一种用于3D打印天线基板结构的压紧释放装置的制作方法

本发明属于天线基板结构压紧领域，尤其是涉及一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置。

背景技术：

1、航天器上的太阳电池阵基板或相控阵天线基板通常都采用铝蒙皮蜂窝板或碳纤维蒙皮蜂窝板结构。蜂窝板具有比重轻、强度高、刚度大、结构稳定等优点，大尺寸的蜂窝板内部通过埋加强梁提高整体刚度，通过在蜂窝板制作过程中蜂窝板内通过埋件提供需要安装设备的接口。

2、所有的接口埋件均需要在蜂窝板制作过程中实施，预埋件周围填充的发泡胶补强，为保证铰链安装点和压紧点的平面度和位置度要求，采取后加工的工艺措施，在零件状态各接口设计预留加工余量，蜂窝板成型后机加工各安装点和压紧点。

3、太阳翼或相控阵天线通常具有多折板，当收拢在航天器同侧时需要压紧释放机构，压紧释放机构作用是在发射阶段固定太阳翼或相控阵天线，使其能够抵抗力学振动环境，保证在发射阶段分离面之间完全接触，在轨释放展开。压紧释放机构采用点式穿板压紧的结构形式，各层蜂窝基板间埋有压紧衬套，通过压紧杆依次穿过压紧衬套将多折板压紧固定在航天器上。压紧衬套由于时预埋胶结在蜂窝板内部，顾后期较难进行接口更改或更换压紧衬套。

4、金属3d打印技术经过30多年的发展，目前在航空航天领域实现了初步应用。金属3d打印几乎可以替代大部分传统成形方法来制造复杂结构金属零件，在成形复杂形状轻量化结构上具有独特优势。金属3d打印代替太阳电池阵基板或相控阵天线基板上已经有较多成功案例，基板结构形式通常为外侧蒙皮加内部点阵结构，针对板厚的最优参数组合开展参数拓扑优化设计，外侧蒙皮厚度可以从0.4mm～10mm梯度变化，通过内部实体结构提供连接孔等特征，连接孔、有精度需求的结构特征均预留了机械加工余量，通过后续机加工进行保证，金属3d打印较难实现蜂窝板那样埋件操作。3d打印基板上安装压紧衬套只能通过预留的螺纹接口固定安装，方便后期接口更改或更换压紧衬套，目前，传统的火工压紧释放装置存在解锁冲击大、存在潜在污染源、安全性风险高、无法快速复位重复使用、可测试性不强的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，包括隔热垫、压紧释放装置、下基板和上基板，所述压紧释放装置底部安装至隔热垫，所述压紧释放装置顶部依次穿过下基板、上基板将两折基板压紧至航天器。

4、进一步的，所述压紧释放装置包括记忆合金胀断器、抗剪锥套下、下板间衬套、抗剪锥套上、上板间衬套、分离弹簧和压紧杆，所述记忆合金胀断器底部安装至隔热垫，所述记忆合金胀断器顶部从下至上依次安装抗剪锥套下、下板间衬套、抗剪锥套上、上板间衬套，所述下板间衬套与下基板连接，所述上板间衬套与上基板连接，所述抗剪锥套下、下板间衬套、抗剪锥套上、上板间衬套组成一个中空腔体，中空腔体内安装压紧杆，所述压紧杆上部套接分离弹簧，所述分离弹簧位于上板间衬套内。

5、进一步的，所述记忆合金胀断器包括记忆合金金属管本体、切槽螺栓，所述记忆合金金属管本体底部安装至隔热垫，所述记忆合金金属管本体顶部通过切槽螺栓与压紧杆底部螺接。

6、进一步的，所述抗剪锥套上和下板间衬套的支撑相邻贴合面上均喷涂有碳化钨高摩擦涂层。

7、进一步的，所述下板间衬套中部安装中部凸台，中部凸台开设有四个下板安装孔，四个下板安装孔用于与下基板连接，所述下板间衬套顶部为喇叭状结构。

8、进一步的，所述上板间衬套上部安装上板凸台，上板凸台开设有四个上板安装孔，四个上板安装孔用于与上基板连接，所述上板间衬套内部下端为锥形导向孔结构，所述上板间衬套内部上端安装分离弹簧。

9、进一步的，所述抗剪锥套下一端内部开设有螺纹孔，抗剪锥套下的螺纹孔用于与下板间衬套螺接，所述抗剪锥套下另一端与记忆合金胀断器面接触。

10、进一步的，所述抗剪锥套上一端内部亦开设有螺纹孔，抗剪锥套上的螺纹孔用于与上板间衬套螺接，所述抗剪锥套上另一端与下板间衬套面接触，所述抗剪锥套上与下板间衬套的喇叭状结构留有间隙，间隙长度为0.5mm。

