CN107035637A - 一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于形状记忆合金应用技术领域，具体涉及一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构。形状记忆合金位移叠加放大驱动机构包括多个圆筒1、2、3、4和多根机械训练过的形状记忆合金丝材5、6、7，圆筒和形状记忆合金丝材相互联接，通过通电加热使形状记忆合金丝材回复形状，其回复位移为每根形状记忆合金丝材各自回复位移的叠加值，实现位移叠加放大驱动的目的。本发明结构简单，可靠，小型化，既保证形状记忆合金驱动机构几十万次到上百万次可靠反复驱动，同时又提高了相对回复位移量，对于形状记忆合金驱动器的应用具有重要的意义，可广范应用在机械电子，自动化等工业领域上。
Description
技术领域
本发明属于形状记忆合金应用技术领域，具体涉及一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构。
背景技术
传统驱动采用电机系统驱动，结构复杂，体积大，成本高，易产生电磁干扰，其应用领域受到很大限制。形状记忆合金驱动器通常是利用形状记忆合金受热回复原状的形状记忆效应产生回复位移和回复力，对外做功来实现驱动的目的，具有结构简单、可靠、无噪音、无电磁干扰的优点。目前形状记忆合金中，形状记忆性能较好为镍钛记忆合金，其最佳回复应变约为8％，但在实际应用中，其回复应变约为5～6％，若考虑到驱动器需要上十万次到上百万次反复驱动和机构可靠性，通常将回复应变设计为2～4％，简单的说，100mm长度的形状记忆合金丝材变形后加热回复时的回复移为2～4mm，因此，较小的回复位移已成为形状记忆合金驱动器应用最大的问题。若能从结构设计，利用多根形状记忆合金丝材组合，将每根回复位移串联叠加的方式达到增大的驱动位移目的，将对形状记忆合金驱动器的设计和在工业的应用，有着非常重大的意义。
发明内容
本发明提供了一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构，既保证形状记忆合金驱动器几十万次反复驱动可靠性，又解决现有形状记忆合金驱动器驱动位移短的问题。
技术方案如下
一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构，包括多个圆筒1、2、3、4和多根机械训练过的形状记忆合金丝材5、6、7，圆筒和形状记忆合金丝材相互联接，其特征在于：第一圆筒1、第二圆筒2、第三圆筒3和第四圆筒4相互同心，第二圆筒2、第三圆筒3、第四圆筒4可以在轴向方向相对运动，形状记忆合金丝材5一端5a固定在第一圆筒1连接片8上，另一端5b固定在第二圆筒2的连接片10上，或形状记忆合金丝材5一端5a固定在第一圆筒1连接片8上，另一端5b穿过第二圆筒2的连接片10，固定在第一圆筒1连接片8上，形状记忆合金丝材6一端6a固定在第二圆筒2的连接板9上，另一端6b固定在第三圆筒3的连接板11上，或形状记忆合金丝材6一端6a固定在第二圆筒2的连接板9上，另一端6b穿过第三圆筒3的连接片11，固定在第二圆筒2的连接片9上，形状记忆合金丝材7一端7a固定在第三圆筒3的连接板12上，另一端7b固定在第四圆筒4上连接板13上，或形状记忆合金丝材7一端7a固定在第三圆筒3的连接板12上，另一端7b穿过第四圆筒4的连接片13，固定在第三圆筒3的连接片12上，第一圆筒1和第四圆筒4上连接板13通过压簧14相连。
所述第一圆筒1，其特征在于：为一台阶的圆筒并有连接片8。
所述第一圆筒1上的连接板8：其特征在于：为不导电，形状为线、带或板。
所述第二圆筒2，其特征在于：为一台阶的圆筒并上下有连接片9和连接片10。
所述第二圆筒2上的连接片9、连接片10，其特征在于：为不导电，连接片9形状可为线、带或板，连接片10为线或带。
所述第三圆筒3，其特征在于：为一台阶的圆筒两侧各有一个开口15、16，开口宽度大于连接片10宽度，上下有连接片11和连接片12。
所述第三圆筒3上的连接片11和连接片12，其特征在于：为不导电，连接片11可以线、带或板，连接片12为线或带。
所述第四圆筒4，其特征在于：为一台阶的圆筒两侧各有一个开口17、18，开口宽度大于连接片12宽度，上有一连接片13。
所述第四圆筒4上的连接片13，其特征在于：可为线、带或板。
所述第一圆筒1、第二圆筒2、第三圆筒3、第四圆筒4，其特征在于：形状可为方筒或其他形状筒。
所述形状记忆合金丝材5，形状记忆合金丝材6，形状记忆合金丝材7，其特征在于：至少各一根，可为丝线形式或弹簧形式。
