CN109366478B - 一种驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种驱动装置,其中,该装置包括:基壳、控制模块、驱动机构及传动机构;其中,所述控制模块,被配置为向所述驱动机构输出驱动信号;所述驱动机构,沿所述基壳的外表面设置,与所述传动机构连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构;所述传动机构,设置在所述基壳内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出。控制模块对驱动机构进行控制,能够提高驱动装置的驱动精度,驱动机构与传动机构配合能够控制传动机构输出的位移。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别是涉及一种驱动装置。
背景技术
在医疗机器人和服务机器人的末端执行器中,需要一种质量轻便、运动速度快、驱动力大、驱动位移大的驱动器。通常要求机器人具有较高的速度和较好的精度,尤其是在医疗机器人领域,对于精度和运动控制的安全性的要求更加严格,采用常规电机驱动质量大、成本高且刚性大,具有人机交互的危险性,在这种情况下,柔性机器人结构的柔韧性、轻巧性、灵活性和自身可实现较大范围的弯曲、扭转等特性,使得柔性机器人可在复杂的环境中能够完成刚性机器人不能完成的任务。柔性机器人的驱动器的性能,对柔性机器人的运动精确度、承载力和可控性有着重要的影响。
目前形状记忆合金(SMA)驱动器是柔性驱动的常用方法之一。SMA具有记忆效应和超弹性,具有较大的直线拉力,且易与其他材料复合,使得SMA这种智能材料在柔性驱动器领域得到广泛的运用。但是由于SMA本身的驱动性能,其形变率在5%左右,很难满足常规的驱动需求,在实际应用中受到诸多限制,阻碍了SMA驱动器的普及和应用,并且SMA是热驱动材料,目前没有任何一款驱动器具有温度检测的功能,使其控制更加困难。因此开发一种具有大驱动位移、大输出力和具有温度检测功能于一体的SMA驱动器具有很大的研究意义和广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供一种驱动装置,以解决现有的SMA驱动器控制困难,并且驱动位移小的问题。
为了解决上述问题,本发明公开了一种驱动装置,包括:基壳、控制模块、驱动机构及传动机构;
所述控制模块,被配置为向所述驱动机构输出驱动信号;
所述驱动机构,沿所述基壳的外表面设置,与所述传动机构连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构;
所述传动机构,设置在所述基壳内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出。
优选的,所述基壳呈圆筒状,所述驱动机构包括:滑动片,金属线和驱动部件;
所述滑动片及所述金属线沿所述基壳的轴向并排设置在所述基壳的外表面上;所述滑动片和所述金属线交替设置且首尾依次串接,其中首条金属线的一端固定在所述基壳上且与所述控制模块耦接,另一端与相邻滑动片的一端连接,最后一滑动片与所述驱动部件连接;所述驱动部件通过设置在所述基壳上的第一导向槽与所述传动机构连接,所述第一导向槽沿所述基壳的轴向设置;
所述金属线,被配置为接收并通过相接的滑动片传输所述驱动信号,并根据所述驱动信号发生形变;
所述滑动片,被配置为在相接的金属线的带动下,沿所述基壳的轴向移动;
所述驱动部件,被配置为在所述最后一滑动片的带动下,沿所述第一导向槽移动所述预设位移。
优选的,所述首条金属线通过固定件固定在所述基壳上;相邻的所述金属线与所述滑动片之间通过压紧垫片连接。
优选的,所述滑动片上设置有第二导向槽,所述滑动片通过贯穿所述第二导向槽的固定钉与所述基壳连接,所述第二导向槽可沿所述固定钉滑动。
优选的,所述装置还包括设置在所述基壳外表面上的复位机构;
所述复位机构的一端与所述基壳固定,另一端与驱动部件连接,用于在所述驱动机构复位时,使所述驱动机构加速复位。
