CN107017801A - 固态电机以及相关系统和方法 - Google Patents

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Abstract

固态电机以及相关系统和方法。描述了一种电机(100)，包括第一可旋转构件(110)和与其分隔开的支撑物(120)。电机(100)还包括带(130)，围绕第一可旋转构件(110)和支撑物(120)张紧。带(130)与第一可旋转构件(110)可共旋转地接合。带(130)由形状记忆合金制成。电机(100)包括热调节装置(140)，定位在带(130)的分隔开的第一部分(134)和第二部分(136)之间。热调节装置(140)还构造成同时冷却第一部分(134)以收缩第一部分(134)并且加热第二部分(136)以膨胀第二部分(136)。第一部分(134)和第二部分(136)的同时收缩和膨胀致使带(130)旋转。

Description

固态电机以及相关系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及电机，更特别地，涉及由形状记忆合金制成的电机。
背景技术
一些高科技行业已经开始将形状记忆合金掺入各种产品中。现今，诸如飞行器、航天器、汽车等许多复杂结构由形状记忆合金制成。形状记忆合金是能够在被加热而发生变形(例如，成为变形状态)之后恢复之前限定形状(例如，原始形状)的专用金属材料。
通常，形状记忆合金处于具有立方晶体结构的马氏体(martensite)低温相，在达到第一奥氏体(austenite)阈值温度时，开始转变成具有单斜晶体的奥氏体高温相。在达到比第一奥氏体阈值温度高的第二奥氏体阈值温度时，从马氏体低温相到奥氏体高温相的转变完成。从奥氏体高温相，在形状记忆合金的温度被冷却至低于第一马氏体阈值温度和第二马氏体阈值温度之后分别开始和完成到马氏体低温相的转变。随着形状记忆合金在奥氏体高温相和马氏体低温相之间转变，合金在原始形状和变形形状之间物理变形。
在各种应用中，特别地，与飞行器控制和操作关联的应用中，使用电机。然而，许多传统电机重、复杂且不可靠。
形状记忆合金的独特特性(例如，微弹性和形状记忆效果)促进它们在不同应用中使用。然而，电机中的形状记忆合金的使用受限制。
发明内容
响应于目前的技术发展水平，特别地，响应于通过当前可用技术还未完全解决的用于各种系统(诸如，飞行器)的电机的不足，开发出本申请的主题。因此，已经开发出本申请的主题，提供克服了现有技术的以上所讨论的不足中的至少一些的利用形状记忆合金的固态电机以及相关系统和方法。
根据一个实施方式，一种电机包括：第一可旋转构件；支撑物(anchor)，其与所述第一可旋转构件分隔开。所述电机还包括带，所述带围绕所述第一可旋转构件和所述支撑物张紧。所述带与所述第一可旋转构件可共旋转地接合。另外，所述带由形状记忆合金制成。另外，所述电机包括热调节装置，所述热调节装置定位在所述带的分隔开的第一部分和第二部分之间。所述热调节装置还被构造成同时冷却所述带的所述第一部分以使所述带的所述第一部分收缩并且加热所述带的所述第二部分以使所述带的所述第二部分膨胀。所述带的所述第一部分和所述第二部分的同时收缩和膨胀致使所述带旋转。
在电机的一些实现方式中，所述支撑物包括第二可旋转构件。所述带可与所述第二可旋转构件可共旋转地接合。
根据电机的某些实现方式，所述第一可旋转构件包括驱动轴。所述第一可旋转构件还可包括与所述驱动轴可共旋转地联接的轮。
在某些实现方式中，所述电机还包括与所述带接合的分隔开的第一引导元件和第二引导元件。所述第一引导元件和所述第二引导元件与所述支撑物协作，将所述带的所述第一部分定位成与所述热调节装置相距第一距离以及将所述带的所述第二部分定位成与所述热调节装置相距第二距离。所述第一距离和所述第二距离是相同的。沿着所述热调节装置的整个长度，所述第一距离和所述第二距离可以是恒定的。
根据电机的某些实现方式，所述热调节装置包括与所述带的所述第一部分直接相邻的第一表面。另外，所述热调节装置包括与所述带的所述第二部分直接相邻的第二表面。此外，所述热调节装置可选择性进行操作，以生成所述第一表面的第一温度和所述第二表面的第二温度。所述第一温度不同于所述第二温度。所述热调节装置可由电力信号供电。此外，可通过调整所述电力信号的电流，成反比地调整所述第一温度和所述第二温度。所述热调节装置可包括至少一个热传递元件，所述热传递元件定位在所述热调节装置的所述第一表面和所述第二表面之间并且与所述第一表面和所述第二表面热耦合。所述至少一个热传递元件可包括由P型半导体材料制成的P元件和由N型半导体材料制成的N元件。所述热调节装置可包括热传递元件的阵列。在第一操作模式下，所述第一温度可高于所述第二温度，以致使所述带在第一旋转方向上旋转。在第二操作模式下，所述第一温度可低于所述第二温度，以致使所述带在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。
在某些实现方式中，所述电机还包括与所述热调节装置可操作联接的控制模块。所述控制模块被构造成：启用所述热调节装置，以致使所述第一可旋转构件旋转；对所述热调节装置进行调制，以调整所述第一旋转构件的旋转速度；以及禁用所述热调节装置，以致使所述第一可旋转构件停止旋转。所述电机还可包括被构造成感测所述热调节装置的温度的至少一个温度传感器。所述控制模块对所述热调节装置进行调制，以至少部分基于所述至少一个温度传感器感测到的所述热调节装置的温度来调整所述第一旋转构件的旋转速度。
根据另一个实施方式，一种飞行器包括：可致动元件；以及电机，其与所述可致动元件联接并且可进行操作以致动可致动元件。所述电机包括：第一可旋转构件；支撑物，其与所述第一可旋转构件分隔开；带，其围绕所述第一可旋转构件和所述支撑物张紧。所述带与所述第一可旋转构件可共旋转地接合并且所述带由形状记忆合金制成。所述电机还包括热调节装置，所述热调节装置定位在所述带的分隔开的第一部分和第二部分之间，并且被构造成同时冷却所述带的所述第一部分以使所述带的所述第一部分收缩并且加热所述带的所述第二部分以使所述带的所述第二部分膨胀。所述带的所述第一部分和所述第二部分的同时收缩和膨胀致使所述带旋转。
在又一个实施方式中，一种使第一可旋转构件旋转的方法包括：将由形状记忆合金制成的带与所述第一可旋转构件可共旋转地联接。另外，所述方法包括冷却所述带的第一部分，以使所述带的所述第一部分收缩。所述方法还包括在冷却所述带的所述第一部分的同时，加热所述带的第二部分，以使所述带的所述第二部分膨胀。
根据所述方法的一些实现方式，冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分包括通过P-N元件传输电流。所述P-N元件包括由P型半导体材料制成的P元件和由N型半导体材料制成的N元件。
在所述方法的某些实现方式中，通过定位在所述带的所述第一部分和所述带的所述第二部分之间的热调节装置来冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分。所述方法还包括：确定所述热调节装置的温度以及如果所述热调节装置的温度不在预定温度阈值内，则调整所述热调节装置的温度。另外，所述方法可包括：确定所述带的旋转速度；以及如果所述带的所述旋转速度不在预定速度阈值内，则调整所述热调节装置的温度。所述方法可另外包括将电力信号传输到所述热调节装置。调整所述热调节装置的温度包括调制所述电力信号的电流。
根据所述方法的一些实现方式，冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分使所述带在第一旋转方向上旋转。所述方法还包括加热所述带的所述第一部分和冷却所述带的所述第二部分，以使所述带在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。
