CN105064777A - 基于形状记忆合金的智能帐篷 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于形状记忆合金的智能帐篷,包括:用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布及用于给帐篷支架加热的加热装置,帐篷布附着在帐篷支架上,加热装置与帐篷支架连接。帐篷支架包括第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管,第一支撑管的一端与地接触用于支撑智能帐篷,第一支撑管的另一端与弯曲部连接管的一端连接,弯曲部连接管的另一端与第二支撑管的一端连接,第二支撑管的另一端与多脚连接管的一只脚连接,其中,弯曲部连接管及多脚连接管为形状记忆合金制成,第一支撑管及第二支撑管为刚性金属制成。解决现有技术中搭帐篷既费时又费力的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及形状记忆合金的应用领域,具体而言,涉及一种基于形状记忆合金的智能帐篷。
背景技术
帐篷是外出旅游必不可少的装备,搭帐篷是一件非常费时费力的事,因搭帐篷而影响游客旅游心情的情况时有发生。如何提供一种随用随搭操作简单便捷的帐篷,对本领域技术人员而言是急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种基于形状记忆合金的智能帐篷,以解决现有技术中搭帐篷既费时又费力的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于形状记忆合金的智能帐篷,包括:用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布及用于给所述帐篷支架加热的加热装置,所述帐篷布附着在所述帐篷支架上,所述加热装置与所述帐篷支架连接。所述帐篷支架包括第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管,所述第一支撑管的一端与地接触用于支撑所述智能帐篷,所述第一支撑管的另一端与所述弯曲部连接管的一端连接,所述弯曲部连接管的另一端与所述第二支撑管的一端连接,所述第二支撑管的另一端与所述多脚连接管的一只脚连接,其中,所述弯曲部连接管及多脚连接管为形状记忆合金制成,所述第一支撑管及第二支撑管为刚性金属制成。
进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管通过激光焊接连接在一起。在关键部分采用形状记忆合金并通过激光焊接技术与其它刚性金属部件连接,而不是整体结构均采用形状记忆合金,可以减低所述智能帐篷的生产成本。
进一步地,在上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述帐篷布开口位置处设置有窗户。所述窗户的一侧边与所述帐篷布通过可旋转连接件连接,所述可旋转连接件使所述窗户相对所述帐篷布旋转,在通过可旋转连接件连接的位置处设置有弹簧,所述弹簧的一端与窗户连接,所述弹簧的另一端与帐篷布连接。在所述窗户与所述帐篷布之间还设置有温控开关,所述温控开关包括,固定组件、温控组件及开关组件,所述固定组件的一端固定在所述帐篷布上,所述固定组件的另一端与所述温控组件的一端相连,所述温控组件的另一端与所述开关组件连接,所述开关组件的另一端伸出到所述窗户处阻挡所述窗户打开。其中所述温控组件为形状记忆合金,所述固定组件与开关组件由刚性金属材料制成。在帐篷布上设置窗户,并利用基于温度会发生变化的形状记忆合金做开关,可以在室内温度达到相变温度以上时,自动开启所述窗户,使所述帐篷内外空气可以对流,减低帐篷内的温度。
进一步地,在上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述温控开关还包括:开关固定件,所述开关固定组件固定于所述帐篷布上,所述开关组件穿过所述开关固定件。设置所述开关固定件可以加强所述温控开关的结构强度。