优选的,所述传动机构包括:支撑轴、连接部件、滑轮组和绳索;
所述基壳上沿轴向设置有两个相对的滑槽,所述支撑轴的两端分别设置在所述滑槽中且可沿所述滑槽滑动;
所述连接部件一端与所述支撑轴连接,另一端与所述驱动部件连接;
所述滑轮组与所述支撑轴连接,所述绳索一端固定在所述基壳上,另一端绕过所述滑轮组与待驱动对象连接;
所述滑轮组,被配置为在所述驱动部件及所述支撑轴的带动下,带动所述绳索,将所述驱动部件移动的所述预设位移以指定倍数输出,以移动所述待驱动对象。
优选的,所述滑轮组包括至少一个动滑轮。
优选的,所述装置还包括温度检测模块:
所述温度检测模块包括温度信号处理单元和温度检测探头;
所述温度信号处理单元设置在所述基壳内侧;所述温度信号处理单元与所述温度检测探头连接;所述温度检测探头穿过所述基壳上的探测孔,与所述首条金属线接触,以测量所述首条金属线的温度,并将所述温度传输给所述温度信号处理单元;
所述温度检测模块,被配置为将温度数据传输给所述控制模块;
所述控制模块,还被配置为根据所述温度数据,调节向所述首条金属线传输的所述控制信号。
优选的,所述金属线的材质为形状记忆合金。
优选的,所述基壳的外表面的横截面呈圆形或多边形或椭圆形。
本发明实施例提供的驱动装置,包括:基壳、控制模块、驱动机构及传动机构;其中,所述控制模块,被配置为向所述驱动机构输出驱动信号;所述驱动机构,沿所述基壳的外表面设置,与所述传动机构连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构;所述传动机构,设置在所述基壳内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出。控制模块对驱动机构进行控制,能够提高驱动装置的驱动精度,驱动机构与传动机构配合能够控制传动机构输出的位移。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种驱动装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一的驱动装置的结构示意图;
图3是本发明实施例一的一种传动机构的结构示意图;
图4是本发明实施例一的一种末端执行器的结构示意图;
图5是本发明实施例一的一种第一执行主体驱动的结构示意图;
图6是本发明实施例一的一种第二执行主体摆动驱动的结构示意图;
图7是本发明实施例一的一种螺旋冷凝管设置的结构示意图;
图8是本发明实施例一的一种散热鳍片和冷却风扇的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1,本发明公开了一种驱动装置,包括:基壳10、控制模块(图中未示出)、驱动机构20及传动机构30;
所述控制模块,被配置为向所述驱动机构20输出驱动信号;
所述驱动机构20,沿所述基壳10的外表面设置,与所述传动机构30连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构30。
所述传动机构30,设置在所述基壳10内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出。
在本发明实施例中,所述基壳10呈圆筒状,所述驱动机构20包括:滑动片21,金属线22和驱动部件23。
参照图2,所述滑动片21及所述金属线22沿所述基壳10的轴向并排设置在所述基壳10的外表面上;所述滑动片21和所述金属线22交替设置且首尾依次串接,其中首条金属线221的一端固定在所述基壳10上且与所述控制模块耦接,另一端与相邻滑动片211的一端连接,最后一滑动片212与所述驱动部件23连接;所述驱动部件23通过设置在所述基壳10上的第一导向槽11与所述传动机构30连接,所述第一导向槽11沿所述基壳10的轴向设置。
所述金属线22,被配置为接收并通过相接的滑动片21传输所述驱动信号,并根据所述驱动信号发生形变。
所述滑动片21,被配置为在相接的金属线22的带动下,沿所述基壳10的轴向移动。
