CN106440985A - 一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法 - Google Patents

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甄建伟
刘国庆
郭萌萌
李金明
张倩
闫军
王国栋
陈玉丹
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Abstract

本发明提供了一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，包括如下步骤：（a）设置电控记忆合金驱动的胶体挤出装置，该装置包括：胶管、底座、活塞、形状记忆合金弹簧及加热机构，加热机构包括加热片、设置于加热片内的电阻加热丝以及与电阻加热丝连接的正电极和负电极；（b）在正电极和负电极上施加电压，使加热片发热；（c）加热片将热量传递给形状记忆合金弹簧，当温度达到形状记忆合金弹簧的转变温度时，其发生轴向伸长形变；（d）形状记忆合金弹簧的轴向伸长变形驱动活塞在胶管内运动，并挤压胶体，使胶体从挤出口挤出。本发明使用方便，降低采用远程遥控挤胶系统挤胶的复杂性并增强可靠性，提高挤胶效率，易控制挤胶量，具有广泛应用前景。

Description

一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法
技术领域
本发明涉及一种胶体挤出方法，具体地说是涉及一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法。
背景技术
由于制造工艺及成本的影响，手榴弹的瞎火率较高，在手榴弹投掷训练过程中会产生大量未爆弹，其危害较大，需采取措施尽快排除。当前主要采用移除及就地引爆方式处理未爆弹，而在移除时，需要排爆人员或排爆机器人作业，存在安全问题及成本问题且从现场移除后的未爆弹仍需进行进一步处理。
在就地销毁未爆弹时，一般利用可燃胶挤出机构将可燃胶挤于未爆弹表面。对于一次性使用的含有胶体的胶管，通过远程遥控的方式控制胶体挤出作业时，通常采用直线步进电机进行操作，但这种方式中胶体挤出机构复杂，操作过程繁琐，工作量大，耗费时间长，效率低下。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，以解决现有工艺中胶体挤出机构复杂，一次性胶管难以集成化，挤胶效率低下等问题。
本发明的目的是这样实现的：一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，包括：
（a）设置电控记忆合金驱动的胶体挤出装置，该装置包括：
胶管，用于容置胶体，且在其前端开设有胶体挤出口；
底座，其与所述胶管的后端连接，且在其上开设有若干通气孔；
活塞，其设置在所述胶管内部，且可在所述胶管内滑动，以将胶体挤出；
形状记忆合金弹簧，其一端与所述活塞连接，且在受热并达到其转变温度时发生轴向伸长变形，在低温时恢复至原始形状；以及
加热机构，其设置在所述底座内；该加热机构包括加热片、设置于加热片内的电阻加热丝以及与所述电阻加热丝连接的正电极和负电极；所述加热片与所述形状记忆合金弹簧的另一端连接；
（b）在正电极和负电极上施加电压，使加热片发热；
（c）加热片将热量传递给形状记忆合金弹簧，当温度达到形状记忆合金弹簧的转变温度时，形状记忆合金弹簧发生轴向伸长形变；
（d）形状记忆合金弹簧的轴向伸长变形驱动活塞在胶管内运动，并挤压胶体，使胶体从挤出口挤出。
通过调整施加电压的大小调整加热片的温度，进而调整形状记忆合金弹簧的伸长程度。
所述加热片由绝缘导热材料制成。
本发明采用电控记忆合金作为驱动力来源，将一次性胶管与直线步进电机集成，在记忆合金驱动器控制结构的正负电极施加一定的电压即可控制其形变量，进而控制胶体的挤出量。本发明使用方便，降低采用远程遥控挤胶系统挤胶的复杂性并增强可靠性，提高挤胶效率，容易控制挤胶量，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明所采用的胶体挤出装置的结构示意图。
图2是本发明所采用胶体挤出装置中加热机构的结构示意图，其中（a）为侧视图，（b）为主视图。
图3是本发明形状记忆合金弹簧轴向伸长挤出胶体时的结构示意图。
图中，1、胶管，2、挤出口，3、密封盖，4、底座，5、活塞，6、形状记忆合金弹簧，7、加热片，8、正电极，9、负电极，10、隔热垫，11、通气孔，12、电阻加热丝。
具体实施方式
如图1所示，本发明所采用的胶体挤出装置主要由胶管1、底座4、活塞5、形状记忆合金弹簧6及加热机构等部分组成。
用于容置胶体的胶管1为横向设置的圆柱形管体，在胶管1的前端开设有挤出口2。挤出口2为胶体被挤出的通道，在挤出口2上配设有可拆卸的密封盖3。在胶管1的管体内设置有活塞5，活塞5可在管体内左右滑动。活塞5的一端与形状记忆合金弹簧6相连接，以驱动活塞5向左滑动将管体内的胶体从挤出口4挤出。
底座4也为横向设置的圆柱形管体，其与胶管1的后端通过螺纹连接配合，也可采用其他连接方式连接。在底座4内设置有活形状记忆合金弹簧6及加热机构，形状记忆合金弹簧6一端与活塞5连接，另一端与加热机构连接，用于驱动活塞5滑动。形状记忆合金弹簧6在加热且温度达到其转变温度时为高温相形状，即轴向伸长；其在冷却时，恢复低温相形状，即原始形状。形状记忆合金弹簧6的加热机构包括加热片7、电阻加热丝12及正电极8和负电极9，加热片7与形状记忆合金弹簧6的另一端相连接，用于控制形状记忆合金弹簧6的加热或冷却，使其发生轴向伸长变形或回位。如图2所示，加热片7由绝缘导热材料制成，绝缘导热材料可选用高导热率陶瓷，也可选用其他绝缘导热材料。在加热片7内设置有电阻加热丝12，电阻加热丝12连接正电极8与负电极9，以产生热量加热加热片7并将热量传递给形状记忆合金弹簧6。在加热片7与底座4之间设置有隔热垫10，以阻隔加热片7的热量，防止加热片7的温度使底座4变形。在底座4上还设置有若干通气孔11，以进行通气和散热，防止活塞5右侧腔体内出现负压，使胶体难以挤出，并且防止活塞5右侧腔体内温度过高。图1中仅示出了两个通气孔11，可根据实际情况设置多个通气孔。
本发明的电控记忆合金驱动的胶体挤出方法包括如下步骤：
（a）设置如上所述的电控记忆合金驱动的胶体挤出装置；
（b）将挤出口2前端的密封盖3打开，在加热机构的正电极8、负电极9上施加一定的电压，连接正电极8、负电极9的电阻加热丝12发热，并使加热片7发热。
（c）加热片7将热量传递给形状记忆合金弹簧6，当温度达到记忆合金弹簧6的转变温度时，形状记忆合金弹簧6发生轴向伸长形变，其示意图如图3所示。
（d）形状记忆合金弹簧6的轴向伸长变形驱动活塞5在胶管1内向左运动，并挤压胶体，使胶体从挤出口2挤出。
由于形状记忆合金弹簧6仅在右侧受到加热片7的加热作用，热量在形状记忆合金弹簧6中存在一个传热过程，在该过程中存在热量散失，造成形状记忆合金弹簧6内存在一定的温度分布，即右侧温度高、左侧温度低。当右侧温度高于转变温度时，发生轴向伸长变形，而左侧温度可能尚未达到转变温度，未发生伸长变形。通过控制正电极8、负电极9的输入电压即可控制加热片7的温度，从而控制形状记忆合金弹簧6上的温度分布，实现对形状记忆合金弹簧6伸长量的控制，从而实现对挤胶量的控制。

