CN110733393A - 一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，包括：具有“凹”形空腔的“匚”形拉手；定滑轮；第一半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手一端；第二半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手另一端；第一转轴，其嵌套在所述第一半轴套内；第二转轴，其嵌套在所述第二半轴套内，第一基座，其套设在所述第一半轴套上，并连接所述第一转轴；第二基座，其套设在所述第二半轴套上，并连接所述第二转轴；形状记忆合金丝束超弹性形状记忆合金丝束，本发明还公开了一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法。

Description

一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手及其控制方法

技术领域

本发明涉汽车车身领域，特别涉及基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手和一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法。

背景技术

随着科学技术的快速发展，越来越多的智能化技术被广泛应用，而在汽车行业也是如此，智能化技术近年来已经被应用于现代汽车的各个部分中，汽车智能化技术的发展和应用使得汽车在安全、性能和舒适等方面都得到了提升。

汽车拉手作为固定在汽车车身内板件上的重要安全部件，需要在车辆加、减速以及转弯等不稳定情况下给乘员以安全支持。传统汽车拉手绝大多数是需要乘员主动牵引的被动件，均未涉及部件智能化领域，同时传统隐藏式汽车拉手的结构较复杂，不利于实现车身部件的轻量化，如中国专利CN104943587A、CN206644702U，在汽车不稳定情况下需要乘员手动拉动拉手手柄，影响乘员反应速度以及在不稳定情况下拉下拉手的时间。

发明内容

本发明设计开发了一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，可以通过形状记忆合金丝束受热收缩和超弹性形状记忆合金的共同作用下，实现拉手手柄的自动弹开及收拢，提高乘员的安全舒适性。

本发明还提供了一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法，在车身内板件拉手设置位置安装热敏传感器，通过检测温度识别驾乘人员的手是否靠近拉手，并设置转动角度阈值，避免拉断形状记忆合金。

本发明提供的技术方案为：

一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，包括：

第一把手基体；其为“匚”形；

第二把手基体，其为“匚”形，套设在所述第一把手基体外侧，并与所述第一把手基体一体连接，形成具有“凹”形空腔的“匚”形拉手；

第一定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第一把手基体的一端转角处；

第二定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第一把手基体的另一端转角处；

第三定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第二把手基体的一端转角处；

第四定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第二把手基体的另一端转角处；

第一半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手一端；

第二半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手另一端；

第一转轴，其嵌套在所述第一半轴套内，所述第一半轴套能够带动所述拉手绕所述第一转轴旋转；

第二转轴，其嵌套在所述第二半轴套内，所述第二半轴套能够带动所述拉手绕所述第二转轴旋转；

其中，所述第一半轴套和所述第二半轴套的旋向相同；

第一基座，其套设在所述第一半轴套上，并连接所述第一转轴；

第二基座，其套设在所述第二半轴套上，并连接所述第二转轴；

形状记忆合金丝束，其一端缠绕在所述第一转轴上，并绕过所述第一定滑轮和所述第四定滑轮，另一端缠绕在所述第二半轴套上；

超弹性形状记忆合金丝束，其一端缠绕在所述第一半轴套上，并绕过所述第二定滑轮和所述第三定滑轮，另一端缠绕在所述第二转轴上。

优选的是，所述第一基座和所述第二基座均包括：

连接基座；

第一吊耳，其一体连接所述连接基座一端，并具有贯通的第一圆孔；

第二吊耳，其一体连接所述连接基座另一端，并具有贯通的第二圆孔；

短接轴，其设置在所述连接基座一端；

其中，所述第一吊耳、第二吊耳和所述连接基座形成“U”型基座。

优选的是，所述形状记忆合金丝束包括2～4股形状记忆合金丝。

优选的是，所述超弹性形状记忆合金丝束包括2～4股超弹性形状记忆合金丝。

优选的是，所述形状记忆合金丝和所述超弹性形状记忆合金丝直径为1～1.5mm。

优选的是，所述形状记忆合金丝和所述超弹性形状记忆合金丝的最大拉伸率均为5％～10％。

优选的是，所述形状记忆合金丝由镍钛基形状记忆材料制成，并包含Au-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-A1、CuZn-Sn、Ni-Ti-Pd材料中的一种或几种。

