CN107781124B - 驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动器，包括：外壳、驱动轴、形状记忆合金件和可通电的激发件。外壳内限定出活动腔，驱动轴在第一位置和第二位置之间可活动地设在活动腔内，在第一位置时驱动轴的至少一部分位于活动腔外。形状记忆合金件设在活动腔内，形状记忆合金件连接在驱动轴与外壳之间，形状记忆合金件在形状发生变化时驱动驱动轴活动。激发件在通电时向形状记忆合金件传递能量，以使形状记忆合金件变形。根据本发明实施例的驱动器，使用电控激发件配合形状记忆合金件作为动力源，使驱动器可具有小行程、节能、小型化的特点，可应用在多种温控智能驱动领域。

Description

驱动器

技术领域

本发明涉及驱动器领域。

背景技术

小行程驱动器在民用及工业领域应用非常广泛，小行程驱动器的小型化、节能化是驱动器发展的一个重要方向，可应用在如各种阀体的电磁驱动器、各种开关电磁驱动器等结构中。

目前，小行程驱动器最典型的应用就是阀体和开关，以电磁线圈驱动的电磁阀最为常见。小行程驱动器主要有如下几种技术方案。1、电磁线圈驱动器，2、温控智能材料驱动器，3、气压、液压驱动。

根据相关技术公开的驱动器技术特点，上述方案均存在一定缺陷。例如，方案1中驱动器存在体积大、成本高、耗能高的问题。方案2中由于温控智能材料由温度变化驱动材料变形来输出驱动力，因此温度变化快慢决定了驱动器的动作速度，一般的温控智能材料动作速度慢、动作频率低。在方案3中，气压、液压驱动器需要空压机或液压机提供动力，驱动器系统体积庞大。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

随着科技的发展，新型智能材料已经在民用领域得到了非常广的应用。在温控智能驱动领域中，形状记忆合金件应用非常广泛。利用形状记忆合金件的特殊物理特性，是达到驱动器体积小、执行动作快等诸多要求的一种解决方法。

为此，本发明旨在提供一种驱动器，该驱动器体积小、成本低，动作执行快。

根据本发明的驱动器，包括：外壳，所述外壳内限定出活动腔；驱动轴，所述驱动轴在第一位置和第二位置之间可活动地设在所述活动腔内，在所述第一位置时所述驱动轴的至少一部分位于所述活动腔外；形状记忆合金件，所述形状记忆合金件设在所述活动腔内，所述形状记忆合金件连接在所述驱动轴与所述外壳之间，所述形状记忆合金件在形状发生变化时驱动所述驱动轴活动；可通电的激发件，所述激发件在通电时向所述形状记忆合金件传递能量以使所述形状记忆合金件变形。

根据本发明实施例的驱动器，使用激发件配合形状记忆合金件作为动力源，使驱动器可具有小行程、节能、小型化的特点，可应用在多种温控智能驱动领域。

在一些实施例中，驱动器还包括：活动磁吸件，所述活动磁吸件设在所述驱动轴上；第一磁吸件，所述第一磁吸件设在所述外壳上，当所述驱动轴活动至所述第一位置时所述第一磁吸件与所述活动磁吸件相吸合以定位所述驱动轴；第二磁吸件，所述第二磁吸件设在所述外壳上，当所述驱动轴活动至所述第二位置时所述第二磁吸件与所述活动磁吸件相吸合以定位所述驱动轴。由此，不仅能使驱动轴在达到第一位置或者第二位置时避免晃动或者脱位，还能起到限位的作用。

在一些实施例中，驱动器还包括：用于断开所述激发件电源的断电开关，所述驱动轴活动至所述第一位置和/或所述第二位置时触发所述断电开关。由此，可实现驱动轴的自动停止活动，节约了驱动器的耗电量，实现驱动器的智能控制。

在一些实施例中，所述激发件为电源连接器，所述电源连接器与所述形状记忆合金件相连以在通电时向所述形状记忆合金件传输电能。

在另一些实施例中，所述激发件包括电源连接器和第一电子制冷片，所述电源连接器与所述第一电子制冷片相连，所述第一电子制冷片的冷端和热端中的一个与所述形状记忆合金件相连。

具体地，驱动器还包括：吸热件，所述吸热件与所述第一电子制冷片的冷端和热端中的另一个相连。由此，可避免形状记忆合金件的环境温度发生变化导致形状记忆合金件温变减小的问题。

进一步地，驱动器还包括：隔热垫，所述隔热垫上设有穿孔，所述隔热垫设在所述形状记忆合金件和所述吸热件之间，所述第一电子制冷片设在所述穿孔内。隔热垫的设置，可保证形状记忆合金件在加热或者受冷后，形状记忆合金件的温度、形状变化大，产生的驱动力也大。