所描述的本公开的主题的特征、结构、优点、和/或特性可按任何合适方式组合在一个或更多个实施方式和/或实现方式中。在下面的描述中，提供众多具体细节，以赋予对本公开的主题的实施方式的彻底理解。相关领域的技术人员将认识到，本公开的主题可在没有特定实施方式或实现方式的具体特征、细节、组件、材料和/或方法中的一个或更多个的情况下实践。在其他情形下，可在某些实施方式和/实现方式中认识到所有实施方式或实现方式中可能不存在的另外特征和优点。例如，在一些情形下，没有详细示出或描述熟知的结构、材料、或操作，以避免使本公开的主题的方面混淆不清。本公开的主题的特征和优点将根据下面的描述和所附的权利要求书变得更加完全清楚，或者可通过下文中阐述的主题的实践而获知。
附图说明
为了可更容易理解主题的优点，将通过参照附图中示出的具体实施方式来表达对以上简要描述的主题的更特定描述。理解这些附图只描绘了主题的典型实施方式，并因此不被视为限制其范围，将通过使用附图用另外的特征和细节来描述和说明主题，其中：
图1是根据本公开的一个或更多个实施方式的飞行器的透视图；
图2是根据本公开的一个或更多个实施方式的图1的飞行器的水平安定面部分的放大透视图，其中，为了便于示出电机，去除了安定面的上表面和上面板；
图3是根据本公开的一个或更多个实施方式的电机的示意性侧视图；
图4是根据本公开的一个或更多个实施方式的图3的电机的细节的示意性局部侧面剖视图；
图5是根据本公开的一个或更多个实施方式的图3的电机的热调节装置的示意性局部侧面剖视图；
图6是根据本公开的一个或更多个实施方式的在第一操作模式下操作的图3的电机的热调节装置的示意性局部侧面剖视图；
图7是根据本公开的一个或更多个实施方式的在第二操作模式下操作的图3的电机的热调节装置的示意性局部侧面剖视图；
图8是根据本公开的一个或更多个实施方式的图3的电机的热调节装置的示意性局部透视图；以及
图9是根据本公开的一个或更多个实施方式的旋转第一可旋转构件的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在整个说明书中引用“一个实施方式”、“实施方式”或类似语言意指结合实施方式描述的特定特征、结构、或特性被包括在本公开的至少一个实施方式中。在整个本说明书中出现的短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似语言可(但不必)都是指同一实施方式。类似地，使用术语“实现”意指具有结合本公开的一个或更多个实施方式描述的特定特征、结构、或特性的实现方式，然而，在没有另外指明的明确相关的情况下，实现方式可与一个或更多个实施方式关联。
参照图1，示出飞行器10的一个实施方式。飞行器10可以是各种类型的飞行器(诸如，用于运送乘客的商用飞行器、用于军事操作的军用飞行器、私人飞行器等)中的任一种。此外，虽然在图示实施方式中描述了飞行器，但在其他实施方式中，可使用具有各种可调整元件中的任一种的另一个结构(诸如，交通工具(直升机、船只、航天器、汽车等))或非移动复合结构(例如，建筑、桥梁、机器等)。
所描绘的飞行器10包括主体12(例如，机身)、联接到主体12并且从其延伸的一对机翼14、联接到主体的垂直安定面16、联接到主体和/或垂直安定面的一对水平安定面18。飞行器10可以是各种类型的飞行器(诸如，客机、战斗机、直升机、航天器等)中的任一种。如图1中描绘的，飞行器10代表客机。
飞行器10还包括多个致动器系统，致动器系统致动各种可调整元件中的任一个。致动器系统可包括例如飞行控制系统、着陆系统、燃料系统、发动机系统、乘客和货物进/出系统等。在一些实现方式中，飞行控制系统致动空气动力面，可调整空气动力面来改变空气动力面上方、周围和后面的空气流的特性。例如，各机翼14包括副翼24、襟翼26、扰流板28和缝翼30。另外，垂直安定面16包括方向舵22，各水平安定面18包括升降舵20。为了响应性控制飞行器10的飞行，飞行器的可调整空气动力面的相对位置(诸如，图1中示出的相对位置)应该能够进行快速且精确的调整。因此，用于调整可调整空气动力面位置的致动器系统(例如，飞行控制系统)被设计成促使快速且精确地调整空气动力面。另外，用于调整可调整空气动力面位置的致动器系统期望的是轻量、可靠且高效的。虽然一些当前机械、液压和气动的受控制致动器系统可为空气动力面提供快速且精确的调整，但这些系统通常重且低效。相比之下，虽然使用形状记忆合金致动器的一些传统致动器系统可轻量且高效，但如果这些传统系统在飞行器、或其他交通工具或结构中实现，则它们将只为可调整空气动力面提供缓慢、低效、或不精确控制。
根据某些实施方式，本公开的致动器系统包括使用由形状记忆合金制成的带的电机和用于调节带温度的热调节装置。此外，在一些实施方式中，电机是轻量、可靠且高效的，并且还为可调整组件(诸如，飞行器的空气动力面)提供快速且精确的调整。参照图2，借助电机100致动飞行器10的水平安定面18的升降舵20。升降舵20包括在后缘处结合在一起的上面板40和下面板41。上面板40和下面板41分别限定升降舵20的上表面和下表面。如在以上部分中提到的，为了便于示出靠近升降舵20的前缘设置的电机100，在图2中去除安定面18的上表面和上面板40。上面板40和下面板41被一对支架42支承于相对于彼此的合适取向。支架42铰接地联接到水平安定面18的结构组件48，使得支架和升降舵20能相对于水平安定面的固定表面枢转。水平安定面18包括驱动轴50，驱动轴50从结构组件48扩展至水平安定面的对向结构组件48，以相对于水平安定面的结构组件和固定表面可旋转地支承升降舵20。在一个实现方式中，驱动轴50包括与通过电机100驱动的一个或更多个其他齿轮接合的一个或更多个齿轮。例如，电机100可包括借助一个或更多个齿轮、齿轮箱等间接驱动驱动轴50的第一驱动轴。
总体上，电机100被构造成直接或间接地旋转驱动轴50，进而致动(例如，旋转)支架42和升降舵20。因此，致动或控制电机100，以保持升降舵20处于或者使升降舵20移动至相对于水平安定面18的所期望位置或取向。电机100包括第一可旋转构件110、支撑物120、带130、热调节装置140和驱动轴50。形成连续环的带130围绕第一可旋转构件110和支撑物120张紧。因此，带130被有效地悬于或支承于第一可旋转构件110和支撑物120上。带130的旋转致使第一可旋转构件110旋转，进而旋转驱动轴50来致动诸如升降舵20的可调整元件。
参照图3，第一可旋转构件110绕着第一旋转轴112旋转，第一旋转轴112相对于支撑物120和热调节装置140固定。此外，驱动轴50可共同旋转地联接到第一可旋转构件110，使得驱动轴50也绕着第一旋转轴112旋转。第一可旋转构件110可以是诸如轮或齿轮的盘状元件。在一些实现方式中，第一可旋转构件110是圆形并且限定圆形形状的外周界。虽然未示出，但第一可旋转构件110的外周界可包括接合特征，接合特征被构造成可脱离地接合带130的对应接合特征并且便于第一可旋转构件110和带130共同旋转。例如，第一可旋转构件110的接合特征可以是与带的对应齿或轮齿啮合的齿或轮齿。以此方式，第一可旋转构件110可与带130进行齿啮合的接合。根据其他示例，第一可旋转构件110和带130的对应接合特征可包括对向的引入摩擦表面，当对向的引入摩擦表面相配合时，促进足够摩擦来保持第一可旋转构件110和带130之间的共同旋转能力，而且允许带130脱离第一可旋转构件110。第一可旋转构件110的接合特征可设置在形成在第一可旋转构件110的外周界中的凹槽内，凹槽接纳带130并且有助于保持带130与第一可旋转构件110的接合。