Claims (3)

1.一种电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）设置电控记忆合金驱动的胶体挤出装置，该装置包括：
胶管，用于容置胶体，且在其前端开设有胶体挤出口；
底座，其与所述胶管的后端连接，且在其上开设有若干通气孔；
活塞，其设置在所述胶管内部，且可在所述胶管内滑动，以将胶体挤出；
形状记忆合金弹簧，其一端与所述活塞连接，且在受热并达到其转变温度时发生轴向伸长变形，在低温时恢复至原始形状；以及
加热机构，其设置在所述底座内；该加热机构包括加热片、设置于加热片内的电阻加热丝以及与所述电阻加热丝连接的正电极和负电极；所述加热片与所述形状记忆合金弹簧的另一端连接；
（b）在正电极和负电极上施加电压，使加热片发热；
（c）加热片将热量传递给形状记忆合金弹簧，当温度达到形状记忆合金弹簧的转变温度时，形状记忆合金弹簧发生轴向伸长形变；
（d）形状记忆合金弹簧的轴向伸长变形驱动活塞在胶管内运动，并挤压胶体，使胶体从挤出口挤出。
2.根据权利要求1所述的电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，其特征在于，通过调整施加电压的大小调整加热片的温度，进而调整形状记忆合金弹簧的伸长程度。
3.根据权利要求1所述的电控记忆合金驱动的胶体挤出方法，其特征在于，所述加热片由绝缘导热材料制成。
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