优选的是，和所述超弹性形状记忆合金丝由镍钛基形状记忆材料制成。

优选的是，所述形状记忆合金丝束两端分别连接有导电线，并且通过所述导电线连接电源。

一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法，包括：

在车身内板件拉手设置位置安装热敏传感器，通过检测温度识别驾乘人员的手是否靠近拉手；

若热敏传感器检测到驾乘人员的手靠近拉手，控制辅助电源开关对形状记忆合金丝进行通电，形状记忆丝束受热收缩，并由半轴套带动拉手手柄弹出，超弹形状记忆丝束收紧；

若热敏传感器检测到驾乘人员的手离开拉手或拉手转动角度超过阈值转角β时，超弹形状记忆丝束的恢复力带动拉手手柄还原；

其中，阈值转角β的计算公式为：

其中，L为形状记忆合金丝未拉伸时的原长，t为在拉手手柄初始位置时形状记忆合金丝的伸长率，R为拉手手柄处半轴套半径。

本发明所述的有益效果

本发明提供的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，可以通过形状记忆合金丝束受热收缩和超弹性形状记忆合金的共同作用下，实现拉手手柄的自动弹开及收拢，保证乘员在汽车不稳定情况下的安全，克服了现有汽车拉手无法在汽车不稳定情况下采取有效的措施来保护乘员安全的缺陷。

本发明提供的形状记忆合金作为一种典型的智能材料，具有超弹性、形状记忆、耐腐蚀以及抗疲劳等特点，以此作为汽车智能拉手执行单元的驱动元件，结合机械结构和电控单元可以实现拉手实时伸展和收拢，提高乘员的安全舒适性。

本发明还提供了一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法，在车身内板件拉手设置位置安装热敏传感器，通过检测温度识别驾乘人员的手是否靠近拉手，并设置转动角度阈值，避免拉断形状记忆合金。

附图说明

图1为本发明所述的汽车拉手手柄结构的剖面示意图。

图2为本发明所述的汽车拉手初始位置外形简图。

图3为本发明所述的汽车拉手终止位置外形简图。

图4为本发明所述的汽车拉手手柄U型基座简图。

图5为本发明所述的汽车拉手手柄的侧面剖视图。

图6为本发明所述的汽车智能拉手控制方法流程图。

图7为本发明所述的汽车智能拉手控制方法工作过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，包括：第一把手基体110、第二把手基体120、第一定滑轮121、第二定滑轮122、第三定滑轮123、第四定滑轮124、第一半轴套131、第二半轴套132、第一转轴141、第二转轴142、第一基座151、第二基座152、形状记忆合金丝束161和超弹性形状基于合金丝束162。

其中，第一把手基体110为“匚”形；第二把手基体120为“匚”形，套设在第一把手基体110外侧，并与第一把手基体110一体连接，形成具有“凹”形空腔的“匚”形拉手100；

第一定滑轮121位于“凹”形空腔内，并可旋转支撑在第一把手基体110的一端转角处；第二定滑轮122位于“凹”形空腔内，并可旋转支撑在第一把手基体110的另一端转角处；第三定滑轮123位于“凹”形空腔内，并可旋转支撑在第二把手基体120的一端转角处；第四定滑轮124位于“凹”形空腔内，并可旋转支撑在第二把手基体120的另一端转角处。

第一半轴套131固设在“凹”形腔内，位于“匚”形拉手一端；第二半轴套132固设在“凹”形腔内，位于“匚”形拉手另一端；第一转轴141嵌套在第一半轴套131内，第一半轴套131能够带动拉手绕第一转轴141旋转；第二转轴142嵌套在第二半轴套132内，第二半轴套132能够带动拉手绕第二转轴142旋转；其中，第一半轴套131和第二半轴套132的旋向相同；

如图2-3所示，第一基座151套设在第一半轴套131上，并连接第一转轴141；第二基座152套设在第二半轴套132上，并连接第二转轴142。

形状记忆合金丝束161一端缠绕在第一转轴141上，并绕过第一定滑轮121和第四定滑轮124，另一端缠绕在第二半轴套132上；超弹性形状记忆合金丝束162一端缠绕在第一半轴套131上，并绕过第二定滑轮122和第三定滑轮123，另一端缠绕在第二半轴142上。