所述驱动部件23,被配置为在所述最后一滑动片212的带动下,沿所述第一导向槽11移动所述预设位移。
在本发明实施例中,金属线22为形状记忆合金,在金属线22的温度发生变化的时候,金属线22的长度缩短或变长。在图2中,首条金属线221和基壳10的内置电路联系,内置电路通过外部的供电系统给首条金属线221提供电流,电流通过滑动片及后续的金属线,形成串联。当首条金属线221有电流通过时,温度变高,长度缩短,因首条金属线221的一端与基壳固定,另一端与相邻滑动片211连接,则在首条金属线221缩短时,带动相邻滑动片211向首条金属线221与基壳10的固定侧移动,相同的当其他金属线22有电流通过缩短时,带动相邻的滑动片21向相同侧移动,这些滑动片移动的距离累积起来就是最后一滑动片212的移动距离,最后一滑动片212带动驱动部件23沿第一导向槽移动,进而带动传动机构30移动。
在本发明实施例中,基壳10采用圆筒式,并且驱动机构分布式结构,有利于金属线22在基壳10的外部分散布局,传动机构30和温度检测模块50在基壳10的内部集中的方式,有利于金属线22的快速响应。
在本发明实施例中,在基壳10的内部放置有散热系统,有利于金属线22的有效散热。
在本发明实施例中,可以通过调节滑动片21的个数,来调节驱动机构20输出的位移。
在本发明实施例中,采用金属线22与滑动片21串联的方式设置在基壳的外表面,节省了驱动装置的占用空间,并且容易驱动装置的安装,和故障的金属线22和滑动片的跟换。
在本发明实施例中,最后一滑动片212和驱动部件23固定连接,或者一体成型。其中,驱动部件为23为弯折形状,一侧与最后一滑动片212连接,另一侧与传动机构30连接。
在本发明实施例中,所述首条金属线221通过固定件24固定在所述基壳10上;相邻的所述金属线22与所述滑动片21之间通过压紧垫片25连接。
在本发明实施例中,采用固定件24和压紧垫片25对金属线进行固定,能够节省固定空间,避免采用焊接方式对金属线造成损伤,提高了金属线22的机械强度,并且在装配方式上更加简单方便。
在本发明实施例中,所述滑动片21上设置有第二导向槽213,所述滑动片通过贯穿所述第二导向槽213的固定钉214与所述基壳10连接,所述第二导向槽213可沿所述固定钉214滑动。
在本发明实施例中,固定钉214与基壳10固定连接,第二导向槽213的方向与基壳10的轴向相同,使滑动片21只能沿基壳10的轴向移动,避免滑动片21在其他方向移动,固定钉214对滑动片21启动了限位作用。
在本发明实施例中,优选的,在每个滑动片21设置有两个第二导向槽213,每个第二导向槽213中设置有一个固定钉214,当滑动片21处于初始位置使,固定钉214在第二导向槽213的一侧。
在本发明实施例中,所述装置还包括设置在所述基壳10外表面上的复位机构40;
所述复位机构40的一端与所述基壳10固定,另一端与驱动部件23连接,用于在所述驱动机构20复位时,使所述驱动机构20加速复位。
在本发明实施例中,复位结构40具体为复位弹簧。当金属线22中具有电流时,带动驱动部件23向远离复位结构40的方向移动,拉伸复位弹簧。当金属线22中的电流消失时,金属线22需恢复到原来的长度,则驱动部件需回复到原来的位置,弹簧收缩,加速驱动机构的复位。
在本发明实施例中,参照图3,所述传动机构30包括:支撑轴31、连接部件32、滑轮组33和绳索34;
所述基壳10上沿轴向设置有两个相对的滑槽12,所述支撑轴31的两端分别设置在所述滑槽12中且可沿所述滑槽12滑动;
所述连接部件32一端与所述支撑轴31连接,另一端与所述驱动部件23连接;
所述滑轮组33与所述支撑轴31连接,所述绳索34一端固定在所述基壳10上,另一端绕过所述滑轮组33与待驱动对象连接;
所述滑轮组33,被配置为在所述驱动部件23及所述支撑轴31的带动下,带动所述绳索34,将所述驱动部件23移动的所述预设位移以指定倍数输出,以移动所述待驱动对象。
在本发明实施例中,连接部件32与驱动部件23通过锚定固定连接。