驱动轴50被定义为能够将旋转能量从第一可旋转构件110传输到可致动元件的任一个或多个组件。因此，驱动轴50可以是本领域中已知的各种动力传输系统中的任一种。例如，在一个实现方式中，驱动轴50可包括单个实心、非中空的轴。在另一个实现方式中，驱动轴50可包括单个中空轴。在其他某些实现方式中，虽然在例示实现方式中被描绘为单个轴，但驱动轴50包括多个互联组件(诸如，借助一个或更多个齿轮可旋转联接到另一个轴的中空或非中空轴)。驱动轴50可被构造成将从第一可旋转构件110接收的旋转能量传输成可致动元件的各种类型运动的任一种。例如，驱动轴50可将从第一可旋转构件110接收的旋转能量传输成可致动元件的旋转运动。相比之下，驱动轴50可将从第一可旋转构件110接收的旋转能量转换成可致动元件的线性运动。虽然所描绘的可致动元件是飞行器的升降舵20，但电机100可用于致动飞行器10或其他交通工具或结构的各种致动系统的各种可调整元件中的任一个。
支撑物120被构造成支承带130围绕第一可旋转构件110张紧。另外，支撑物120被构造成允许带130在围绕第一可旋转构件110张紧的同时旋转。
在所描绘的一个实现方式中，支撑物120是绕着第二旋转轴114旋转的可旋转构件，类似于第一可旋转构件110。第二旋转轴114相对于第一旋转轴112是固定且平行的。如同第一可旋转构件110的一些实现方式，支撑物120可包括接合特征，接合特征被构造成可脱离地接合带130的对应接合特征并且便于支撑物120与带130共同旋转。
根据另一个实现方式，支撑物120是不可旋转的，使得带130相对于支撑物120旋转。在这些实现方式中，支撑物120可包括便于带130沿着支撑物120移动(例如，滑动)的低摩擦表面。
带130包括形成连续环的材料带。在一些实现方式中，带130是细长材料条带，其厚度小于宽度，长度大于宽度。总体上，带130至少部分是柔性的，便于带绕着至少第一可旋转构件110和支撑物120重新定向。带130包括被构造成接合至少第一可旋转构件110和支撑物120的接合侧。如以上提到的，接合侧可包括接合特征，接合特征用于接合第一可旋转构件110和支撑物120的对应接合特征。在一些实现方式中，带130可以是实心、均质的材料条带。在其他实现方式中，带130可以是一系列交织的条带，可具有相同或不同材料的多个结合层，可包括互联链接等。
不顾及带130的构造，带130至少部分由能够表现出双向形状记忆效果的形状记忆合金制成。如之前定义的，形状记忆合金是能够在被加热或冷却而发生变形(例如，成为变形状态)之后恢复之前限定形状(例如，原始形状)的专用金属材料。在一些实施方式中，带130的形状记忆合金是镍-钛合金和基于铜的合金(还有其他)中的至少一种。可选择形状记忆合金的组分来提供与合金的相应相变关联的所期望的变形范围以及所期望的上下温度阈值。
热调节装置140被构造成同时冷却带130的第一部分134来收缩带130的第一部分134并且加热带130的第二部分136来膨胀带130的第二部分136。总体上，热调节装置140包括冷却带130的第一部分134的第一侧142(例如，冷侧)和加热带130的第二部分136的第二侧144(例如，热侧)。第一侧142在热调节装置140的与第二侧144相反的侧。以此方式，在操作期间的给定时间点，热调节装置140具有直接彼此相反的冷侧和热侧。因为带130由形状记忆合金制成，所以冷却带130导致形状记忆合金的收缩(例如，缩短)进而带130的收缩，如图4中的定向箭头154所指示的。相比之下，加热带130导致形状记忆合金的膨胀(例如，伸长)进而带130的膨胀，如图4中的定向箭头152所指示的。带130的第一部分134和第二部分136同时收缩和膨胀致使带130在第一旋转方向150上旋转。第一旋转方向150是从带130的第一部分134延伸到带130的第二部分136的旋转方向。
带130的第一部分134是在给定时间点与热调节装置140的第一侧142直接相邻的带的部分，带130的第二部分136是在给定时间点与热调节装置140的第二侧144直接相邻的带的部分。因此，带130的第一部分134和第二部分136不是带的固定部分。相反，随着带130相对于热调节装置140旋转，带130的第一部分134和第二部分136发生改变。更具体地，随着带130的第一部分134被冷却收缩并且带130的第二部分136被加热膨胀，引起的带130的旋转使带130的冷却部分在第一旋转方向150上移动，脱离热调节装置140的第一侧142的冷却效果，并且移动带130的加热部分，脱离热调节装置140的第二侧144的加热效果。然而，引入的带130的旋转还移动带130的对应未冷却部分，进入第一侧142的冷却效果，并且移动带130的对应未加热部分，进入第二侧144的加热效果。以此方式，虽然热调节装置140被致动以从第一侧142冷却带130并且从第二侧144加热带130，但带130被连续往复地冷却和加热，以引起带130连续旋转。
带130的旋转速度进而第一旋转构件110的旋转速度至少部分取决于热调节装置140的第一侧142和第二侧144之间的温度差。更具体地，第一侧142和第二侧144之间的温度差越高，带130的相应第一部分134和第二部分136的收缩和膨胀越大，因此带130的旋转速度越高。相比之下，第一侧142和第二侧144之间的温度差越低，带130的相应第一部分134和第二部分136的收缩和膨胀越小，因此带130的旋转速度越低。因此，通过调整热调节装置140的第一侧142和第二侧144之间的温度差，控制带130和第一旋转构件110的旋转速度。
参照图3，在一些实施方式中，电机100包括分别的第一引导元件122和第二引导元件124。总体上，第一引导元件122和第二引导元件124被构造成与支撑物120协作，通过将带130的第一部分134定位成与热调节装置140的第一侧142相距第一距离D1(参见例如图4)并且将带130的第二部分136定位成与热调节装置140的第二侧144相距第二距离D2来限定热调节装置140和带130之间的间隙。如同支撑物120，第一引导元件122和第二引导元件124围绕第一可旋转构件110张紧地支承带130。第一引导元件122和第二引导元件124定位在第一可旋转构件110和支撑物120之间。此外，第一引导元件122和第二引导元件124基于支撑物120的大小被确定大小并且彼此分隔开特定距离，以实现带130的第一部分134和第二部分136与热调节装置140的相应第一侧142和第二侧144之间的预定距离D1、D2。此外，在一些实现方式中，第一引导元件122和第二引导元件124以及支撑物120的构造将带130相对于热调节装置140支承，使得第一距离D1和第二距离D2沿着热调节装置140的整个长度是相同的和/或保持恒定。然而，在某些其他实现方式中，第一距离D1和第二距离D2可沿着热调节装置140的长度是不同的和/或可有所不同。热调节装置140的长度平行于带130的第一部分134和第二部分136延伸。虽然在图示实施方式中在带130的第一部分134和第二部分136与热调节装置140之间存在间隙，但在其他实施方式中，在带130的第一部分134和第二部分136与热调节装置140之间不存在间隙，使得随着带沿着热调节装置140移动，第一部分134和第二部分136接触热调节装置140。
第一引导元件122和第二引导元件124被构造成将带130围绕第一旋转构件110和支撑物120张紧地支承。在诸如所示出的一些实现方式中，第一可旋转构件110具有比支撑物120大的直径，这样致使带130从第一可旋转构件110会聚到支撑物120。因此，第一引导元件122和第二引导元件124重新引导带130，以确保带130的第一部分134和第二部分136在接合支撑物120之前和之后彼此平行地延伸。虽然未示出，但在一些实施方式中，第一可旋转构件110具有等于支撑物120的直径，使得带130在第一可旋转构件110和支撑物120之间保持彼此平行。另外，支撑物120被构造成在围绕第一可旋转构件110张紧的同时，允许带130旋转。
在如描绘的一个实现方式中，第一引导元件122和第二引导元件124是绕着相应的第三旋转轴126和第四旋转轴128旋转的可旋转构件，类似于第一可旋转构件110。第三旋转轴126和第四旋转轴128相对于第一旋转轴112固定并且平行。如同第一可旋转构件110的一些实现方式，第一引导元件122和第二引导元件124可包括接合特征，接合特征被构造成可脱离地接合带130的对应接合特征并且便于第一引导元件122和第二引导元件124与带130共同旋转。