进一步地,在上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述弹簧设置于所述智能帐篷的帐篷布的外表面上,所述温控开关设置于所述智能帐篷的帐篷布的内表面上。将所述弹簧设置于所述智能帐篷的帐篷布的外表面上,方便开启所述窗户时,所述窗户向外侧旋转打开不会影响帐篷内人的休息。同时,所述温控开关设置于所述智能帐篷的帐篷布的内表面内,当帐篷内的温度达到相变温度以上时,自动开启所述窗户,使所述帐篷内外空气可以对流,减低帐篷内的温度。
进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述帐篷架在通过激光焊接之前,还包括采用激光对连接位置加热形成焊接接头。焊接前对焊接连接位置进行加热形成焊接头可以去掉焊接位置处的油脂和氧化膜,使得焊接后支架具有良好的导电、导热性能。
进一步地,在通过激光焊接之后,还包括将所述帐篷支撑架或温控开关放入热处理炉进行退火处理,退火条件包括退火温度400-500℃及退火时间为1小时。通过上述退火条件的处理,可以加强所述激光焊接后焊接的强度,以满足本发明对帐篷骨架的结构强度要求。
相对现有技术而言,本发明提供一种基于形状记忆合金的智能帐篷,包括:用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布及用于给所述帐篷支架加热的加热装置,所述帐篷布附着在所述帐篷支架上,所述加热装置与所述帐篷支架连接。所述帐篷支架包括第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管,所述第一支撑管的一端与地接触用于支撑所述智能帐篷,所述第一支撑管的另一端与所述弯曲部连接管的一端连接,所述弯曲部连接管的另一端与所述第二支撑管的一端连接,所述第二支撑管的另一端与所述多脚连接管的一只脚连接,其中,所述弯曲部连接管及多脚连接管为形状记忆合金制成,所述第一支撑管及第二支撑管为刚性金属制成。本发明通过采用形状记忆合金的特性,在关键位置处设置形状记忆合金,当需要打开帐篷时,通过加热装置对帐篷支架加热使得形状记忆合金发生形状变化,从而实现对帐篷的智能打开。解决了现有技术中搭建帐篷既费时又费力的技术问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施例提供的基于形状记忆合金的智能帐篷的结构示意图;
图2是本发明具体实施例提供的基于形状记忆合金的智能帐篷的正视图;
图3是本发明具体实施例提供的基于形状记忆合金的智能帐篷窗户的结构示意图。
其中,附图标记汇总如下:
第一支撑管110;弯曲部连接管120;第二支撑管130;多脚连接管140;帐篷布200;窗户210;弹簧220;温控开关300;固定组件310;温控组件320;开关固定件330;开关组件340。
具体实施方式
如何提供一种随用随搭操作简单便捷的帐篷,对本领域技术人员而言是急需解决的技术问题。
有鉴于此,本发明提供一种基于形状记忆合金的智能帐篷,包括用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布及用于给所述帐篷支架加热的加热装置,所述帐篷布附着在所述帐篷支架上,所述加热装置与所述帐篷支架连接。所述帐篷支架包括第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管,所述第一支撑管的一端与地接触用于支撑所述智能帐篷,所述第一支撑管的另一端与所述弯曲部连接管的一端连接,所述弯曲部连接管的另一端与所述第二支撑管的一端连接,所述第二支撑管的另一端与所述多脚连接管的一只脚连接,其中,所述弯曲部连接管及多脚连接管为形状记忆合金制成,所述第一支撑管及第二支撑管为刚性金属制成。本发明通过采用形状记忆合金的特性,在关键位置处设置形状记忆合金,当需要打开帐篷时,通过加热装置对记忆合金加热使得形状记忆合金发生形状变化,从而实现对帐篷的智能打开。