在本发明实施例中,连接部件32包括支撑侧板和连接板;其中支撑侧板设置在滑轮组33的两侧,连接板的一端与支撑侧板连接,另一侧与驱动部件23连接,支撑侧板与支撑轴固定连接。
在本发明实施例中,滑轮组与支撑轴也为固定连接,当驱动部件23移动时,带动传动机构30整体向与驱动部件23相同的方向移动相同的距离a。当滑轮组为一组时,由于绳索34的一端固定在基壳上,不会随着传动机构30移动,因此,绳索34的另一端在传动机构30的带动下,移动距离2a。
在所述支撑轴31的两端设置有支撑轴承35;所述支撑轴31通过所述支撑轴承35放置在所述滑槽12内。对支撑轴31导向固定。
在本发明实施例中,所述滑轮组33包括至少一个动滑轮。
在本发明实施例中,可以通过调节动滑轮的个数,调节预设位移输出的倍数。当滑轮组包括一个动滑轮时,输出倍数为预设位移的两倍。
在本发明实施例中,所述装置还包括温度检测模块50:
所述温度检测模块50包括温度信号处理单元和温度检测探头;
所述温度信号处理单元设置在所述基壳10内侧;所述温度信号处理单元与所述温度检测探头连接;所述温度检测探头穿过所述基壳10上的探测孔,与所述首条金属线221接触,以测量所述首条金属线221的温度,并将所述温度传输给所述温度信号处理单元;
所述温度检测模块50,被配置为将温度数据传输给所述控制模块;
所述控制模块,还被配置为根据所述温度数据,调节向所述首条金属线221传输的所述控制信号。
在本发明实施例中,所述基壳10上内侧设置有接线引脚;所述基壳10内设置有内置线路;所述接线引脚与所述内置线路连接;所述接线引脚包括供电引脚和信号引脚;所述内置线路包括:信号线路和供电线路;则所述首内置线路与首条金属线221连接。
在本发明实施例中,将温度检测模块50设置在基壳内侧,与金属线22有效集成,简化了外置温度检测传感器的复杂布局,并且将温度检测探头置于首条金属线的固定端,可以实现对首条金属线的有效检测。
在本发明实施例中,所述金属线22的材质为形状记忆合金。
在本发明实施例中,形状记忆合金包括:镍铬合金。
在本发明实施例中,所述基壳10的外表面的横截面呈圆形或多边形或椭圆形。
在本发明实施例中,基壳10的外表面为多边形时,在多边形的每一边的外表面放置一滑动片21和一金属线22。
在本发明实施例中,具体的实现方式如下:
驱动机构20的信号输出以及电流输入都有位于基壳10内侧的引脚提供,当控制模块需要控制驱动时,电流由引脚接入,通过基壳10内部的供电线路将电流导入首条金属线221,首条金属线将电流传给其他金属线,形成闭合回路。当金属线22有电流流过时,金属线22由低温马氏体状态转为高温奥氏体状态状态,由此产生了驱动位移和驱动力。由于首条金属线221的固定端被固定件24进行固定,所以金属线22产生的收缩会带动相邻滑动片产生运动,由于相邻滑动片通过第二导向槽被固定钉纵向固定,因此相邻滑动片沿基壳10轴向移动,其他金属线产生的收缩位移与驱动力带动相邻滑动片,以此类推,直到传递到最后一滑动片,驱动部件23的输出位移是分段式金属丝收缩量的综合,驱动部件通过基壳10中部的第一导向槽11深入到内部,并由铆钉将驱动部件与连接板进行连接,连接板通过动滑轮支撑侧板带动动滑轮进行运动,动滑轮由支撑轴以及支撑轴承在基壳10内部进行导向固定,当动动滑轮沿基壳10轴向移动时,拉动绳索一端进行输出。由此通过传动机构30将金属线22总的输出位移放大了指定倍数,并进行输出。
在金属线22通电驱动的过程中金属线的温度会不断升高,温度检测探头首条金属线紧密接触,温度检测探头将检测信号输送给温度处理单元,进行处理后将输出信号由引脚传递给控制系统,使控制模块根据输出信号进行有效的控制。
当控制模块发出断电信号时,金属线22的温度逐渐下降,金属线22的状态由高温奥氏体逐渐转为低温马氏体,金属线22逐渐恢复原来的形状,在复位机构40的作用力下,各个滑动片21逐渐开始加速做恢复运动,直到各个滑动片21恢复到初始位置。
在本发明实施例中,通过采用圆筒状形状记忆合金驱动装置能够代替传统电机用于医疗或服务机器人的末端执行器中,提高末端执行的驱动力进而驱动精度,大大降低机器人系统的末端负载和制造成本,提高医疗机器人的安全信息,同时作为一款类电机驱动装置,可以代替其他医疗器械上的电机,实现驱动功能,实现降低医疗器械的重量,降低生产成本的效益。