在一些实施例中，所述形状记忆合金件为双程形状记忆合金，所述激发件在通电时向所述形状记忆合金件传递冷量或热量。

在另一些实施例中，所述形状记忆合金件为两个，两个所述形状记忆合金件均为单程形状记忆合金，其中一个所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第二位置活动，其中另一个所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第一位置活动。

在又一些实施例中，所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第一位置和所述第二位置中的一个方向活动，所述驱动器还包括弹簧，所述弹簧连接在所述驱动轴与所述外壳之间，所述弹簧用于驱动所述驱动轴朝向所述第一位置和所述第二位置中的另一个方向活动。

可选地，驱动器还包括第二电子制冷片，所述第二电子制冷片的冷端位于所述活动腔内以吸收所述活动腔内的热量。用第二电子制冷片来散热，形状记忆合金件的散热时间可控，从而能够配合驱动器的运动需要来对形状记忆合金件进行散热。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例一的驱动器立体结构示意图；

图2是根据本发明实施例一的驱动器侧视结构示意图；

图3是根据本发明实施例一的驱动器主视结构示意图；

图4是图3中沿E-E方向剖视图；

图5是图3中沿C-C方向剖视图；

图6是根据本发明实施例一的驱动器在第一位置的结构原理图；

图7是根据本发明实施例一的驱动器在第二位置的结构原理图；

图8是根据本发明实施例二的驱动器在第一位置的结构原理图；

图9是根据本发明实施例二的驱动器在第二位置的结构原理图；

图10是根据本发明实施例三的驱动器的结构原理图；

图11是根据本发明实施例四的驱动器的结构原理图。

附图标记：

驱动器100、

外壳1、活动腔10、通孔11、

驱动轴2、滑动柱21、触发柱22、凹槽23、拨杆24、

形状记忆合金件3、第一形状记忆合金件31、第二形状记忆合金件32、第三形状记忆合金件33、第四形状记忆合金件34、第五形状记忆合金件35、

激发件4、电源连接器42、第一电子制冷片43、

第一磁吸件51、第二磁吸件52、活动磁吸件53、

隔热垫6、穿孔61、

弹簧7、

吸热件81、第二电子制冷片82、

断电开关9、第一断电开关91、第二断电开关92。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的驱动器100。

根据本发明实施例的驱动器100，如图1-图7所示，包括：外壳1、驱动轴2、形状记忆合金件3和可通电的激发件4。外壳1内限定出活动腔10，驱动轴2在第一位置和第二位置之间可活动地设在活动腔10内，在第一位置时驱动轴2的至少一部分位于活动腔10外。形状记忆合金件3设在活动腔10内，形状记忆合金件3连接在驱动轴2与外壳1之间，形状记忆合金件3在形状发生变化时驱动驱动轴2活动。激发件4在通电时向形状记忆合金件3传递能量，以使形状记忆合金件3变形。

需要说明的是，形状记忆合金件是一种能够根据温度变化改变形状的合金，形状记忆合金件具有常温无变化的特性，即在常温条件下形状记忆合金件自身不会发生形状变化。当然，常温时在外力作用下，形状记忆合金件是可以被拉伸或者压缩变形的。

形状记忆合金件之所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。根据不同的热力载荷条件，形状记忆合金件呈现出两种性能，一种为单程形状记忆合金，另一种为双程形状记忆合金。

形状记忆合金件在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应，这种合金为单程形状记忆合金。在一些科技领域中，会用到这种形状记忆合金件的只具有高温伸长或者高温收缩的物理性能。

某些形状记忆合金件加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，这种现象称为双程记忆效应，这种合金为双程形状记忆合金。这种合金在应用时用途也很广泛，可以应用这一材料实现温控自动伸缩功能。通常情况下，双程形状记忆合金需要经过训练才能实现高温伸长、低温收缩。

单程形状记忆合金与双程形状记忆合金比具有价格低，可靠性高的优势。无论是单程形状记忆合金还是双程形状记忆合金，均能在驱动器100中得到良好应用，这将在下文具体实施例描述时得到体现。

另外在本发明实施例中，通过电控方式控制激发件4，然后通过激发件4产生的能量来控制形状记忆合金件3的变形，使形状记忆合金件3在变形时带动驱动器100的驱动轴2活动。而且用电控的激发件4控制形状记忆合金件3变形，激发件4结构形式多样，激发件4可实现体积小、无机械运动、无噪音、无排放及污染。

由于形状记忆合金件3具有诸多优点：1.温控形状记忆合金件体积小，能量密度大，输出力矩大，环保无污染；2.形状记忆合金件可被训练成直线运动或者圆周转动，驱动结构简单成本低。因此，在合理设置前提下，形状记忆合金件3配合激发件4，具有耗能低、成本低、可靠性高等特点。这样的驱动器100具有了诸多优势：1.驱动器100体积小，驱动电压不用太高，例如可用12V安全电压供电，使得驱动器100使用安全；2.驱动器100执行动作快、频率高、输出力矩大，可输出直线压力及转动扭力；3.驱动器100结构形式多样，例如可设置成保持位置不需要电能，也可设置成断电自复位。

