述四個(gè)軸向彈簧的上端頭和下端頭分別在同一水平面內(nèi)并且周向均勻分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖定裝置，其特征在于，所述軸向彈簧的一端連接所述上殼體(1)，所述軸向彈簧的另一端連接所述限位板(10)的上表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖定裝置，其特征在于，所述軸向彈簧組件(3)通過(guò)所述軸向彈簧均進(jìn)入第一壓縮狀態(tài)實(shí)現(xiàn)所述限位板(10)對(duì)所述摩擦片(5)的壓緊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎖定裝置，其特征在于，所述軸向彈簧組件(3)通過(guò)對(duì)所述形狀記憶合金通電實(shí)現(xiàn)所述限位板(10)對(duì)所述摩擦片(5)的動(dòng)態(tài)分離過(guò)程。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎖定裝置，其特征在于，所述軸向彈簧組件(3)通過(guò)所述軸向彈簧均進(jìn)入第二壓縮狀態(tài)實(shí)現(xiàn)所述限位板(10)對(duì)所述摩擦片(5)的靜態(tài)分離狀態(tài)，所述第二壓縮狀態(tài)中所述軸向彈簧的壓縮程度大于所述第一壓縮狀態(tài)中所述軸向彈簧的壓縮程度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎖定裝置，其特征在于，所述上殼體(1)包括上殼體本體和四個(gè)向下延伸的倒l型的支撐柱(12)，所述支撐柱(12)包括橫柱和立柱，所述橫柱和立柱相互垂直，對(duì)應(yīng)倒l型的兩條邊；所述支撐柱(12)沿上殼體本體邊緣周向均勻分布，所述支撐柱(12)的立柱的內(nèi)表面的高度限定工作空間的高度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎖定裝置，其特征在于，所述支撐柱(12)的橫柱上開(kāi)設(shè)有安裝孔(15)，所述軸向彈簧組件(3)中的軸向彈簧分別安裝在所述安裝孔(15)內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎖定裝置，其特征在于，所述限位板(10)的下表面固定連接有上摩擦環(huán)(11)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種形狀記憶合金鎖定裝置，屬于機(jī)械鎖領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)形狀記憶合金鎖定裝置結(jié)構(gòu)龐雜且無(wú)法反復(fù)使用的問(wèn)題。該鎖定裝置包括上殼體和下殼體，所述上殼體與下殼體組裝在一起限定出內(nèi)部工作空間，摩擦片可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在工作空間內(nèi)，所述鎖定裝置還包括限位板和限位板控制件，所述限位板設(shè)置在所述摩擦片與所述上殼體之間，所述限位板控制件的材質(zhì)是形狀記憶合金，所述形狀記憶合金的伸縮控制限位板的上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述限位板對(duì)所述摩擦片的解鎖與鎖定。該鎖定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊且可以反復(fù)使用。

技術(shù)研發(fā)人員：李兆凱,周長(zhǎng)聰,段尊義,余靈君,唐旭東,馬俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京機(jī)械設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9