根据另一个实现方式，第一引导元件122和第二引导元件124是不可旋转的，使得带130相对于第一引导元件122和第二引导元件124旋转。在这些实现方式中，第一引导元件122和第二引导元件124可包括便于带130沿着第一引导元件122和第二引导元件124移动(例如，滑动)的低摩擦表面。
仍然参照图3，在一个实施方式中，热调节装置140包括第一侧142和第二侧144之间的至少一个热传递元件146。热传递元件146被构造成将热从第一侧142传递到第二侧144，以致使第一侧142冷和第二侧144热(如示意性描绘的)，由此使带130在第一旋转方向150上旋转。另选地，热传递元件146能被构造或取向成将热从第二侧144传递到第一侧142，以致使第一侧142热和第一侧144冷，由此使带130在与第一旋转方向150相反的旋转方向上旋转。在所示出的一些实现方式中，热调节装置140包括限定热传递元件146的阵列的多个热传递元件146。如以下针对图6至图8将更详细描述的，热调节装置140可包括在第一操作模式下将热从第一侧142传递到第二侧144的一些热传递元件146和在第二操作模式下将热从第二侧144传递到第一侧142的一些热传递元件146。第一侧142和第二侧144可包括导热元件(诸如，由导热材料制成的板)，如以下将更详细描述的。
根据图4中示出的一个实施方式，热调节装置140的热传递元件146中的每个是P-N元件。热传递元件146或P-N元件设置在第一导热元件155和第二导热元件156之间。第一导热元件155和第二导热元件156可以是由导热材料制成的板或层。此外，第一导热元件155和第二导热元件156限定第一表面157和第二表面158，第一表面157和第二表面158分别与带130的第一部分134和第二部分136直接相邻或向外面对第一部分134和第二部分136。在一个实现方式中，第一导热元件155和第二导热元件156由导热且非导电(例如，电绝缘)材料(诸如，陶瓷、环氧树脂等)制成。第一导热元件155和第二导热元件156可由相同或不同的材料制成。另外，第一导热元件155和第二导热元件156可由柔性或刚性材料制成。另外，第一导热元件155和第二导热元件156可具有各种形状和大小中的任一个。例如，第一导热元件155和第二导热元件156可与带130具有各种几何形状或数量的接触点中的任一个，以便于热传递到带130的里面或外面。在一个实现方式中，第一导热元件155和第二导热元件156中的一者或两者可具有已知的热管理几何形状或特征(诸如，鳍)，以便于热传递。
各热传递元件146包括P元件182和N元件184。P元件182和N元件184形成P-N对。在一些实现方式中，各热传递元件可包括不止一个P元件182和/或不止一个N元件184。给定热传递元件的各P元件182和N元件184可具有各种形状的任一种。在例示实施方式中，各热传递元件146的P元件182和N元件184大体是具有矩形形状横截面的大体盒的形状。P元件182由P型半导体材料(例如，掺杂诸如硼的P型材料的诸如硅的半导体材料)制成。类似地，N元件184由N型半导体材料(例如，掺杂诸如磷的N型材料的诸如硅的半导体材料)制成。认识到，可使用掺杂各种P型和N型材料中的任一种的各种半导体材料中的任一种来分别制成P元件182和N元件184(诸如，碲化铋、碲化铅、硅锗等)。
各热传递元件146的P元件182和N元件184电联接到电连接件或端子168、170和电源(图4中未示出)，以形成电路。例如，如所示出的，各热传递元件146的P元件182和N元件184的第一端分别电联接到相应的桥接电端子170。各热传递元件的电端子168中的一个电联接到电源的正线，而电端子168中的另一个联接到电源的负电力线。因此，电源的正负电力线分别联接到各热传递元件146的P元件182和N元件184。各热传递元件146的P元件182和N元件184的第二端通过在第二端之间延伸的桥接电端子170电联接在一起。以此方式，各热传递元件146的P元件182和N元件184与电源形成闭合电路。
如在图5中更详细示出的，在各热传递元件146的闭合电路中，电力信号的电流从电源220的负电力线191传递到与N元件184的第一端190联接的第一电端子168。电流从N元件184进入并且通过电联接N元件184和P元件182的第二端192的桥接电端子170。电流从桥接电端子170进入并且通过P元件182并且进入与P元件182的第一端190联接的第二电端子168。电流从P元件182的第二电端子168进入并且通过电源220的正线193，以完成电路。在一些实现方式中，电源220可以能受到控制，以在期望时断开和闭合电路。
当各电路被闭合时，经过各热传递元件146的N元件184和P元件182的电流致使N元件184中的电子从第一端190流向第二端192(例如，从端子168流向桥接电端子170，如图5中的定向箭头所指示的)。经过P元件182的电流致使正元素或空穴同时也从P元件182的第一端190流向第二端192。电子(例如，负元素)和正元素单向分别流过N元件184和P元件182引起热能在同一方向上流动。因此，第一导热元件155具有较冷温度，因此充当冷层或冷板，而第二导热元件156具有较热温度，因此充当热层或热板。换句话讲，热能的流动形成电端子168、170之间的温度梯度，其中，电端子168热耦合到第一导热元件155以形成冷侧，而桥接电端子170热耦合到第二导热元件156以形成热侧。因此，借助通过N元件184和P元件182的电流引起的热传递，各热传递元件146传递来自第一导热元件155的热以冷却热调节装置140的第一侧142并且将热传递到第二导热元件156以加热热调节装置140的第二侧144。
基于以上，热调节装置140能选择性进行操作，以向带130的第二部分136施加热或热能，如箭头164所指示的，并且在冷却模式下从带130致动器的第一部分134带走热，如箭头162所指示的。总体上，通过在第一导热元件155和第二导热元件156之间的第一方向上的亚原子粒子或电荷载流子的电引发传递来便于向着带130的第二部分136的能量传输。
在一些实施方式中，热调节装置140可选择性进行操作，以将带130的旋转方向反向，由此将第一可旋转构件110和驱动轴50的旋转方向反向。如以上提到的，在第一操作模式下，一些热传递元件146将热从第一侧142传递到第二侧144，以将带130在第一旋转方向150上旋转，并且在第二操作模式下，一些热传递元件146将热从第二侧144传递到第一侧142。参照图6和图7，电机100可包括控制模块250，控制模块250可选择性进行操作，以将电机100在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换操作。
总体上，热调节装置140被构造成，通过包括相对于第一导热元件155和第二导热元件156取向成第一取向的一些热传递元件146(参见例如图6)并且包括相对于第一导热元件155和第二导热元件156取向成第二取向的一些热传递元件146(参见例如图7)，在第一操作模式和第二操作模式下操作。如图6和图7中所示，第二取向的热传递元件146被相对于第一取向的热传递元件146反向或翻转。更具体地，在如图6中所示的第一取向上，热传递元件146的电端子168在第一侧142并且桥接电端子70在热调节装置140的第二侧144，并且在如图7中所示的第二取向上，热传递元件146的电端子168在第二侧144并且桥接电端子70在热调节装置140的第一侧142。
