用于空间展开机构的SMA驱动器性能研究

胡玮¹，王帮峰²，芦吉云²，刘俊兵¹

1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室2. 南京航空航天大学民航学院

摘 要：介绍了应用于空间航天器展开机构的几种驱动方式,并对各种驱动方式进行分析比较,得出一种基于形状记忆合金扭簧来驱动展开空间机构。采用形状记忆合金丝制备SMA扭簧,对SMA扭簧进行了性能测试,得出SMA扭簧的扭矩-角度关系,确定SMA扭簧的圈数。利用合页铰链将SMA扭簧与太阳能帆板连接,在10.5 V电压的激励下测试SMA扭簧驱动太阳能帆板,得出太阳能帆板展开角度与时间的关系。实验结果表明:SMA扭簧驱动太阳能帆板展开180°的时间约为15.4 s,在4.0 s时,太阳能帆板展开角度明显增大;在帆板展开180°后,SMA扭簧的扭矩为8.54 N·mm。这种驱动器的驱动效果较好,且响应时间较快。

关键词：形状记忆合金;SMA扭簧;驱动;太阳能帆板;