鉴于上述优势，驱动器100在温控智能驱动领域可得到广泛应用，例如可应用在电动锁、机械臂、开关执行器、阀体驱动器等方面上。在小行程驱动方面，本发明实施例的驱动器100可作为各类电磁线圈驱动器使用。

根据本发明实施例的驱动器100，使用激发件4配合形状记忆合金件3作为动力源，使驱动器100可具有小行程、节能、小型化的特点，可应用在多种温控智能驱动领域。

在一些实施例中，如图5所示，驱动器100还包括：活动磁吸件53、第一磁吸件51和第二磁吸件52，活动磁吸件53设在驱动轴2上。第一磁吸件51设在外壳1上，当驱动轴2活动至第一位置时第一磁吸件51与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。第二磁吸件52设在外壳1上，当驱动轴2活动至第二位置时第二磁吸件52与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。

这样，活动磁吸件53与第一磁吸件51的吸合，使驱动轴2在移动至第一位置时，驱动轴2能稳定地停留在第一位置上。活动磁吸件53与第二磁吸件52的吸合，使驱动轴2在移动至第二位置时，驱动轴2能稳定地停留在第二位置上。上述磁吸件不仅能使驱动轴2在达到第一位置或者第二位置时避免晃动或者脱位，还能起到限位的作用。

可选地，活动磁吸件53、第一磁吸件51和第二磁吸件52均为磁铁，从而体积小巧，工作可靠。

在一些实施例中，如图5所示，驱动器100还包括：用于断开激发件4电源的断电开关9，驱动轴2活动至第一位置和/或第二位置时触发断电开关9。

为方便区别，称驱动轴2活动至第一位置时可触发的断电开关9为第一断电开关91，称驱动轴2活动至第二位置时可触发的断电开关9为第二断电开关92。有的驱动器100上设有第一断电开关91和第二断电开关92，有的驱动器100上设有第一断电开关91和第二断电开关92中的一个，断电开关9的设置位置可由驱动器100的具体结构决定。

断电开关9的设置，可方便驱动轴2活动至第一位置和/或第二位置时，激发件4能够被断电开关9断电，实现形状记忆合金件3的自动停止变形，从而实现驱动轴2的自动停止活动，节约了驱动器100的耗电量，实现驱动器100的智能控制。

当然，本发明实施例中激发件4的断电也可不限于通过断电开关9控制。例如激发件4的电源可与计时器电连接，假设当驱动轴2位于第二位置时，形状记忆合金件3需要加热5s后才能推动驱动轴2活动至第一位置，那么计时器可以将预设的计时时间设置成5s，当激发件4通电后计时器开始计时，当计时器累计计时时间达5s后，激发件4自动断电。

在本发明中，激发件4传输给形状记忆合金件3的能量可以是热能，即激发件4可直接对形状记忆合金件3加热或者制冷，以传输形状记忆合金件3热量或者冷量。在本发明中，激发件4传输给形状记忆合金件3的能量也可以是电能，将形状记忆合金件3充当电阻件来通电发热。

具体而言，在一些实施例中，激发件4可为电源连接器42，电源连接器42与形状记忆合金件3相连以在通电时向形状记忆合金件3传输电能。在该实施例中形状记忆合金件3充当自身热源，形状记忆合金件3通电后发热，在自身发出的热量作用下形状记忆合金件3变形，以作为驱动驱动轴2活动的动力源。

当然，在仅依靠形状记忆合金件3通电发热来驱动形状记忆合金件3变形的方案中，通电后形状记忆合金件3仅能产生热量，形状记忆合金件3通电不能产生冷量，因此驱动器100中还需要设置其他结构配合形状记忆合金件3，来实现驱动轴2的往复运动，这些结构将在下文具体实施例中再说明，这里不再赘述。

其中，电源连接器42可为形状记忆合金件3的电源接线头、接线插座等，这里不作具体限定。

在另一些实施例中，如图6和图7所示，激发件4包括电源连接器42和第一电子制冷片43，电源连接器42与第一电子制冷片43相连，第一电子制冷片43的冷端和热端中的一个与形状记忆合金件3相连。

这样，当第一电子制冷片43的两端施加正向电压时，第一电子制冷片43的与形状记忆合金件3相连的一端可为冷端和热端中的一个，当第一电子制冷片43的两端施加反向电压时，第一电子制冷片43的与形状记忆合金件3相连的一端可为冷端和热端中的另一个。本文中提及的正向电压和反向电压，只是用于描述两种电压的方向相反，电源具体在第一电子制冷片43上如何接电将根据实际情况来设定。

换言之，激发件4可通过改变通电电源的电压方向，可控制向形状记忆合金件3提供的是冷量还是热量。这样的方案，形状记忆合金件3采用双程形状记忆合金时，可达到仅通过第一电子制冷片43就能驱动形状记忆合金件3伸缩，控制驱动轴2双向运动。