本发明实施例中的驱动装置可以用于末端执行器,具体的参照图4示出了本发明的一种末端执行器的结构示意图,末端执行器包括:主体机构60、执行机构70、本发明实施例的驱动装置80及冷却装置90;所述主体机构60与所述执行机构70活动连接;所述驱动装置80设置在所述主体机构60内,并与所述执行机构70连接,用于驱动所述执行机构70;所述冷却装置90设置在所述驱动装置80的外围,用于冷却所述驱动装置80;其中,所述驱动装置80包括至少一个形状记忆合金SMA驱动器。
在本发明实施例中,参照图4,末端执行器的形状为人手的形状;所述主体机构60形状为手掌形;所述执行机构70的形状为手指形;驱动装置80设置在手掌形的主体机构内。冷却装置90的一部分设置在人手的腕关节处。
在本发明实施例中,所述驱动装置80包括至少一个形状记忆合金SMA驱动器,其中,形状记忆合金驱动器在工作时,会产生热量,因此在形状记忆合金驱动器的外围设置冷却装置,在形状记忆合金驱动器工作时,冷却装置一般不工作,在SMA驱动器温度达到一定条件时工作,当关闭正在工作的形状记忆合金驱动器时,打开冷却装置,对形状记忆合金驱动器进行冷却。
在本发明实施例中,参照图4和图5,所述执行机构70包括第一执行主体71,所述第一执行主体71通过第一转动轴711与所述主体机构60连接,所述第一执行主体71包括至少两个第一关节712,两相邻所述第一关节712之间通过第二转动轴713连接;
所述驱动装置80包括第一SMA驱动器81,所述第一SMA驱动器81的第一动力输出端811与所述第一执行主体71连接;所述第一SMA驱动器81通过所述第一动力输出端驱动所述第一执行主体71绕所述第一转动轴711转动,及驱动所述相邻的第一关节712绕所述第二转动轴713相对转动,其中,所述第一转动轴711与所述第二转动轴713轴向一致。
在本发明实施例中,参照图5,第一动力输出端通过钢丝绳811输出动力,其中,钢丝绳811设置在第一执行主体71朝向手掌的一侧;在第一SMA驱动器81工作时,钢丝绳811拉动第一执行主体71的多个第一关节712绕各自连接的第二转动轴713转动,实现第一执行主体71的弯曲。
在本发明实施例中,参照图5,第一执行主体71包括三个第一关节,第一关节包括:第一远关节、第一中间关节和第一近关节;其中,第一近关节与主体机构60活动连接,具体通过第一转动轴711连接,并且第一近关节可绕主体机构60一定幅度的转动。第一远关节、第一中间关节和第一近关节之间通过第二转动轴713连接,第一远关节、第一中间关节和第一近关节的临近处可以设置导向轴,以便于钢丝绳811缠绕以辅助动力传输,钢丝绳811的末端可以固定到第一远关节上,也可以再绕回第一SMA驱动器固定。在第一SMA驱动器81工作时,钢丝绳811拉动第一远关节、第一中间关节和第一近关节绕各自连接的第二转动轴713转动,实现第一执行主体71的弯曲。
在本发明实施例中,参照图4和图6,所述执行机构70还包括第二执行主体72,所述第二执行主体72通过第三转动轴731与所述主体机构60连接,所述第二执行主体72包括至少一个第二关节721;两相邻所述第二关节721之间通过第四转动轴732连接;所述第三转动轴731的轴向与所述第四转动轴732的轴向不一致且呈预设夹角;所述驱动装置80还包括第二SMA驱动器82和第三SMA驱动器83;所述第二SMA驱动器82的第二动力输出端821与所述第二执行主体72连接,所述第二SMA驱动器82通过所述第二动力输出端驱动所述相邻的第二关节721绕所述第四转动轴732相对转动;所述第三SMA驱动器83的第三动力输出端831与邻近所述第二关节721连接,所述第三SMA驱动器通过所述第三动力输出端驱动所述邻近的第二关节721绕所述第三转动轴731转动,以实现第二执行主体72相对所述主体机构60摆动。
在本发明实施例中,第一动力输出端、第二动力输出端和第三动力输出端均为驱动装置中的绳索34.