解决了现有技术中搭建帐篷既费时又费力的技术问题。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参照图1~3,本发明的具体实施例提供一种基于形状记忆合金的智能帐篷,可以包括:用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布200及用于给所述帐篷支架加热的加热装置,所述帐篷布200附着在所述帐篷支架上,所述加热装置与所述帐篷支架连接。所述帐篷支架包括第一支撑管110、第二支撑管130、弯曲部连接管120及多脚连接管140,所述第一支撑管110的一端与地接触用于支撑所述智能帐篷,所述第一支撑管110的另一端与所述弯曲部连接管120的一端连接,所述弯曲部连接管120的另一端与所述第二支撑管130的一端连接,所述第二支撑管130的另一端与所述多脚连接管140的一只脚连接,其中,所述弯曲部连接管120及多脚连接管140为形状记忆合金制成,所述第一支撑管110及第二支撑管130为刚性金属制成。
在本具体实施例中,帐篷主要包括帐篷支架、帐篷布200及加热装置三部分。参照图1,帐篷支架包括多个连接管,其中在关键部位上的连接管采用形状记忆合金制成(如:弯曲部连接管120及多脚连接管140)。其它部位上的连接管采用刚性金属制成(如:第一支撑管110及第二支撑管130),刚性金属能够增强帐篷的机械强度,优选地,所述刚性金属可以是不锈钢、钛合金及铝合金等。
在本具体实施例中,所述的加热装置与所述帐篷支架连接,具体地,所述的加热装置可以是具有发热功能的发热器,所述发热器可以直接与帐篷支架连接。在使用时,通过所述发热器工作将其产生的热量传递给帐篷支架,使帐篷支架中的形状记忆合金产生形状变化。
于本发明的其它实施例中,所述加热装置的加热功能由所述帐篷支架与电源实现。在使用过程中,电源给所述帐篷支架通电,帐篷支架自身产生热量,使帐篷支架中的形状记忆合金产生形状变化。具体地,形状记忆合金包括两个相态即奥氏体和马氏体,在奥氏体中,形状记忆合金,较硬,且为刚性。而在马氏体下,形状记忆合金较软且为柔性。在马氏体下形状记忆合金可因外力拉伸而变形,一旦被加热且超过相变温度,形状记忆合金就会转变为奥氏体状态,形状记忆合金收缩变硬。形状记忆合金可通过不同的手段来加热。在本实施例中,采用电流流过形状记忆合金并在形状记忆合金的电阻上产生热量,所述热量致使形状记忆合金发生由马氏体到奥氏体的变化。在去除电流之后,合金开始冷却,并恢复到马氏体状态。
通过上面描述的基于形状记忆合金的智能帐篷,在关键位置处设置形状记忆合金,当需要打开帐篷时,通过加热装置对帐篷支架加热使得形状记忆合金发生形状变化,从而实现对帐篷的智能打开,使搭建帐篷变得简单便捷。在帐篷持续使用过程中,只需用加热装置持续给帐篷支架加热使形状记忆合金温度保持在相变温度以上即可。当需要收起帐篷时,只需停止对帐篷支架加热,形状记忆合金温度恢复到常温,所述帐篷支架收缩,帐篷被收起。
参照图1及图2,在本发明提供的具体实施例中,进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述第一支撑管110、第二支撑管130、弯曲部连接管120及多脚连接管140通过激光焊接连接在一起。
在本具体实施例中,采用Nd:YAG(钇铝石榴石晶体)激光器进行激光焊接,焊接过程如下:Nd:YAG激光器(峰值功率400W)先将形状记忆合金与刚性金属待焊接部分的位置进行加热形成焊接接头。具体地,将刚性金属与形状记忆合金待焊端用砂纸进行打磨,用丙酮除去刚性金属与形状记忆合金表面的油脂,用氢氟酸与硝酸的混合溶液去除刚性金属与形状记忆合金表面的氧化膜,清水洗净吹干。处理好后将刚性金属与形状记忆合金放在夹具上进行激光焊接。焊缝上面与下面通入氩气作为保护气。采用的激光焊接参数参见表1。
表1激光焊接参数
在关键部分采用形状记忆合金并通过激光焊接技术与其它刚性金属部件连接,而不是整体结构均采用形状记忆合金,可以减低所述智能帐篷的生产成本。