为便于理解上述实施例，下面结合图1-图11的具体实施例来描述驱动器100的多种实施结构。其中，不同的实施例中相同的标号表明相同的部件或者具有相同功能的部件，下文中将不再赘述。

实施例一：

图1-图5展示了实施例一中驱动器100的具体结构，图6和图7展示了实施例一的驱动器100的结构运动原理图。

在实施例一中，如图4-图7所示，驱动器100包括：外壳1、驱动轴2、一个形状记忆合金件3、电源连接器42和第一电子制冷片43。外壳1内限定出活动腔10，驱动轴2在第一位置和第二位置之间可伸缩地设在活动腔10内，第一位置相当于驱动轴2的伸出位置，第二位置相当于驱动轴2的收缩位置。

形状记忆合金件3设在活动腔10内，形状记忆合金件3连接在驱动轴2与外壳1之间，在受热和被制冷时，形状记忆合金件3的形状均能发生变化以驱动驱动轴2活动。其中，形状记忆合金件3为双程形状记忆合金，第一电子制冷片43的一端与形状记忆合金件3相连，第一电子制冷片43在接电电压变化时，第一电子制冷片43向形状记忆合金件3提供的冷量或者热量也会发生变化。

在实施例一中，第一电子制冷片43可选用10*10*3.5(mm)尺寸，第一电子制冷片43相当于一种微型电子热泵，当第一电子制冷片43两端通过直流电流时，第一电子制冷片43冷端制冷，热端制热。当翻转第一电子制冷片43电源极性时，第一电子制冷片43的冷端与热端也同时翻转。

具体地，如图5-图7所示，驱动器100还包括：活动磁吸件53、第一磁吸件51和第二磁吸件52，活动磁吸件53设在驱动轴2上。第一磁吸件51设在外壳1上，当驱动轴2活动至伸出位置时第一磁吸件51与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。第二磁吸件52设在外壳1上，当驱动轴2活动至收缩位置时第二磁吸件52与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。

具体地，如图5-图7所示，驱动器100还包括第一断电开关91和第二断电开关92。第一断电开关91设在第一磁吸件51上，当驱动轴2活动至伸出位置时，第一磁吸件51与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2，同时驱动轴2触碰到第一磁吸件51时触发第一断电开关91。第二断电开关92设在第二磁吸件52上，当驱动轴2活动至收缩位置时，第二磁吸件52与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2，同时驱动轴2触碰到第二磁吸件52时触发第二断电开关92。

具体地，如图5所示，驱动轴2包括：滑动柱21和触发柱22，触发柱22的横截面积大于滑动柱21的横截面积。触发柱22的一个端面连接滑动柱21，触发柱22的另一个端面设有凹槽23。

外壳1的周壁上设有通孔11，滑动柱21可滑动地配合在通孔11内，且在伸出位置时，大部分滑动柱21可从通孔11处伸出活动腔10。形状记忆合金件3一端连接在外壳1的与上述通孔11相对的周壁上，形状记忆合金件3的另一端伸入到凹槽23内且与触发柱22相连。

在实施例一中，触发柱22为磁铁，触发柱22构成活动磁吸件53。第一磁吸件51设在活动腔10的设有通孔11的内壁上，第二磁吸件52设在与活动腔10的与第一磁吸件51相对的内壁上，触发柱22于第一磁吸件51和第二磁吸件52之间滑动，第一磁吸件51和第二磁吸件52构成驱动轴2的限位件。

在实施例一中，如图5所示，驱动器100还包括吸热件81，吸热件81与第一电子制冷片43的冷端和热端中的另一个相连，也就是说，吸热件81连接在第一电子制冷片43的与形状记忆合金件3相对的一端上。

其中，吸热件81可选用体积及比热容大大超过形状记忆合金件3的材料，在第一电子制冷片43通电后，吸热件81温度变化小，形状记忆合金件3温度变化大。形状记忆合金件3能够吸收足够的冷量或者热量，产生足以驱动驱动轴2滑动的变形力。而利用吸热件81将第一电子制冷片43另一端的冷量或者热量吸收掉，且吸热件81的温度变化还较小，吸热件81不会向形状记忆合金件3产生过多的热辐射，这样可避免形状记忆合金件3的环境温度发生变化导致形状记忆合金件3温变减小的问题。

具体地，如图5所示，外壳1的与通孔11相对的侧壁敞开，吸热件81设在外壳1的敞开处以封闭外壳1，第一电子制冷片43设在第二磁吸件52与吸热件81之间。

进一步地，如图5所示，驱动器100还包括：隔热垫6，隔热垫6上设有穿孔61，隔热垫6设在形状记忆合金件3和吸热件81之间，图5中隔热垫6设在第二磁吸件52和吸热件81之间，第一电子制冷片43设在穿孔61内。这样，隔热垫6阻隔在第二磁吸件52和吸热件81之间，当第一电子制冷片43通电后，隔热垫6可避免吸热件81将冷量或者热量辐射至形状记忆合金件3上，形状记忆合金件3上吸收的热量或者冷量也不会传递到吸热件81上。