在本发明实施例中,参照图4和图6,第二执行主体72是指人手形的大拇指;其中,预设夹角的范围是大于0°且小于或等于90°,具体可以根据拇指朝向掌心弯曲的角度设置,例如可以设置为90度。
在本发明实施例中,第二SMA驱动器82驱动第二执行主体72的弯曲的方式与第一SMA驱动器81驱动第一执行主体71弯曲的方式相同。第二动力输出端821与第二执行主体72的连接方式,与第一动力输出端811与第一执行主体71的连接方式相同。
在本发明实施例中,第三SMA驱动器83驱动第二关节绕第三转动轴731转动,进而带动第二执行主体72绕第三转动轴731摆动。其中,当第二SMA驱动器82不工作时,只有第三SMA驱动器83工作时,第二执行主体72只进行摆动,不会进行弯曲。
在本发明实施例中,参照图6,第三SMA驱动器的第三动力输出端831与邻近的第二关节721固定连接。
在本发明实施例中,所述执行机构70还包括复位弹性部件73,所述复位弹性部件73的一端与所述执行机构70远离所述主体机构60的一端连接,另一端与所述主体机构60连接。
在本发明实施例中,在第一执行主体71中,复位弹性部件73包括复位弹性绳,其中复位弹性绳搭接在所述第一转动轴和第二转动轴上。在第二执行主体72中,复位弹性部件包括复位弹性绳和复位弹簧,其中,第二执行主体72中的复位弹性绳和第一执行主体71中的复位弹性绳的连接方式和作用相同;复位弹簧的一端是连接在与主体机构60邻近的第二关节721上,另一端连接在执行主体上,用于在第二执行主体72在摆动恢复时,加快复位。
在本发明实施例中,参照图2,复位弹性部件73为弹性材料,在力的作用下会发生形变,当无力的作用时,会回复形状。当驱动装置驱动时,第一执行主体71向下弯曲,当驱动装置停止驱动时,第一执行主体71在复位弹性部件的作用下回复成平直的状态。
在本发明实施例中,第一执行主体71和第二执行主体72均具有复位弹性部件73,并且复位弹性部件的设置方式和作用均是相同的,加快执行机构的复位。
在本发明实施例中,所述执行机构70包括:四个第一执行主体71,一个第二执行主体72。
在本发明实施例中,参照图4,执行机构70和人手指形状相同。四个第一执行主体分别为食指、中指、无名指和小指。第二执行主体72为大拇指。
在本发明实施例中,所述第二SMA驱动器82和所述第三SMA驱动器83叠层设置。
在本发明实施例中,一第二执行主体72对应有两个SMA驱动器进行驱动,以实现第二执行主体72的摆动和弯曲,达到仿真大拇指的效果。其中,一第一执行主体71也可以对应有两个形状记忆合金驱动器进行驱动。其中,二执行主体对应的两个形状记忆合金驱动器是叠层设置的,以达到节省空间的目的。
在本发明实施例中,参照图4和图6,所述冷却装置90包括:水泵91、水阀92和多个冷凝管93;各所述第一SMA驱动器81、所述第二SMA驱动器82及所述第三SMA驱动器83的外部均设置有所述冷凝管93;所述水泵91分别与各所述冷凝管93连通,各所述冷凝管93上分别设置有水阀92,以控制各个所述冷凝管93的开关。
在本发明实施例中,参照图4和图8,所述冷却装置还包括散热鳍片94和冷却风扇95;所述散热鳍片94设置在所述驱动装置80的一侧;所述冷却风扇95设置在所述散热鳍片94远离所述驱动装置80的一侧。
在本发明实施例中,参照图8,散热鳍片94与冷却风扇95接触设置,其中,散热鳍片94上设置有U型冷凝管,散热鳍片94上有间隔空隙,冷却风扇95可以将U型冷凝管传输的热量迅速散出,加快了驱动装置80的散热。
在本发明实施例中,每个驱动装置80上都螺旋缠绕着一根冷凝管93。每个冷凝管93均有自己的水阀92,来控制螺旋冷凝管93的开关。
在本发明实施例中,该末端执行器还可以包括:调节模块(图中未示出),所述调节模块与所述控制模块耦接,配置为获得各所述SMA驱动器的温度,并根据所述温度,向所述控制模块发送调节电压信号,调节所述控制模块向所述驱动机构输出的驱动信号;当所述温度大于温度阈值时,控制所述冷却装置对所述驱动装置进行冷却。
在本发明实施例中,温度检测模块可以定时或时时检测其所在SMA驱动器的温度,并可将该温度上传至调节模块,调节模块根据各SMA驱动器上报的温度,分别向各SMA发送调节电压信号,以调节各SMA驱动器的控制模块输出的驱动信号。例如,在第三SMA驱动器83工作时会散发热量,邻近的第二SMA驱动器82可能会受到影响,温度升高,则调节模块可以根据第二SMA驱动器82的温度检测模块上报的温度值,向第二SMA驱动器82的控制模块发送调节电压信号,控制模块即可根据该调节电压信号,调节其向驱动机构发出的驱动信号。
在本发明实施例中,当SMA驱动器的的温度超过预设的温度阈值时,说明温度过高,调节模块可以启动水泵,打开温度超过温度阈值的SMA驱动器对应的水阀,进行冷却、散热。
在本发明实施例中,通过实时检测驱动装置和主体机构内的温度数据,进而调节对应输出的驱动电压,不仅可以节省电量,同时可以提高驱动装置的控制精度。
本发明实施例提供的驱动装置,包括:基壳、控制模块、驱动机构及传动机构;其中,所述控制模块,被配置为向所述驱动机构输出驱动信号;所述驱动机构,沿所述基壳的外表面设置,与所述传动机构连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构;所述传动机构,设置在所述基壳内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出。控制模块对驱动机构进行控制,能够提高驱动装置的驱动精度,驱动机构与传动机构配合能够控制传动机构输出的位移。