11、相对于现有技术，本发明所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置具有以下优势：

12、(1)本发明所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，通过3d打印基板预留的螺纹接口固定安装，方便后期接口更改或更换压紧衬套；压紧释放装置中的弧面配合使压紧杆具有±1.5°的摆动自由度，可以降低两折板上压紧衬套配合同轴度的要求。

13、(2)本发明所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，两折板上压紧衬套上采用平面配合，贴合面上喷涂有碳化钨高摩擦涂层，来增加抗剪切能力，并引入带有间隙的抗剪锥套，即使由于摩擦力不够发生横向错动，错动也会被限定在一定幅度范围内，避免对其他部组件如铰链等造成损伤。

14、(3)本发明所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，采用记忆合金胀断器解锁方案，相比对传统的火工压紧释放装置，该产品具有解锁冲击小，无潜在污染源，无安全性风险，可快速复位重复使用，具有可测试性等优点。

技术特征：

1.一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：包括隔热垫(1)、压紧释放装置(2)、下基板(3)和上基板(4)，所述压紧释放装置(2)底部安装至隔热垫(1)，所述压紧释放装置(2)顶部依次穿过下基板(3)、上基板(4)将两折基板压紧至航天器。

2.根据权利要求1所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述压紧释放装置(2)包括记忆合金胀断器(21)、抗剪锥套下(22)、下板间衬套(23)、抗剪锥套上(24)、上板间衬套(25)、分离弹簧(26)和压紧杆(29)，所述记忆合金胀断器(21)底部安装至隔热垫(1)，所述记忆合金胀断器(21)顶部从下至上依次安装抗剪锥套下(22)、下板间衬套(23)、抗剪锥套上(24)、上板间衬套(25)，所述下板间衬套(23)与下基板(3)连接，所述上板间衬套(25)与上基板(4)连接，所述抗剪锥套下(22)、下板间衬套(23)、抗剪锥套上(24)、上板间衬套(25)组成一个中空腔体，中空腔体内安装压紧杆(29)，所述压紧杆(29)上部套接分离弹簧(26)，所述分离弹簧(26)位于上板间衬套(25)内。

3.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述记忆合金胀断器(21)包括记忆合金金属管本体(212)、切槽螺栓(211)，所述记忆合金金属管本体(212)底部安装至隔热垫(1)，所述记忆合金金属管本体(212)顶部通过切槽螺栓(211)与压紧杆(29)底部螺接。

4.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述抗剪锥套上(24)和下板间衬套(23)的支撑相邻贴合面上均喷涂有碳化钨高摩擦涂层。

5.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述下板间衬套(23)中部安装中部凸台，中部凸台开设有四个下板安装孔，四个下板安装孔用于与下基板(3)连接，所述下板间衬套(23)顶部为喇叭状结构。

6.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述上板间衬套(25)上部安装上板凸台，上板凸台开设有四个上板安装孔，四个上板安装孔用于与上基板(4)连接，所述上板间衬套(25)内部下端为锥形导向孔结构，所述上板间衬套(25)内部上端安装分离弹簧(26)。

7.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述抗剪锥套下(22)一端内部开设有螺纹孔，抗剪锥套下(22)的螺纹孔用于与下板间衬套(23)螺接，所述抗剪锥套下(22)另一端与记忆合金胀断器(21)面接触。

8.根据权利要求2所述的一种用于3d打印天线基板结构的压紧释放装置，其特征在于：所述抗剪锥套上(24)一端内部亦开设有螺纹孔，抗剪锥套上(24)的螺纹孔用于与上板间衬套(25)螺接，所述抗剪锥套上(24)另一端与下板间衬套(23)面接触，所述抗剪锥套上(24)与下板间衬套(23)的喇叭状结构留有间隙，间隙长度为0.5mm。

技术总结
本发明提供了一种用于3D打印天线基板结构的压紧释放装置，包括隔热垫、压紧释放装置、下基板和上基板，所述压紧释放装置底部安装至隔热垫，所述压紧释放装置顶部依次穿过下基板、上基板将两折基板压紧至航天器。本发明有益效果：两折板上压紧衬套上采用平面配合，贴合面上喷涂有碳化钨高摩擦涂层，来增加抗剪切能力，并引入带有间隙的抗剪锥套，即使由于摩擦力不够发生横向错动，错动也会被限定在一定幅度范围内，避免对其他部组件如铰链等造成损伤。

技术研发人员：王鹏程,李峰辉,李兴国,胡正兴,孟宪乐,李一路,郭瑞
受保护的技术使用者：天津云遥宇航科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11