隔热垫6的设置，可保证形状记忆合金件3在加热或者受冷后，形状记忆合金件3的温度、形状变化大，产生的驱动力也大。

可选地，隔热垫6为橡胶片，隔热垫6还能用于固定第一电子制冷片43。

综上，实施例一中驱动器100主要由电源连接器42、第一断电开关91、形状记忆合金件3、隔热垫6、吸热件81、第一电子制冷片43、第二磁吸件52、活动磁吸件53、第一磁吸件51、驱动轴2、第二断电开关92、外壳1等组成。

实施例一中驱动器100的动作流程为：驱动轴2在伸出位置时，第一磁吸件51与活动磁吸件53吸合，防止误动作；→当在第一电子制冷片43两端施加正向直流电压时，第一电子制冷片43与形状记忆合金件3接触的面制冷，制冷量经第二磁吸件52传导到形状记忆合金件3上；第一电子制冷片43与吸热件81接触的面制热，热量由吸热件81吸收，吸热件81温度升高；与此同时，形状记忆合金件3温度降低，当温度低于收缩温度时，形状记忆合金件3开始变形，形状记忆合金件3输出收缩力；→当形状记忆合金件3的收缩力大于第一磁吸件51与活动磁吸件53的吸合力时，驱动轴2被拉入收缩位置；→驱动轴2触碰第二断电开关92后切断第一电子制冷片43的正向电压，停止制冷；→形状记忆合金件3和吸热件81的温度经过第二磁吸件52、第一电子制冷片43中和，最后回复到环境温度，完成收缩指令。

驱动轴2在收缩位置时，当在第一电子制冷片43两端施加反向电压时，第一电子制冷片43与形状记忆合金件3接触的面制热，制热量经第二磁吸件52传导到形状记忆合金件3上；第一电子制冷片43与吸热件81接触的面制冷，冷量由吸热件81吸收，吸热件81温度降低；与此同时，形状记忆合金件3温度升高，当温度高于扩张温度时，形状记忆合金件3开始变形，输出扩张力；→当形状记忆合金件3的扩张力大于第二磁吸件52与活动磁吸件53的吸合力时，驱动轴2被推出到伸出位置；→驱动轴2触碰第一断电开关91后切断第一电子制冷片43的反向电压，停止制热；→形状记忆合金件3和吸热件81的温度经过第二磁吸件52、第一电子制冷片43缓慢中和，最后回复到环境温度，完成伸出指令。

在上述实施例一中，部分构件的结构可作适应性的变化。

例如，实施例一中形状记忆合金件3的一端连接在驱动轴2上，形状记忆合金件3的另一端连接在第二磁吸件52上。但是形状记忆合金件3的连接位置可作适应性变化，形状记忆合金件3的一端连接在驱动轴2上，形状记忆合金件3的另一端可以连接在第一磁吸件51上，此时，将第一电子制冷片43、隔热垫6及吸热件81的位置作适应性变化，也能达到实施例一中提及的双向驱动驱动轴2的目的。

又例如，在实施例一中形状记忆合金件3为一个，但是在本发明其他实施例中，形状记忆合金件3可为两个或者两个以上。

实施例二

图8和图9展示了实施例二的驱动器100结构示意图，在实施例二中，驱动轴2可转动地设在活动腔10内，驱动轴2的一端从外壳1的通孔11(图8和图9中未示出)内伸出。

在实施例二中，形状记忆合金件3为两个，两个形状记忆合金件3均为双程形状记忆合金。

两个形状记忆合金件3中，其中一个形状记忆合金件3受热后驱动驱动轴2朝向第二位置(图9所示位置)转动，其中另一个形状记忆合金件3受热后驱动驱动轴2朝向第一位置(图8所示位置)转动。

具体地，如图8和图9所示，驱动轴2的周壁上设有拨杆24，两个形状记忆合金件3的一端分别连接在拨杆24的相对两侧，每个形状记忆合金件3均被训练成圆周转动。

实施例二中，激发件4包括电源连接器42和第一电子制冷片43，两个形状记忆合金件3的另一端分别连接在第一电子制冷片43的相对两端上。为方便区分，称其中一个形状记忆合金件3为第一形状记忆合金件31，称另一个形状记忆合金件3为第二形状记忆合金件32。

实施例二中，如图8和图9所示，驱动器100还包括：活动磁吸件53、第一磁吸件51和第二磁吸件52，活动磁吸件53设在驱动轴2上。第一磁吸件51设在外壳1上，当驱动轴2转动至第一位置(图8所示位置)时第一磁吸件51与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。第二磁吸件52设在外壳1上，当驱动轴2转动至第二位置(图9所示位置)时第二磁吸件52与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2。活动磁吸件53设在拨杆24上。