参照图6，在第一操作模式下，如以上针对图5描述的，执行从第一导热元件155到第二导热元件156的热传递。相比之下，如图7中所示，在第二操作模式下，以反向方式执行从第二导热元件156到第一导热元件155的热传递。更具体地，在图7的各热传递元件146的闭合电路中，来自电力信号的电流从电源230的负电力线194传递到与N元件184的第一端190联接的第一电端子168。电流从N元件184进入并且通过电联接N元件184和P元件182的第二端192的桥接电端子170。电流从桥接电端子170进入并且通过P元件182并且进入与P元件182的第一端190联接的第二电端子168。电流从P元件182的第二电端子168进入并且通过电源220的正线196，以完成电路。在一些实现方式中，电源230可以能受到控制，以在期望时断开和闭合电路。另外，在某些实现方式中，电源230是与电源220相同的电源。
参照图7，当各电路闭合时，经过各热传递元件146的N元件184和P元件182的电流致使N元件184中的电子从第一端190流向第二端192(例如，从端子168流向桥接电端子170)，如图5中的定向箭头所指示的。经过P元件182的电流致使正元素或空穴同时也从P元件182的第一端190流向第二端192。电子(例如，负元素)和正元素单向分别流过N元件184和P元件182引起热能在同一方向上流动。因此，第一导热元件155具有较热温度，因此充当热层或热板，而第二导热元件156具有较冷温度，因此充当冷层或冷板。换句话讲，热能的流动形成电端子168、170之间的温度梯度，其中，电端子168热耦合到第二导热元件156以形成冷侧，而桥接电端子170热耦合到第一导热元件155以形成热侧。因此，在第二操作模式下，借助通过N元件184和P元件182的电流引起的热传递，各热传递元件146传递来自第二导热元件156的热以冷却热调节装置140的第二侧144并且将热传递到第一导热元件155以加热热调节装置140的第一侧142。
热调节装置140的多个热传递元件146或热传递元件146的阵列可相对于彼此布置成各种图案或阵列中的任一个(诸如，线性对准或交错)。在某些实现方式中，热传递元件146可被构造并且布置成保留空间并且具有较高的面密度。对于能在单个操作模式下操作的热调节装置140，如以上针对图5描述的，所有热传递元件146以相同方式取向并且按照各种图案中的任一种彼此相邻地定位。然而，对于能在两种操作模式下操作的热调节装置140，如以上针对图6和图7描述的，一些热传递元件146如图6中所示地取向并且一些热传递元件146如图7中所示地取向。在一个实现方式中，一个取向上的热传递元件146直接彼此相邻地定位以形成第一行并且相反取向上的热传递元件146也直接彼此相邻地定位以形成第二行。在一些实现方式中，热调节装置140可交替第一行和第二行。
另选地，在诸如图8中示出的某些实现方式中，能在两种操作模式下操作的热调节装置240可被构造成，使得第一取向上的热传递元件246与相反的第二取向上的热传递元件246交错。例如，热调节装置240包括定位在第一导热元件255和第二导热元件256之间的热传递元件246的阵列。热调节装置240类似于热调节装置140，用类似的标号表示类似的特征。然而，不同于热调节装置140，热调节装置240的第一取向上的各热传递元件246与第二取向上的相邻热传递元件246共用其P元件282和N元件284，反之亦然。更具体地，各热传递元件246包括P元件282和N元件284。第一取向上的各热传递元件246的P元件282和N元件284的第一端电联接到彼此电绝缘的相应电端子268。P元件282和N元件284的第二端通过在第二端之间延伸的桥接电端子270电联接在一起。第一取向上的热传递元件246的该构造与图5和图6中的热传递元件146的近似之处在于，当借助相应正负第一电力线291、293在第一操作模式期间向第一取向上的热传递元件246供应电力时，热从第一导热元件255(例如，充当冷元件)传递到第二导热元件256(例如，充当热元件)。
如所示出的，第二取向上的各热传递元件246还包括P元件282和N元件284。然而，第二取向上的各热传递元件246的P元件282是第一取向上的相邻热传递元件246的P元件。换句话讲，第一热传递元件246对(即，第一取向上的一个热传递元件246和第二取向上的一个热传递元件246)共用P元件282。类似地，第一取向上的各热传递元件246的N元件284是第二取向上的另一个相邻热传递元件246的N元件。换句话讲，第二热传递元件246对共用N元件184。第二取向上的热传递元件246的P元件282和N元件284的第一端电联接到彼此电绝缘的相应电端子268。此外，第二取向上的各热传递元件246的P元件282和N元件284的第二端通过在第二端之间延伸的桥接电端子270电联接在一起。第二取向上的热传递元件246的该构造与图7中的热传递元件246的类似之处在于，当在第二操作模式期间向第二取向上的热传递元件246供应电力时，借助相应正负第二电力线294、296，热从第二导热元件256(例如，充当冷层)传递到第一导热元件255(例如，充当热层)。
如所示出的，第二取向上的各热传递元件246的电端子268还用作用于第一取向上的两个相邻热传递元件246的桥接电端子270。另外，第二取向上的各热传递元件246的桥接电端子270还用作用于第一取向上的相邻热传递元件246的两个电端子268中的一个。因为分别借助第一电力线291、293和第二电力线294、296分别单独地非同时地向第一取向和第二取向上的热传递元件246供应电力并且P元件和N元件支持正负元素的双向流动，所以可借助电端子268、270的构造和布置，在第一取向和第二取向上的相邻热传递元件246之间共用P元件282和N元件284。相比于不共用P元件和N元件的加热器和冷却器，以此方式共用P元件和N元件减少了提供相同热传递水平所需的P元件和N元件的数量。
虽然本公开的热调节装置的热传递元件在此之前已经被描述为包含一个P元件和一个N元件，但在其他实施方式中，热传递元件中的全部或至少一个可具有不止一个P元件和/或N元件。例如，在某些实现方式中，热传递元件中的一些或全部可均具有多对P元件和N元件，并且热传递元件中的一些或全部可均具有比N元件多的P元件，或反之亦然。
另外，在一些实施方式中，本公开的热调节装置的特征可并入纳米尺度或微尺度组件，用于保留空间并且便于微尺度热管理。可使用类似的纳米尺度和微尺度组件将温度控制系统物理和/或电联接到车辆或其他复合结构的其他系统。
如在图示实施方式中示出的，热调节装置的热传递元件阵列平均或均匀地分布于第一导热元件和第二导热元件之间，使得来自导热元件的热传递基本上均匀遍布于导热元件。然而，在一些实施方式中，可期望的是，在相对于带的某些位置处比在其他位置处传递更多热。因此，热传递元件的分布可以是不均匀的，以适应层上的某些位置处比在其他位置处传递更多热的任何需要。
根据一些实施方式，本公开的热调节装置的热传递元件阵列的控制可包括一致和/或不一致地控制热传递元件。在某些实现方式中，一致地控制热传递元件，使得具有给定取向的各热传递元件同时具有相同的热传递特性。在这些实现方式中，对各热传递元件的电力输入的特性(例如，幅度、频率等)不可是独立可控制的。然而，在一些实现方式中，可不一致地控制热传递元件。例如，可选择性致动相同取向的一些热传递元件，而不致动相同取向的其他热传递元件，或者另选地，致动相同取向的所有热传递元件，但进行不同的控制，以沿着热调节装置在不同位置产生不同的热传递特性。
参照图5至图7，可通过控制模块250对本公开的热调节装置的热传递元件提供一致或不一致控制。控制模块250可基于来自用户的输入(例如，导频输入、飞行控制系统输入等)来执行控制热传递元件的一个或更多个算法。例如，输入可包括致动组件的所期望构造(例如，升降舵20的位置调整)，并且控制模块250响应于输入，可启用热传递元件来致动致动器，使得致动组件布置在所期望位置。
在一些实现方式中，控制模块250能以一致模式进行操作，仅仅闭合电路而将来自电源的具有设定特性的电流供应到给定取向的所有热传递元件。另选地，控制模块250可被构造成在一些实现方式中以不一致模式进行操作，选择性闭合通向热传递元件的个体电路，以将电流选择性供应到独立于其他热传递元件的各热传递元件。另外，控制模块250可被构造成调节从电源供应到热传递元件的电流的特性，无论是以一致还是不一致方式。电源可以是具有多个正负电力线集合的单个电源，各电力线集合对应于给定取向的热传递元件。另选地，如所示出的，给定取向的热传递元件可由单独的电源(例如，电源220、230)供电。电源可以是本领域中已知的各种源(诸如，电池、发电机、交流发电机等)中的任一个。