如图4所示，第一基座151和第二基座152均包括：连接基座153、第一吊耳154、第二吊耳155和短接轴156；

第一吊耳154一体连接连接基座153一端，并具有贯通的第一圆孔154a；

第二吊耳155一体连接连接基座153另一端，并具有贯通的第二圆孔155a；

短接轴156设置在连接基座153一端；其中，第一吊耳154、第二吊耳155和连接基座153形成“U”型基座。

在另一实施例中，形状记忆合金丝束161包括2～4股形状记忆合金丝，超弹性形状记忆合金丝束162包括2～4股超弹性形状记忆合金丝。相互平行布置获得记忆合金丝组，以此增加回复力，改善散热效果。

形状记忆合金丝161和超弹性形状记忆合金丝162直径为1～1.5mm。形状记忆合金丝161和超弹性形状记忆合金丝162的最大拉伸率均为5％～10％，形状记忆合金丝由镍钛基形状记忆材料制成，并包含Au-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-A1、CuZn-Sn、Ni-Ti-Pd材料中的一种或几种。超弹性形状记忆合金丝162由镍钛基形状记忆材料制成。

形状记忆合金丝束161两端分别连接有导电线，并且通过导电线连接电源，电源通电，形状记忆合金丝束受热收缩。

形状记忆合金丝束161和超弹性形状记忆合金丝束162在第一半轴套131和第二半轴套132上旋向相同；形状记忆合金丝束161在工作时通电收缩使扶手弹出并维持工作角度，在弹出过程中使超弹性形状记忆合金丝拉长；结束工作时通过超弹性形状记忆合金丝的回复力使拉手回到原位置，此过程中使形状记忆合金丝拉长，实现一个工作循环。

在另一实施例中，拉手的优选尺寸为：拉手手柄外边长约160mm、外边宽约70mm，形状记忆合金丝束和超弹性形状记忆合金丝束长度为230mm，在拉伸的过程中可以实现11.5mm至23mm之间的伸长，若所需弹出最大角度为90°，则第一半轴套额第二半轴套半径为7.3mm至14.6mm之间。

在另一实施例中，还包括所述传感器包括热敏传感器104和角度传感器。

实施以于形状记忆合金丝束的自旋转汽车拉手的工作过程为例作进一步说明

超弹性形状记忆合金丝束在初始时处于预紧状态、形状记忆合金丝在初始时处于拉伸状态。

第一基座151和第二基座152通过短接轴156安装在车身上，受超弹性形状记忆合金丝束预紧力的作用，第一基座151和第二基座152与把手之间具有预设转角，电源通电后，形状记忆合金丝束161在工作时通电收缩，拉动第一半轴套131带动把手旋转，使扶手弹出并维持工作角度，在弹出过程中使超弹性形状记忆合金丝束162拉长；结束工作时通过超弹性形状记忆合金丝束162的回复力使拉手回到原位置，此过程中使形状记忆合金丝束162拉长，通电结束后，形状记忆合金丝束在拉手手柄另一端半轴套上同旋向缠绕的超弹性形状记忆合金丝回复力作用下拉伸。

如图6-7所示，一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤一、当手靠近拉手处车身内板件时，热敏传感器接收感应后将信号传递至中央处理器处，进行数据分析后，控制辅助电源开关对形状记忆合金丝进行通电，形状记忆丝受热收缩带动拉手手柄弹出，角度传感器将此过程中手柄转动角度传递至中央处理器处，进行数据分析判断拉手手柄转动工况，控制闭环回路开关。