如图8和图9所示，驱动器100还包括第一断电开关91和第二断电开关92。第一断电开关91设在第一磁吸件51上，当驱动轴2转动至第一位置(图8所示位置)时，第一磁吸件51与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2，同时拨杆24触碰到第一磁吸件51时触发第一断电开关91。第二断电开关92设在第二磁吸件52上，当驱动轴2转动至第二位置(图9所示位置)时，第二磁吸件52与活动磁吸件53相吸合以定位驱动轴2，同时拨杆24触碰到第二磁吸件52时触发第二断电开关92。

实施例二中驱动器100的动作流程如下：

驱动轴2在第一位置(图8所示位置)时，当在第一电子制冷片43两端施加正向直流电压时，第一电子制冷片43与第一形状记忆合金件31接触的面制热，制热量传导到第一形状记忆合金件31上；与此同时，第一电子制冷片43与第二形状记忆合金件32接触的面制冷，制冷量传导到第二形状记忆合金件32上；→当第一形状记忆合金件31的温度高于扩张温度时，第一形状记忆合金件31开始变形，第一形状记忆合金件31输出扩张力；当第二形状记忆合金件32的温度低于收缩温度时，第二形状记忆合金件32开始变形，第二形状记忆合金件32输出收缩力；→当第一形状记忆合金件31输出的扩张力和第二形状记忆合金件32输出的收缩力之和大于第一磁吸件51与活动磁吸件53的吸合力时，驱动轴2被拉入第二位置(图9所示位置)；→驱动轴2触碰第二断电开关92后切断第一电子制冷片43的正向电压，停止制冷制热；→第一形状记忆合金件31、第二形状记忆合金件32的温度经过第一电子制冷片43、外壳1中和，最后回复到环境温度，完成逆时针转动指令。

驱动轴2在第二位置(图9所示位置)时，当在第一电子制冷片43两端施加反向直流电压时，第一电子制冷片43与第一形状记忆合金件31接触的面制冷，制冷量传导到第一形状记忆合金件31上；与此同时，第一电子制冷片43与第二形状记忆合金件32接触的面制热，制热量传导到第二形状记忆合金件32上；→当第一形状记忆合金件31的温度低于收缩温度时，第一形状记忆合金件31开始变形，第一形状记忆合金件31输出收缩力；当第二形状记忆合金件32的温度高于扩张温度时，第二形状记忆合金件32开始变形，第二形状记忆合金件32输出扩张力；→当第一形状记忆合金件31输出的收缩力和第二形状记忆合金件32输出的扩张力之和大于第二磁吸件52与活动磁吸件53的吸合力时，驱动轴2被拉入第一位置(图8所示位置)；→驱动轴2触碰第一断电开关91后切断第一电子制冷片43的反向电压，停止制冷制热；→第一形状记忆合金件31、第二形状记忆合金件32的温度经过第一电子制冷片43、外壳1中和，最后回复到环境温度，完成顺时针转动指令。

在上述实施例二中，部分构件的结构可作适应性的变化。例如可将实施例二中采用的两根双程形状记忆合金中取消掉其中一根，即仅用一根双程形状记忆合金，也能实现驱动轴2的正反转的往复运动。

又例如，可将实施例二中采用的两根双程形状记忆合金用两根单程形状记忆合金替代，也能实现驱动轴2的正反转的往复运动。

另外，实施例二中可在第一电子制冷片43的中间位置设置隔热垫6等隔热措施。

实施例三

图10展示了实施例三中驱动器100的结构示意图，实施例三的驱动器100结构与实施例一的驱动器100结构大体相同，相同的部分这里不再赘述。

所不同的是，在实施例三中，可将形状记忆合金件3设置成两根单向形状记忆合金，为方便区分，分别称这两个形状记忆合金件3分别为第三形状记忆合金件33和第四形状记忆合金件34。

其中，第三形状记忆合金件33的一端连接在活动腔10的设有通孔11的侧壁上，第三形状记忆合金件33的另一端连接在驱动轴2上。第四形状记忆合金件34的一端连接在活动腔10的与通孔11相对的侧壁上，第四形状记忆合金件34的另一端连接在驱动轴2上。在实施例三中电源连接器42为两个，每个形状记忆合金件3上连接一个电源连接器42。

另外，如图10所示，驱动器100还包括第二电子制冷片82，第二电子制冷片82的冷端位于活动腔10内以吸收活动腔10内的热量，第二电子制冷片82充当吸热件来使用。在实施例三中，可用第二电子制冷片82来为两根单程形状记忆合金散热，用第二电子制冷片82来散热，形状记忆合金件的散热时间可控，能够配合驱动器100的运动需要来对形状记忆合金件进行散热。