在图6和图7中示意性示出，热调节装置140可包括联接到热传递元件146的负电力线191、194的相应独立受控制的开关241或调节器。在一个实现方式中，开关241能由控制模块250独立控制，以将电力供应到相应热传递元件146或者阻止电力通向相应热传递元件146。另外，在一些实现方式中，开关241能由控制模块250独立控制，以调制供应到相应热传递元件146的电力的特性。
参照图9，旋转第一可旋转构件的方法300的一个实施方式包括在310中在形状记忆合金带的对向部分之间定位热调节装置。形状记忆合金带是由形状记忆合金制成的带。方法300还可包括将带与第一可旋转构件可共旋转地联接。另外，方法300在320中通过热调节装置的第一P-N元件集合或热传递元件来传输电流。通过热调节装置的第一P-N元件集合或热传递元件来传输电流包括冷却带的第一部分以收缩带的第一部分，并且在冷却带的第一部分的同时，加热带的第二部分以膨胀带的第二部分。总体上，因在加热带的第二部分的同时冷却带的第一部分以协作地膨胀和收缩带，致使带在第一旋转方向上旋转，从而使第一可旋转构件在第一旋转方向上旋转。带的加速度和旋转速度分别取决于热调节装置的温度变化速率和温度。更具体地，带的加速度和旋转速度分别取决于热调节装置的温度梯度变化速率和温度梯度。换句话讲，热调节装置可产生所期望温度梯度越快，对于与温度梯度成比例的给定旋转速度的带的加速度越快。
方法300包括在330中确定热调节装置的温度是否达到可预定的温度阈值，和/或在350中确定带的旋转速度是否达到可预定的速度阈值。如果330或350中进行的确定中的任一个得到否定回应，则方法300包括在340中调整通过P-N集合或热传递元件的电流，以调整热调节装置的温度和/或带的旋转速度。在一些实现方式中，电机可包括感测热调节装置温度的温度传感器(例如，感测第一导热元件155和第二导热元件156的相应温度的如图5中所示的电机100的温度传感器T)和/或感测带的旋转速度的速度传感器(例如，感测带130的旋转速度的如图3中所示的速度传感器132)。因为热调节装置的温度或(更具体地温度梯度)与带的旋转速度成比例，所以可用热调节装置的温度推导带的旋转速度，并且对应地，可用带的旋转速度推导热调节装置的温度。
在一些实现方式中，方法300包括将带的方向反向，诸如致动可致动元件，使其从致动位置回到开始位置。因此，方法300包括在360中确定是否期望将带的方向反向。可借助控制系统，诸如从向热调节装置发出将带方向反向的命令的控制模块，确定将带方向反向的期望。如果在360中期望将带反向，则方法300包括在370中停止通过P-N元件集合或热传递元件传输电流并且在380中通过热调节装置的其他P-N元件集合或热传递元件传输电流。其他P-N元件集合可以是相比于在步骤320中电流传输通过的P-N元件集合具有相反取向的热传递元件。通过热调节装置的相反取向的P-N元件集合传输电流包括加热带的第一部分以膨胀带的第一部分，并且在加热带的第一部分的同时，冷却带的第二部分以收缩带的第二部分。总体上，因在冷却带的第二部分的同时加热带的第一部分以协作地收缩和膨胀带，致使带在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，从而使第一可旋转构件在第二旋转方向上旋转。
方法300在390中确定是否期望终止带旋转，并且如果期望，则终止带的致动。在一些实现方式，对于含具有第一取向和第二取向的热传递元件的热调节装置，为了更快速或响应地停止带旋转，不仅控制引起给定旋转方向上的带旋转的热传递元件，以停止整个热调节装置上的给定方向上的热传递，而且控制具有相反取向的其他热传递元件，以开始整个热调节装置上的相反方向上的热传递，直到带的旋转减速，停止。
在以上描述中，可使用某些术语(诸如，“上”、“下”、“上方”、“下方”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“之上”、“之下”等)。这些术语在可应用时，用于在处理相对关系时为描述提供一定清晰度。但是，这些术语不旨在意指绝对关系、位置、和/或取向。例如，相对于物体，仅仅通过翻转物体，可将“上”表面变成“下”表面。但是，仍然是相同物体。另外，术语“包括”、“包含”、“具有”及其变型意指“包括但不限于”，除非另外清楚指明。所列举的一系列项不意指项中的任何或全部是相互排他和/或相互包括的，除非另外清楚指明。术语“一”、“一个”和“该”还指的是“一个或更多个”，除非另外清楚指明。另外，术语“多个”可被定义为“至少两个”。
另外，一个元件“联接”到另一个元件的本说明书中的实例可包括直接和间接联接。直接联接可被定义为一个元件联接到另一个元件并且与另一个元件有一定接触。间接联接可被定义为彼此不直接接触的两个元件之间的联接，但在联接元件之间具有一个或更多个另外元件。另外，如本文中使用的，将一个元件固定到另一个元件可包括直接固定和间接固定。另外，如本文中使用的，“相邻”不必指代接触。例如，一个元件可与另一个元件相邻，而没有接触该元件。
如本文中使用的，短语“…中的至少一个”当与一列项使用时，意指可使用所列项中的一个或更多个的不同组合并且可只需要该列中的一项。该项可以是特定物体、事物、或种类。换句话讲，“…中的至少一个”意指项的任何组合或者可使用该列中的多个项，但并非可需要该列中的所有项。例如，“项A、项B和项C中的至少一个”可意指项A；项A和项B；项B；项A、项B和项C；或项B和项C。在某些情况下，“项A、项B和项C中的至少一个”可意指例如(而不限于)两个项A、一个项B和十个项C；四个项B和七个项C；或某种其他合适组合。
除非另外指明，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅仅用作标签，不旨在对这些项所表示的项施加序数、位置、或分层需要。此外，参照例如“第二”项不需要或者不存在例如“第一”或较低编号项、和/或例如“第三”或较高编号项。
如本文中使用的，“被构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、制品、元件、组件、或硬件事实上能够在没有任何改变的情况下执行指定功能，而不是只可能在进一步修改之后才执行指定功能。换句话讲，出于执行指定功能的目的，对“被构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、制品、元件、组件、或硬件具体进行选择、形成、实现、利用、编程和/或设计。如本文中使用的，“被构造成”指代使系统、设备、结构、制品、元件、组件、或硬件能够在不进行进一步修改的情况下执行指定功能的系统、设备、结构、制品、元件、组件、或硬件的现有特性。出于本公开的目的，被描述为“被构造成”执行特定功能的的系统、设备、结构、制品、元件、组件、或硬件可另外或另选地被描述为“适于”和/或“进行操作以”执行该功能。
本说明书中描述的功能单元中的一些已经被标记为模块，以更特别地强调它们的实现独立性。例如，模块可被实现为包括定制VLSI电路或门阵列的硬件电路、诸如逻辑芯片、晶体管或其它分立组件的现成半导体。还可用诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等可编程硬件装置来实现模块。
还用供各种类型处理器执行的软件来实现模块。计算机可读计算机代码的所识别模块可例如包括可例如被组织为计算机指令的物体、程序、或功能的一个或更多个物理或逻辑块。但是，所识别模块的可执行文件不需要物理地设置在一起，但可包括存储在不同位置的不同指令，当指令逻辑上接合在一起时，包括模块并且实现模块的所述目的。