参照图3,在本发明提供的具体实施例中,进一步地,在上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述帐篷布200开口位置处设置有窗户210。所述窗户210的一侧边与所述帐篷布200通过可旋转连接件连接,所述可旋转连接件使所述窗户210相对所述帐篷布200旋转,在通过可旋转连接件连接的位置处设置有弹簧220,所述弹簧220的一端与窗户210连接,所述弹簧220的另一端与帐篷布200连接。在所述窗户210与所述帐篷布200之间还设置有温控开关300,所述温控开关300包括,固定组件310、温控组件320及开关组件340,所述固定组件310的一端固定在所述帐篷布200上,所述固定组件310的另一端与所述温控组件320的一端相连,所述温控组件320的另一端与所述开关组件340连接,所述开关组件340的另一端伸出到所述窗户210处阻挡所述窗户210打开。其中所述温控组件320为形状记忆合金,所述固定组件310与开关组件340由刚性金属材料制成。
在本具体实施例中,窗户210可以绕着可旋转连接件相对帐篷布200开口位置旋转开启,可旋转连接件可以采用合页。弹簧220一端与窗户210连接,弹簧220的另一端与帐篷布200连接,在窗户210关闭的状态下,所述的弹簧220处于拉伸状态,当开关组件340打开时,窗户210会在弹簧220恢复力的作用下打开。具体地,开关组件340采用温控组件320进行控制,所述温控组件320采用形状记忆合金制成,当所述温控组件320所处外界温度大于其相变温度时产生形状变化,温控组件320带动开关组件340回缩,窗户210被打开。在本具体实施例中,所述温控组件320在相变温度下的形状可以回缩成拱桥形,也可以回缩成弹簧220状。
在帐篷布200上设置窗户210,并利用基于温度会发生变化的形状记忆合金做开关,可以在室内温度达到相变温度以上时,自动开启所述窗户210,使所述帐篷内外空气可以对流,减低帐篷内的温度。
在本发明提供的具体实施例中,进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述温控开关300还可以包括:开关固定件330,所述开关固定组件310固定于所述帐篷布200上,所述开关组件340穿过所述开关固定件330。
在所述帐篷布200上设置所述开关固定件330可以加强所述温控开关300的结构强度。
在本发明提供的具体实施例中,进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述弹簧220和温控开关300即可以设置在帐篷布200的同一侧,也可以设置在不同侧上。优选地,所述弹簧220设置于所述智能帐篷的帐篷布200的外表面上,所述温控开关300设置于所述智能帐篷的帐篷布200的内表面上。
将所述弹簧220设置于所述智能帐篷的帐篷布200的外表面上,方便开启所述窗户210时,所述窗户210向外侧旋转打开不会影响帐篷内人休息。同时,所述温控开关300设置于所述智能帐篷的帐篷布200的内表面内,当帐篷内的温度达到相变温度以上时,自动开启所述窗户210,使所述帐篷内外空气可以对流,达到减低帐篷内的温度作用。
在本发明提供的具体实施例中,进一步地,上述基于形状记忆合金的智能帐篷中所述帐篷架在通过激光焊接之前,还包括采用激光对连接位置加热形成焊接接头。
焊接前对焊接连接位置进行加热形成焊接头可以去掉焊接位置处的油脂和氧化膜,使得焊接后支架具有良好的导电、导热性能。
在本发明提供的具体实施例中,进一步地,在通过激光焊接之后,还包括将所述帐篷支撑架或温控开关300放入热处理炉进行退火处理,退火条件包括退火温度400-500℃及退火时间为1小时。
在具体实施例中,将焊接后的焊件进行退火处理,可以提高焊缝处的拉伸强度。具体地,于本发明实施例中,选择退火温度400-500℃,退火时间约1小时。通过测试得到焊缝的拉伸强度为237MPa,能满足本发明所需强度。经差式扫描量热法(DSC)测试形状记忆合金焊件在室温、焊后和不同热处理温度下的相变转变温度如表2所示,可见通过焊接—热处理可以调节形状记忆合金焊件的相变温度,从而可以控制和利用其形变效应。