在实施例三中，使用两根单程形状记忆合金代替一根双程形状记忆合金，其原理为分别在两根形状记忆合金件3上通直流电，使形状记忆合金件3温度升高，从而分别控制两根形状记忆合金件3拉伸变形。

实施例三中驱动器100的动作流程如下：

驱动轴2在伸出位置时，第三形状记忆合金件33处于压缩状态，第四形状记忆合金件34处于拉伸状态。当在第三形状记忆合金件33的电源连接器42上通电时，第三形状记忆合金件33通电发热；→当第三形状记忆合金件33的温度高于扩张温度时，第三形状记忆合金件33开始变形，第三形状记忆合金件33输出扩张力；→当第三形状记忆合金件33输出的扩张力大于第一磁吸件51与活动磁吸件53的吸合力、与第四形状记忆合金件34所需的变形力之和时，驱动轴2被拉入收缩位置；→驱动轴2在朝向收缩位置滑动的过程中压缩第四形状记忆合金件34，第四形状记忆合金件34由拉伸状态转变为压缩状态；→驱动轴2触碰第二断电开关92后切断第三形状记忆合金件33的电源；→第三形状记忆合金件33的温度经过第二电子制冷片82、外壳1中和，最后回复到环境温度，完成收缩指令。

驱动轴2在收缩位置时，第三形状记忆合金件33处于拉伸状态，第四形状记忆合金件34处于压缩状态。当在第四形状记忆合金件34的电源连接器42上通电时，第四形状记忆合金件34通电发热；→当第四形状记忆合金件34的温度高于扩张温度时，第四形状记忆合金件34开始变形，第四形状记忆合金件34输出扩张力；→当第四形状记忆合金件34输出的扩张力大于第二磁吸件52与活动磁吸件53的吸合力、与第三形状记忆合金件33所需的变形力之和时，驱动轴2被拉入伸出位置；→驱动轴2在朝向伸出位置滑动的过程中压缩第三形状记忆合金件33，第三形状记忆合金件33由拉伸状态转变为压缩状态；→驱动轴2触碰第一断电开关91后切断第四形状记忆合金件34的电源；→第四形状记忆合金件34的温度经过第二电子制冷片82、外壳1中和，最后回复到环境温度，完成伸出指令。

本实施例中，两个形状记忆合金件3均为高温伸长型单向形状记忆合金，当然两个形状记忆合金3也可以均为高温收缩型单向形状记忆合金，此时第三形状记忆合金件33在驱动轴2位于收缩位置时通电，可驱动驱动轴2伸出；第四形状记忆合金34在驱动轴2位于伸出位置时通电，可驱动驱动轴2收缩。

两个形状记忆合金件3还可以是一个为高温收缩型单向形状记忆合金、另一个为高温伸长型单向形状记忆合金，此时两个形状记忆合金件3位于活动磁吸件53的同一侧。如果两个形状记忆合金件3均位于左侧，高温伸长型在驱动轴2位于伸出位置时通电，可驱动驱动轴2收缩；高温收缩型在驱动轴2位于收缩位置时通电，可驱动驱动轴2伸出。如果两个形状记忆合金件3均位于右侧，高温收缩型在驱动轴2位于伸长位置时通电，可驱动驱动轴2收缩；高温伸长型在驱动轴2位于收缩位置时通电，可驱动驱动轴2伸出。

实施例四

图11展示了实施例四中驱动器100的结构示意图，实施例四的驱动器100结构与实施例三的驱动器100结构大体相同，相同的部分这里不再赘述。

所不同的是，在实施例四中，可用弹簧7等弹性件替代第三形状记忆合金件33，依靠弹簧7的弹性配合形状记忆合金件3实现驱动轴2的往复运动。这里为方便区分，称图11中的形状记忆合金件3为第五形状记忆合金件35。

其中，弹簧7的一端连接在活动腔10的设有通孔11的侧壁上，弹簧7的另一端连接在驱动轴2上。第五形状记忆合金件35的一端连接在活动腔10的与通孔11相对的侧壁上，第五形状记忆合金件35的另一端连接在驱动轴2上。在实施例四中第五形状记忆合金件35上连接有一个电源连接器42。

在实施例四中，弹簧7用于驱动驱动轴2朝向收缩位置滑动，驱动器100可取消设置断电开关，弹簧7与单程形状记忆合金搭配可实现断电自复位功能。

实施例四中驱动器100的动作流程如下：

驱动轴2在收缩位置时，第五形状记忆合金件35处于断电状态，且第五形状记忆合金件35处于压缩状态，弹簧7处于伸长状态。当在第五形状记忆合金件35的电源连接器42上通电时，第五形状记忆合金件35通电发热；→当第五形状记忆合金件35的温度高于扩张温度时，第五形状记忆合金件35开始变形，第五形状记忆合金件35输出扩张力；→当第五形状记忆合金件35输出的扩张力大于第二磁吸件52与活动磁吸件53的吸合力、与弹簧7的弹性力之和时，驱动轴2被拉入伸出位置；→驱动轴2在朝向伸出位置滑动的过程中压缩弹簧7，弹簧7由伸长状态转变为压缩状态，完成伸出指令。