事实上，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令、或许多指令，并且可均匀地分布于不同程序之中的多个不同代码段和多个存储器装置。类似地，操作数据可在本文中在模块内识别和示出，并且可按任何合适形式实施并且组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可被收集作为单个数据集，或者可分布于不同位置，包括分布于不同存储装置，并且可仅仅至少部分作为系统或网络上的电信号存在。在模块或模块的一些部分用软件实现的情况下，计算机可读程序代码可在一个或更多个计算机可读介质上进行存储和/或传播。
计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电、磁、光学、电磁、红外、全息、微机械、或半导体系统、设备、或装置、或以上的任何合适组合。
计算机可读介质的更具体示例可包括但不限于便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、光学存储器件、磁性存储器件、全息存储介质、微机械存储装置、或以上的任何合适组合。在本文献的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含和/或存储供指令执行系统、设备或装置使用和/或与其结合使用的计算机可读程序代码的任何有形介质。
计算机可读介质还可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可包括传播数据信号连同例如在基带中实施或作为载波的部分实施的计算机可读程序代码。此传播信号可采取各种形式中的任一个，包括(但不限于)电、电-磁、磁、光学、或其任何合适组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可传达、传播、或传输供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的计算机可读程序代码的任何计算机可读介质。可使用任何合适介质(包括但不限于无线、电线、光纤电缆、射频(RF)、和或等、或以上的任何合适组合)来传输计算机可读介质上实施的计算机可读程序代码。
在一个实施方式中，计算机可读介质可包括一个或更多个计算机可读存储介质和一个或更多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可既通过光纤电缆作为电-磁信号传播以供处理器执行，又可存储在RAM存储装置上以供处理器执行。
可用一个或更多个编程语言中的任何组合来编写用于执行本发明的一些方面的操作的计算机可读程序代码，编程语言包括面向对象的编程语言(诸如，Java、Smalltalk、C++或等)和传统的过程化编程语言(诸如，C编程语言或类似的编程语言)。计算机可读程序代码可作为独立软件封装完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、或连接)连接到用户的计算机，或可(例如，使用互联网服务供应商通过互联网)与外部计算机进行连接。
本文中包括的示意性流程图总体上被作为逻辑流程图阐述。如此，所描绘的次序和带标签的步骤表征所提出方法的一个实施方式。可料想到功能、逻辑或效果上与图示方法的一个或更多个步骤、或其部分等同的其他步骤和方法。另外，提供所采用的格式和符号来说明方法的逻辑步骤并且不被理解为限制方法的范围。虽然在流程图中可采用各种箭头类型和线类型，但它们不被理解为限制对应方法的范围。事实上，可使用一些箭头或其他连接件来指示仅仅方法的逻辑流。例如，箭头可指示所描绘方法的所列举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视时间段。另外，特定方法出现的次序可或不可严格附于所示出对应步骤的次序。
另外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1.一种电机，该电机包括：
第一可旋转构件；
支撑物，其与所述第一可旋转构件分隔开；
带，其围绕所述第一可旋转构件和所述支撑物张紧，所述带与所述第一可旋转构件可共旋转地接合，其中，所述带由形状记忆合金制成；以及
热调节装置，其定位在所述带的分隔开的第一部分和第二部分之间，并且被构造成同时冷却所述带的所述第一部分以使所述带的所述第一部分收缩并且加热所述带的所述第二部分以使所述带的所述第二部分膨胀，其中，所述带的所述第一部分和所述第二部分的同时收缩和膨胀致使所述带旋转。
条款2.根据条款1所述的电机，其中：
所述支撑物包括第二可旋转构件；以及
所述带与所述第二可旋转构件可共旋转地接合。
条款3.根据条款1或2所述的电机，其中，所述第一可旋转构件包括驱动轴。
条款4.根据条款3所述的电机，其中，所述第一可旋转构件还包括与所述驱动轴可共旋转地联接的轮。
条款5.根据条款1、2、3或4所述的电机，所述电机还包括与所述带接合的分隔开的第一引导元件和第二引导元件，其中，所述第一引导元件和所述第二引导元件与所述支撑物协作以：
将所述带的所述第一部分定位成与所述热调节装置相距第一距离；以及
将所述带的所述第二部分定位成与所述热调节装置相距第二距离。
条款6.根据条款5所述的电机，其中，沿着所述热调节装置的整个长度，所述第一距离和所述第二距离是恒定的。
条款7.根据条款1、2、3、4、5或6所述的电机，其中：
所述热调节装置包括与所述带的所述第一部分直接相邻的第一表面；
所述热调节装置包括与所述带的所述第二部分直接相邻的第二表面；
所述热调节装置能选择性地进行操作，以生成所述第一表面的第一温度和所述第二表面的第二温度；以及
所述第一温度不同于所述第二温度。
条款8.根据条款7所述的电机，其中：
所述热调节装置由电力信号供电；以及
通过调整所述电力信号的电流，能成反比地调整所述第一温度和所述第二温度。
条款9.根据条款7或8所述的电机，其中：
所述热调节装置包括至少一个热传递元件，所述热传递元件定位在所述热调节装置的所述第一表面和所述第二表面之间并且与所述第一表面和所述第二表面热耦合；以及
所述至少一个热传递元件包括由P型半导体材料制成的P元件和由N型半导体材料制成的N元件。
条款10.根据条款9所述的电机，其中，所述热调节装置包括热传递元件的阵列。
条款11.根据条款7、8、9或10所述的电机，其中：
在第一操作模式下，所述第一温度高于所述第二温度，以致使所述带在第一旋转方向上旋转；以及
在第二操作模式下，所述第一温度低于所述第二温度，以致使所述带在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。
条款12.根据条款1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的电机，所述电机还包括与所述热调节装置可操作地联接的控制模块，其中，所述控制模块被构造成：
启用所述热调节装置，以致使所述第一可旋转构件旋转；
改变输入所述热调节装置的电力，以调整所述第一旋转构件的旋转速度；以及
禁用所述热调节装置，以致使所述第一可旋转构件停止旋转。
条款13.根据条款12所述的电机，所述电机还包括被构造成感测所述热调节装置的温度的至少一个温度传感器，其中，所述控制模块对所述热调节装置进行调制，以至少部分基于所述至少一个温度传感器感测到的所述热调节装置的温度来调整所述第一旋转构件的旋转速度。
条款14.一种飞行器，该飞行器包括：
可致动元件；以及
电机，其与所述可致动元件联接并且可进行操作以致动可致动元件，其中，所述电机包括：
第一可旋转构件；
支撑物，其与所述第一可旋转构件分隔开；
带，其围绕所述第一可旋转构件和所述支撑物张紧，所述带与所述第一可旋转构件可共旋转地接合，其中，所述带由形状记忆合金制成；以及