表2.不同状态下形状记忆合金焊件的相变转变温度(℃)
(Ms—马氏体转变开始温度;Mf—马氏体转变完成温度;As—奥氏体转变开始温度;Af—奥氏体转变完成温度)
具体地,形状记忆合金的形变效应是指在奥氏体中,形状记忆合金,较硬,且为刚性。而在马氏体下,形状记忆合金较软且为柔性。在马氏体下形状记忆合金可因外力拉伸而变形,一旦被加热且超过相变温度,形状记忆合金就会转变为奥氏体状态,形状记忆合金收缩变硬,在本发明主要利用形状记忆合金从马氏体转变为奥氏体形状记忆合金会收缩的性能。通过上述退火条件的处理,可以加强所述激光焊接后焊接的强度和疲劳寿命,以满足本发明对帐篷骨架的结构强度和韧度要求。同时还可以调节形状记忆合金焊件的相变温度,从而可以控制和利用其形变效应。
综上所述,采用本发明提供的基于形状记忆合金的智能帐篷,过采用形状记忆合金的特性,在关键位置处设置形状记忆合金,当需要打开帐篷时,通过加热装置对记忆合金加热使得形状记忆合金发生形状变化,从而实现对帐篷的智能打开。解决了现有技术中搭建帐篷既费时又费力的技术问题。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (10)
1.一种基于形状记忆合金的智能帐篷,其特征在于,包括:用于起支撑作用的帐篷支架、用于隔离外界的帐篷布及用于给所述帐篷支架加热的加热装置,所述帐篷布附着在所述帐篷支架上,所述加热装置与所述帐篷支架连接,所述帐篷支架包括第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管,所述第一支撑管的一端与地接触用于支撑所述智能帐篷,所述第一支撑管的另一端与所述弯曲部连接管的一端连接,所述弯曲部连接管的另一端与所述第二支撑管的一端连接,所述第二支撑管的另一端与所述多脚连接管的一只脚连接,其中,所述弯曲部连接管及多脚连接管为形状记忆合金制成,所述第一支撑管及第二支撑管为刚性金属制成。
2.如权利要求1所述的智能帐篷,其特征在于:所述第一支撑管、第二支撑管、弯曲部连接管及多脚连接管通过激光焊接连接在一起。
3.如权利要求1所述的智能帐篷,其特征在于:所述多脚连接管包括四个角,所述多脚连接管成十字形。
4.如权利要求1所述的智能帐篷,其特征在于:所述刚性金属为不锈钢。
5.如权利要求1所述的智能帐篷,其特征在于:在所述帐篷布开口位置处设置有窗户,所述窗户的一侧边与所述帐篷布通过可旋转连接件连接,所述可旋转连接件使所述窗户相对所述帐篷布旋转,在通过可旋转连接件连接的位置处设置有弹簧,所述弹簧的一端与窗户连接,所述弹簧的另一端与帐篷布连接,在所述窗户与所述帐篷布之间还设置有温控开关,所述温控开关包括,固定组件、温控组件及开关组件,所述固定组件的一端固定在所述帐篷布上,所述固定组件的另一端与所述温控组件的一端相连,所述温控组件的另一端与所述开关组件连接,所述开关组件的另一端伸出到所述窗户处阻挡所述窗户打开,其中所述温控组件为形状记忆合金,所述固定组件与开关组件由刚性金属材料制成。
6.如权利要求5所述的智能帐篷,其特征在于:所述固定组件、温控组件及开关组件通过激光焊接连接在一起。
7.如权利要求5所述的智能帐篷,其特征在于,所述温控开关还包括:开关固定件,所述开关固定组件固定于所述帐篷布上,所述开关组件穿过所述开关固定件。
8.如权利要求5或7所述的智能帐篷,其特征在于:所述弹簧设置于所述智能帐篷的帐篷布的外表面上,所述温控开关设置于所述智能帐篷的帐篷布的内表面上。
9.如权利要求2或6所述的智能帐篷,其特征在于:在通过激光焊接之前,还包括采用激光对连接位置加热形成焊接接头。
10.如权利要求2或6所述的智能帐篷,其特征在于:在通过激光焊接之后,还包括将所述帐篷支撑架或温控开关放入热处理炉进行退火处理,退火条件包括退火温度400-500℃及退火时间为1小时。
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