所述机构其特征在于：为三个位移叠加输出，或二个位移叠加输出，或四个及四个以上组合叠加输出。
本发明的优点是：通过多根形状记忆合金丝材通电加热时的收缩位移叠加，既保证形状记忆合金驱动机构几十万次到上百万次可反复驱动，同时又大大提高了相对回复位移量，对于形状记忆合金驱动器的应用具有重要的意义，本发明结构简单可靠小型化，可广范应用在机械电子，自动化等工业领域上。
附图说明
图1是本发明的形状记忆合金位移叠加放大驱动机构结构图
图1a是图1 a-a剖面图
图1b是图1 b-b剖面图
图2是本发明的形状记忆合金位移叠加放大驱动机构另一结构图
图3是形状记忆合金位移叠加放大驱动机构工作原理示意图
其中：1-第一圆筒；2-第二圆筒；3-第三圆筒；4-第四圆筒；5-形状记忆合金丝材；5a、5b-形状记忆合金丝材5两端；6-形状记忆合金丝材；6a、6b-形状记忆合金丝材6两端；7-形状记忆合金丝材；7a、7b-形状记忆合金丝材7两端；8-第一圆筒上下连接片；9-第二圆筒的下连接片；10-第二圆筒的上连接片；11-第三圆筒的下连接片；12-第三圆筒的上连接片；13-第四圆筒的上连接片；14-压簧；15、16-第三圆筒3两侧两个开口；17、18-第四圆筒4两侧两个开口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明，
实施例1.如图1所示
实施例2.如图2所示
所述形状记忆合金位移叠加放大驱动机构的工作过程如下：
对形状记忆合金丝材5、6、7进行拉伸预变形，并进行机械训练。
按图1或图2所示进行装配，用导线将形状记忆合金丝材5端头5b、形状记忆合金丝材6端头6a联接，形状记忆合金丝材6端头6b与形状记忆合金丝材7端头7a联接，形状记忆合金丝材5端头5a、形状记忆合金丝材7端头7b与外部电源相连，采用电流加热使形状记忆合金丝材形状回复。
通电加热，形状记忆合金丝材5发生回复收缩，使得第二圆筒2向下运动；形状记忆合金丝材6发生回复收缩，使得第三圆筒3向下运动；形状记忆合金丝材7发生回复收缩，使得第四圆筒4向下运动；因此第四圆筒4位移是为加热形状记忆合金丝材5，形状记忆合金丝材6和形状记忆合金丝材7收缩位移量的叠加总和。
切断电源，形状记忆合金丝材5、6、7自然冷却，在压簧14作用下，形状记忆合金丝材5、6、7被拉长，形状恢复到初始状态。
以上所述，只是本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种形状记忆合金位移叠加放大驱动机构，包括多个圆筒1、2、3、4和多根机械训练过的形状记忆合金丝材5、6、7，圆筒和形状记忆合金丝材相互联接，其特征在于：第一圆筒1、第二圆筒2、第三圆筒3和第四圆筒4相互同心，第二圆筒2、第三圆筒3、第四圆筒4可以在轴向方向相对运动，形状记忆合金丝材5一端5a固定在第一圆筒1连接片8上，另一端5b固定在第二圆筒2的连接片10上，或形状记忆合金丝材5一端5a固定在第一圆筒1连接片8上，另一端5b穿过第二圆筒2的连接片10，固定在第一圆筒1连接片8上，形状记忆合金丝材6一端6a固定在第二圆筒2的连接板9上，另一端6b固定在第三圆筒3的连接板11上，或形状记忆合金丝材6一端6a固定在第二圆筒2的连接板9上，另一端6b穿过第三圆筒3的连接片11，固定在第二圆筒2的连接片9上，形状记忆合金丝材7一端7a固定在第三圆筒3的连接板12上，另一端7b固定在第四圆筒4上连接板13上，或形状记忆合金丝材7一端7a固定在第三圆筒3的连接板12上，另一端7b穿过第四圆筒4的连接片13，固定在第三圆筒3的连接片12上，第一圆筒1和第四圆筒4上连接板13通过压簧14相连。
2.根据权利要求1所述第一圆筒1，其特征在于：为一台阶的圆筒并有连接片8。
3.根据权利要求1所述第二圆筒2，其特征在于：为一台阶的圆筒并上下有连接片9和连接片10。
4.根据权利要求1所述第三圆筒3，其特征在于：为一台阶的圆筒两侧各有一个开口15、16，开口宽度大于连接片10宽度，上下有连接片11和连接片12。
5.根据权利要求1所述第四圆筒4，其特征在于：为一台阶的圆筒两侧各有一个开口17、18，开口宽度大于连接片12宽度，上有一连接片13。
6.根据权利要求1所述第一圆筒1、第二圆筒2、第三圆筒3、第四圆筒4，其特征在于：形状可为方筒或其他形状筒。
7.根据权利要求1所述形状记忆合金丝材5，形状记忆合金丝材6，形状记忆合金丝材7，其特征在于：至少为一根，可为丝线形式或弹簧形式。
8.根据权利要求1所述机构，其特征在于：为三个位移叠加输出，或二个位移叠加输出，或四个及四个以上组合叠加输出。
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