热调节装置，其定位在所述带的分隔开的第一部分和第二部分之间并且被构造成同时冷却所述带的所述第一部分以使所述带的所述第一部分收缩并且加热所述带的所述第二部分以使所述带的所述第二部分膨胀，其中，所述带的所述第一部分和所述第二部分的同时收缩和膨胀致使所述带旋转。
条款15.一种使第一可旋转构件旋转的方法，该方法包括：
将由形状记忆合金制成的带与所述第一可旋转构件可共旋转地联接；
冷却所述带的第一部分，以使所述带的所述第一部分收缩；以及
在冷却所述带的所述第一部分的同时，加热所述带的第二部分，以使所述带的所述第二部分膨胀。
条款16.根据条款15所述的方法，其中，冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分包括通过P-N元件传输电流，所述P-N元件包括由P型半导体材料制成的P元件和由N型半导体材料制成的N元件。
条款17.根据条款15或16所述的方法，其中：
通过定位在所述带的所述第一部分和所述带的所述第二部分之间的热调节装置来冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分；以及
所述方法还包括：
确定所述热调节装置的温度；以及
如果所述热调节装置的温度不在预定温度阈值内，则调整所述热调节装置的温度。
条款18.根据条款17所述的方法，所述方法还包括：
确定所述带的旋转速度；以及
如果所述带的所述旋转速度不在预定速度阈值内，则调整所述热调节装置的温度。
条款19.根据条款18所述的方法，所述方法还包括将电力信号传输到所述热调节装置，其中，调整所述热调节装置的温度包括改变所述电力信号的电流。
条款20.根据条款15、16、17、18或19所述的方法，其中：
冷却所述带的所述第一部分和加热所述带的所述第二部分使所述带在第一旋转方向上旋转；以及
所述方法还包括加热所述带的所述第一部分和冷却所述带的所述第二部分，以使所述带在与所述第一旋转方向相反的第二选择方向上旋转。
本主题可在不脱离其精神或实质特性的情况下以其他特定形式来实施。所描述的实施方式在所有方面都将不被视为例证性和限制性。落入权利要求书的等同物的含义和范围内的所有改变将被涵盖在其范围内。

Claims (15)

1.一种电机(100)，所述电机(100)包括：
第一可旋转构件(110)；
支撑物(120)，所述支撑物(120)与所述第一可旋转构件(110)分隔开；
带(130)，所述带(130)围绕所述第一可旋转构件(110)和所述支撑物(120)张紧，所述带(130)与所述第一可旋转构件(110)可共旋转地接合，其中，所述带(130)由形状记忆合金制成；以及
热调节装置(140)，所述热调节装置(140)定位在所述带(130)的分隔开的第一部分(134)和第二部分(136)之间，并且被构造成同时冷却所述带(130)的所述第一部分(134)以使所述带(130)的所述第一部分(134)收缩并且加热所述带(130)的所述第二部分(136)以使所述带(130)的所述第二部分(136)膨胀，其中，所述带(130)的所述第一部分(134)和所述第二部分(136)的同时收缩和膨胀致使所述带(130)旋转。
2.根据权利要求1所述的电机(100)，其中：
所述支撑物(120)包括第二可旋转构件；以及
所述带(130)与所述第二可旋转构件可共旋转地接合。
3.根据权利要求1或2所述的电机(100)，其中，所述第一可旋转构件(110)包括驱动轴(50)。
4.根据权利要求3所述的电机(100)，其中，所述第一可旋转构件(110)还包括与所述驱动轴(50)可共旋转地联接的轮。
5.根据权利要求1或2所述的电机(100)，所述电机还包括与所述带(130)接合的分隔开的第一引导元件(122)和第二引导元件(124)，其中，所述第一引导元件(122)和所述第二引导元件(124)与所述支撑物协作以：
将所述带(130)的所述第一部分(134)定位成与所述热调节装置(140)相距第一距离；以及
将所述带(130)的所述第二部分(136)定位成与所述热调节装置(140)相距第二距离，其中，可选地，沿着所述热调节装置(140)的整个长度，所述第一距离和所述第二距离是恒定的。
6.根据权利要求1或2所述的电机(100)，其中：
所述热调节装置(140)包括与所述带(130)的所述第一部分(134)直接相邻的第一表面(157)；
所述热调节装置(140)包括与所述带(130)的所述第二部分(136)直接相邻的第二表面(158)；
所述热调节装置(140)能选择性地进行操作，以生成所述第一表面(157)的第一温度和所述第二表面(158)的第二温度；以及
所述第一温度不同于所述第二温度。
7.根据权利要求6所述的电机(100)，其中：
所述热调节装置(140)由电力信号供电；以及
通过调整所述电力信号的电流，能成反比地调整所述第一温度和所述第二温度。
8.根据权利要求6所述的电机(100)，其中：
所述热调节装置(140)包括至少一个热传递元件(146)，所述热传递元件(146)定位在所述热调节装置(140)的所述第一表面(157)和所述第二表面(158)之间并且与所述第一表面(157)和所述第二表面(158)热耦合；以及
所述至少一个热传递元件(146)包括由P型半导体材料制成的P元件(182)和由N型半导体材料制成的N元件(184)。
9.根据权利要求8所述的电机(100)，其中，所述热调节装置(140)包括热传递元件(146)的阵列。
10.根据权利要求6所述的电机(100)，其中：
在第一操作模式下，所述第一温度高于所述第二温度，以致使所述带(130)在第一旋转方向(150)上旋转；以及
在第二操作模式下，所述第一温度低于所述第二温度，以致使所述带(130)在与所述第一旋转方向(150)相反的第二旋转方向上旋转。
11.根据权利要求1或2所述的电机(100)，所述电机还包括与所述热调节装置(140)可操作地联接的控制模块(250)，其中，所述控制模块(250)被构造成：
启用所述热调节装置(140)，以致使所述第一可旋转构件(110)旋转；
改变输入到所述热调节装置(140)的电力，以调整所述第一旋转构件(110)的旋转速度；以及
禁用所述热调节装置(140)，以致使所述第一可旋转构件(110)停止旋转。
12.根据权利要求11所述的电机(100)，所述电机还包括被构造成感测所述热调节装置(140)的温度的至少一个温度传感器，其中，所述控制模块(250)对所述热调节装置(140)进行调制，以至少部分基于所述至少一个温度传感器感测到的所述热调节装置(140)的温度来调整所述第一旋转构件(110)的旋转速度。
13.一种使第一可旋转构件(110)旋转的方法(300)，所述方法(300)包括：
将由形状记忆合金制成的带与所述第一可旋转构件(110)可共旋转地联接；
冷却所述带(130)的第一部分，以使所述带(130)的所述第一部分(134)收缩；以及
在冷却所述带(130)的所述第一部分(134)的同时，加热所述带(130)的第二部分(136)，以使所述带(130)的所述第二部分(136)膨胀。
14.根据权利要求13所述的方法(300)，其中，冷却所述带(130)的所述第一部分(134)和加热所述带(130)的所述第二部分(136)包括通过P-N元件传输电流，所述P-N元件包括由P型半导体材料制成的P元件(182)和由N型半导体材料制成的N元件(184)。
15.根据权利要求13或14所述的方法(300)，其中：
通过定位在所述带(130)的所述第一部分(134)和所述带(130)的所述第二部分(136)之间的热调节装置(140)来冷却所述带(130)的所述第一部分(134)并且加热所述带(130)的所述第二部分(136)；以及
所述方法(300)还包括：
确定所述热调节装置(140)的温度；以及
如果所述热调节装置(140)的温度不在预定温度阈值内，则调整所述热调节装置(140)的温度。
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