步骤二、当手离开拉手处车身内板件时，热敏传感器将信号传递至中央处理器处，进行数据分析后，控制辅助电源开关结束通电。

在步骤一中，当拉手手柄转动角度小于阈值转角β时，中央处理器控制辅助电源开关与闭环回路开关打开，形状记忆合金丝通电。

当拉手手柄转动角度大于阈值转角β时，中央处理器控制闭环回路开关关闭。

其中，阈值转角β计算公式为：

其中，L为形状记忆合金丝未拉伸时的原长，t为在拉手手柄初始位置时形状记忆合金丝的伸长率，R为拉手手柄处半轴套半径。

在步骤二中，通电结束后，形状记忆合金丝在拉手手柄另一端半轴套上同旋向缠绕的超弹性形状记忆合金丝回复力作用下拉伸。

本发明提供的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，可以通过形状记忆合金丝束受热收缩和超弹性形状记忆合金的共同作用下，实现拉手手柄的自动弹开及收拢，保证乘员在汽车不稳定情况下的安全，克服了现有汽车拉手无法在汽车不稳定情况下采取有效的措施来保护乘员安全的缺陷。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，包括：

第一把手基体；其为“匚”形；

第二把手基体，其为“匚”形，套设在所述第一把手基体外侧，并与所述第一把手基体一体连接，形成具有“凹”形空腔的“匚”形拉手；

第一定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第一把手基体的一端转角处；

第二定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第一把手基体的另一端转角处；

第三定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第二把手基体的一端转角处；

第四定滑轮，其位于所述“凹”形空腔内，并可旋转支撑在所述第二把手基体的另一端转角处；

第一半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手一端；

第二半轴套，其固设在所述“凹”形腔内，位于所述“匚”形拉手另一端；

第一转轴，其嵌套在所述第一半轴套内，所述第一半轴套能够带动所述拉手绕所述第一转轴旋转；

第二转轴，其嵌套在所述第二半轴套内，所述第二半轴套能够带动所述拉手绕所述第二转轴旋转；

其中，所述第一半轴套和所述第二半轴套的旋向相同；

第一基座，其套设在所述第一半轴套上，并连接所述第一转轴；

第二基座，其套设在所述第二半轴套上，并连接所述第二转轴；

形状记忆合金丝束，其一端缠绕在所述第一转轴上，并绕过所述第一定滑轮和所述第四定滑轮，另一端缠绕在所述第二半轴套上；

超弹性形状记忆合金丝束，其一端缠绕在所述第一半轴套上，并绕过所述第二定滑轮和所述第三定滑轮，另一端缠绕在所述第二转轴上。

2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述第一基座和所述第二基座均包括：

连接基座；

第一吊耳，其一体连接所述连接基座一端，并具有贯通的第一圆孔；

第二吊耳，其一体连接所述连接基座另一端，并具有贯通的第二圆孔；

短接轴，其设置在所述连接基座一端；

其中，所述第一吊耳、第二吊耳和所述连接基座形成“U”型基座。

3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述形状记忆合金丝束包括2～4股形状记忆合金丝。

4.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述超弹性形状记忆合金丝束包括2～4股超弹性形状记忆合金丝。

5.根据权利要求4所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述形状记忆合金丝和所述超弹性形状记忆合金丝直径为1～1.5mm。

6.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述形状记忆合金丝和所述超弹性形状记忆合金丝的最大拉伸率均为5％～10％。

7.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述形状记忆合金丝由镍钛基形状记忆材料制成，并包含Au-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-A1、CuZn-Sn、Ni-Ti-Pd材料中的一种或几种。

8.根据权利要求5所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，和所述超弹性形状记忆合金丝由镍钛基形状记忆材料制成。

9.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手，其特征在于，所述形状记忆合金丝束两端分别连接有导电线，并且通过所述导电线连接电源。

10.一种基于形状记忆合金的感应式汽车智能拉手控制方法，其特征在于，包括：

在车身内板件拉手设置位置安装热敏传感器，通过检测温度识别驾乘人员的手是否靠近拉手；

若热敏传感器检测到驾乘人员的手靠近拉手，控制辅助电源开关对形状记忆合金丝进行通电，形状记忆丝束受热收缩，并由半轴套带动拉手手柄弹出，超弹形状记忆丝束收紧；

若热敏传感器检测到驾乘人员的手离开拉手或拉手转动角度超过阈值转角β时，超弹形状记忆丝束的恢复力带动拉手手柄还原；

其中，阈值转角β的计算公式为：

其中，L为形状记忆合金丝未拉伸时的原长，t为在拉手手柄初始位置时形状记忆合金丝的伸长率，R为拉手手柄处半轴套半径。

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