对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
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。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种驱动装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种驱动装置,其特征在于,包括:基壳、控制模块、驱动机构及传动机构;所述基壳呈圆筒状;
所述控制模块,被配置为向所述驱动机构输出驱动信号;
所述驱动机构,采用分布式结构沿所述基壳的外表面设置,与所述传动机构连接,被配置为根据所述驱动信号移动预设位移,并将所述预设位移传递至所述传动机构;所述驱动机构包括:多个滑动片、多个金属线;所述金属线对应所述分布式结构,在所述基壳的外部分散布局;所述多个滑动片与所述多个金属线沿所述基壳的轴向并排设置在所述基壳的外表面,所述多个滑动片和所述多个金属线交替设置且首尾依次串接;所述金属线接收到电流后收缩带动相邻滑动片产生运动;
所述传动机构,设置在所述基壳内部,被配置为将所述预设位移以指定倍数输出;其中,所述驱动机构输出至所述传动机构的所述预设位移,与所述滑动片的个数相关联;
所述驱动装置还包括:温度检测模块,设置在所述基壳的内侧,被配置为测量所述多个金属线中的首条金属线的温度数据;
所述控制模块,还被配置为根据所述温度数据,调节所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述基壳呈圆筒状,所述驱动机构包括:滑动片,金属线和驱动部件;
所述滑动片及所述金属线沿所述基壳的轴向并排设置在所述基壳的外表面上;所述滑动片和所述金属线交替设置且首尾依次串接,其中首条金属线的一端固定在所述基壳上且与所述控制模块耦接,另一端与相邻滑动片的一端连接,最后一滑动片与所述驱动部件连接;所述驱动部件通过设置在所述基壳上的第一导向槽与所述传动机构连接,所述第一导向槽沿所述基壳的轴向设置;
所述金属线,被配置为接收并通过相接的滑动片传输所述驱动信号,并根据所述驱动信号发生形变;
所述滑动片,被配置为在相接的金属线的带动下,沿所述基壳的轴向移动;
所述驱动部件,被配置为在所述最后一滑动片的带动下,沿所述第一导向槽移动所述预设位移。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述首条金属线通过固定件固定在所述基壳上;相邻的所述金属线与所述滑动片之间通过压紧垫片连接。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述滑动片上设置有第二导向槽,所述滑动片通过贯穿所述第二导向槽的固定钉与所述基壳连接,所述第二导向槽可沿所述固定钉滑动。
5.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括设置在所述基壳外表面上的复位机构;
所述复位机构的一端与所述基壳固定,另一端与驱动部件连接,用于在所述驱动机构复位时,使所述驱动机构加速复位。
6.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述传动机构包括:支撑轴、连接部件、滑轮组和绳索;
所述基壳上沿轴向设置有两个相对的滑槽,所述支撑轴的两端分别设置在所述滑槽中且可沿所述滑槽滑动;
所述连接部件一端与所述支撑轴连接,另一端与所述驱动部件连接;
所述滑轮组与所述支撑轴连接,所述绳索一端固定在所述基壳上,另一端绕过所述滑轮组与待驱动对象连接;
所述滑轮组,被配置为在所述驱动部件及所述支撑轴的带动下,带动所述绳索,将所述驱动部件移动的所述预设位移以指定倍数输出,以移动所述待驱动对象。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述滑轮组包括至少一个动滑轮。
8.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括温度检测模块:
所述温度检测模块包括温度信号处理单元和温度检测探头;
所述温度信号处理单元设置在所述基壳内侧;所述温度信号处理单元与所述温度检测探头连接;所述温度检测探头穿过所述基壳上的探测孔,与所述首条金属线接触,以测量所述首条金属线的温度,并将所述温度传输给所述温度信号处理单元;
所述温度检测模块,被配置为将温度数据传输给所述控制模块;
所述控制模块,还被配置为根据所述温度数据,调节向所述首条金属线传输的所述驱动信号。
9.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述金属线的材质为形状记忆合金。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述基壳的外表面的横截面呈圆形或多边形或椭圆形。
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