驱动轴2在伸出位置时，第五形状记忆合金件35处于通电状态，且第五形状记忆合金件35处于拉伸状态，弹簧7处于压缩状态。当断开第五形状记忆合金件35的电源后，第五形状记忆合金件35停止发热扩张；第五形状记忆合金件35的温度经过第二电子制冷片82、外壳1中和，最后回复到环境温度；→当弹簧7的弹性力大于第一磁吸件51与活动磁吸件53的吸合力、与第五形状记忆合金件35所需的变形力之和时，驱动轴2被拉入收缩位置；→驱动轴2在朝向收缩位置滑动的过程中压缩第五形状记忆合金件35，第五形状记忆合金件35由拉伸状态转变为压缩状态，完成收缩指令。

在实施例四中，断电时驱动轴2收缩，通电时驱动轴2伸出，且如果要驱动轴2保持在伸出状态，则第五形状记忆合金件35需要保持在通电状态。虽然该方案能耗将增加，但是在特定场合比较适用。

在上述实施例四中，部分构件的结构可作适应性的变化。例如可将实施例四中弹簧7和第五形状记忆合金件35的位置对换，或者将弹簧7和第五形状记忆合金件35设在同一侧。

另外，不同实施例中的方案的各个部件也可在合理设置的前提下，应用到其他实施例中，例如实施例四中应用弹性件配合形状记忆合金件3驱动驱动轴2伸缩，弹性件也可应用到实施例二中，例如弹性件可选用扭簧，扭簧配合形状记忆合金件3驱动驱动轴2往复转动。

综上，本发明实施例的驱动器100具有如下特点：

1：由于设置了温控形状记忆合金件，因此驱动器100体积小、能量密度大、输出力矩大、环保无污染；

2：由于设置了电子制冷片，因此驱动器100体积小、无机械运动、无噪音、无排放及污染；耗能低、成本低、可靠性高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种驱动器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳内限定出活动腔；

驱动轴，所述驱动轴在第一位置和第二位置之间可活动地设在所述活动腔内，在所述第一位置时所述驱动轴的至少一部分位于所述活动腔外；

形状记忆合金件，所述形状记忆合金件设在所述活动腔内，所述形状记忆合金件连接在所述驱动轴与所述外壳之间，所述形状记忆合金件在形状发生变化时驱动所述驱动轴活动；

可通电的激发件，所述激发件在通电时向所述形状记忆合金件传递能量以使所述形状记忆合金件变形，所述激发件包括第一电子制冷片，所述第一电子制冷片的冷端和热端中的一个与所述形状记忆合金件相连；

吸热件，所述吸热件与所述第一电子制冷片的冷端和热端中的另一个相连；

活动磁吸件，所述活动磁吸件设在所述驱动轴上；

第一磁吸件，所述第一磁吸件设在所述外壳上，当所述驱动轴活动至所述第一位置时所述第一磁吸件与所述活动磁吸件相吸合以定位所述驱动轴；

第二磁吸件，所述第二磁吸件设在所述外壳上，当所述驱动轴活动至所述第二位置时所述第二磁吸件与所述活动磁吸件相吸合以定位所述驱动轴；

用于断开所述激发件电源的断电开关，所述断电开关包括设置在所述第一磁吸件上的第一断电开关和设置在所述第二磁吸件上的第二断电开关，所述驱动轴活动至所述第一位置和所述第二位置时触发所述断电开关。

2.根据权利要求1中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述激发件包括电源连接器，所述电源连接器与所述第一电子制冷片相连。

3.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，还包括：隔热垫，所述隔热垫上设有穿孔，所述隔热垫设在所述形状记忆合金件和所述吸热件之间，所述第一电子制冷片设在所述穿孔内。

4.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述形状记忆合金件为双程形状记忆合金，所述激发件在通电时向所述形状记忆合金件传递冷量或热量。

5.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述形状记忆合金件为两个，两个所述形状记忆合金件均为单程形状记忆合金，其中一个所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第二位置活动，其中另一个所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第一位置活动。

6.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述形状记忆合金件受热后驱动所述驱动轴朝向所述第一位置和所述第二位置中的一个方向活动，所述驱动器还包括弹簧，所述弹簧连接在所述驱动轴与所述外壳之间，所述弹簧用于驱动所述驱动轴朝向所述第一位置和所述第二位置中的另一个方向活动。

7.根据权利要求5或6所述的驱动器，其特征在于，还包括第二电子制冷片，所述第二电子制冷片的冷端位于所述活动腔内以吸收所述活动腔内的热量。

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