CN112682285B - 一种温感驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种温感驱动机构，其特征在于：包括一支架、设置在支架上的一兜体和一液压系统，所述液压系统包括管路，所述管路的输入端与兜体密闭连通，所述兜体和液压系统的管路内充满相互连通的液体，所述兜体外还设有用于将兜体夹设其间的上半罩体和下半罩体，所述上半罩体通过竖直设置在兜体下部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件与支架相连，所述下半罩体通过竖直设置在兜体上部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件与支架相连，所述液压系统的输出端用于与后端机构相连。该温感驱动机构由双向形状记忆合金件驱动、且双向形状记忆合金件可按需设置在离后端机械机构一段距离处、能正确感知环境温度。

Description

一种温感驱动机构

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，具体涉及一种温感驱动机构。

背景技术

目前出现了一种基于双向形状记忆合金的温感驱动机构，它通过感知温度的变化而使双向形状记忆合金发生变形，这种变形产生行程的改变，继而可以驱动后端机构的运动，例如与门/窗连接后，可以驱动门/窗的打开和关闭。基于双向形状记忆合金的温感驱动机构，无需电力驱动，节能省电、可靠性好，成本低，尤其适用于野外取电不方便以及高温高湿的场合，例如温室大棚。

但是现有的温感驱动机构仍然存在以下技术问题：双向形状记忆合金件既作为传感器，也作为执行器，都是直接与后端机构相连的，是一种固体-固体的连接方式，后端机构设置在哪里，双向形状记忆合金件就设置在哪里，这样在应用到某一密闭空间的门/窗的打开和关闭这种场合时，例如温室大棚的天窗的打开和关闭时，由于天窗打开后，外部进入的凉风首先会使靠近天窗的局部区域的温度下降，这样双向形状记忆合金件就会感知到温度下降，又会发生变形使天窗关闭，但实际上大棚内的整体温度根本还没下降，导致双向形状记忆合金件根本无法正确感知环境温度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种由双向形状记忆合金件驱动、且双向形状记忆合金件可按需设置在离后端机械机构一段距离处、能正确感知环境温度的温感驱动机构。

本发明的技术解决方案是：一种温感驱动机构，其特征在于：包括一支架、设置在支架上的一兜体和一液压系统，所述液压系统包括管路，所述管路的输入端与兜体密闭连通，所述兜体和液压系统的管路内充满相互连通的液体，所述兜体外还设有用于将兜体夹设其间的上半罩体和下半罩体，所述兜体为弹性材料制成，所述上半罩体和下半罩体为柔性且抗拉材料制成，所述上半罩体通过竖直设置在兜体下部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件与支架相连，用于在下部的双向形状记忆合金件随温度升高达到相变温度而变短时使上半罩体向下挤压兜体，所述下半罩体通过竖直设置在兜体上部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件与支架相连，用于在上部的双向形状记忆合金件随温度升高达到相变温度而变短时使下半罩体向上挤压兜体，所述液压系统的输出端用于与后端机构相连，以使作用在兜体上的挤压力通过液压系统传送到后端机构。

采用上述结构后，本发明具有以下优点：

本发明温感驱动机构摒弃了传统双向形状记忆合金件与后端机构直接相连的固体-固体的连接结构，而是将双向形状记忆合金件通过装有液体的中间传力部件将力传送到不受距离限制的所需的远端，这是一种固体-液体-固体的连接结构；它利用温度升高达到双向形状记忆合金件的相变温度时，上部与下部的双向形状记忆合金件都发生变形而变短，同时绞挤兜体，而兜体与液压系统的管路相连通，根据帕斯卡原理，兜体一侧受到的挤压力会传递到液压系统管路内的不可压缩的液体上的各个点，而在液压系统内形成所需的液压力，将这种液压力输出并传递到后端机构，即可驱动后端机构的运动；由于双向形状记忆合金件并不直接与后端机构相连，而是通过液压系统后才连接到后端机构，因此双向形状记忆合金件无需靠近后端机构，而是可以根据需要，通过改变液压系统的管路的长度后，设置在距离后端机构一定距离处，这样在应用到某一密闭空间的门/窗的打开和关闭的场合时，双向形状记忆合金件不会立即受到局部环境温度变化的影响而产生误动作，而是会在整体环境温度稳定后，才会感知到这种温度变化，此时感知的是一种比较稳定且真实准确的温度状态；另外，四个双向形状记忆合金件对称设置在兜体的上下左右四个方位，从对角线方向看是两个力耦的形式，可使出力效果更佳。

进一步地，所述液压系统的管路的输出端朝上，且在输出端内位于液面之上设置活塞，所述液压系统的输出端用于与后端机构相连，是指液压系统的活塞用于与后端机构相连。该液压系统结构非常简单，只需利用密闭的管路加活塞，即可将兜体的挤压力通过不可压缩的液体传递到活塞上，再由活塞驱动后端机构运动，并且在双向形状记忆合金恢复原状时，由于施加在兜体上的挤压力消失，兜体在自身弹力的作用下恢复原始形状，兜体内部空间重新变大，瞬间会形成负压而抽吸液压系统管路中的液体，再加上液压系统的管路的输出端朝上，也会使活塞下液缸中液面高于兜体内液面最高处的液体，因为自身重力以及上面活塞的压力而快速回流到兜体内，从而使得两端的液面重新位于同一水平面，因此不管是兜体被挤压还是兜体恢复原状，液压力的传送都是非常快速可靠的。

进一步地，所述兜体由橡胶材料制成。橡胶密封性、弹性均较好，且易于加工。

进一步地，所述上半罩体和下半罩体均为网体。网体节约材料，且能可靠罩在兜体外并对兜体产生挤压力。

进一步地，所述液压系统的管路的输入端的口径小于输出端的口径。该设置可使输出到输出端的活塞处的液压力放大，从而不必使用截面积很大的双向形状记忆合金件，就能产生足够的驱动力去驱动后端机构，节约材料，降低成本。

附图说明：

图1为本发明温感驱动机构的结构示意图；

图2为本发明温感驱动机构应用到温室大棚时的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为图3中B处天窗关闭时的局部放大示意图；

图5为图3中B处天窗打开时的局部放大示意图；

图中：1-支架，2-兜体，3-液压系统，4-管路，6-活塞，7-上半罩体，8-下半罩体，9-双向形状记忆合金件，10-传动机构，11-天窗，14-固定部，15-滑动部，16-杆部，17-头部，18-滑槽，19-支撑杆，20-滑块，21-转轴，22-下限位装置，23-上限位装置，24-可伸缩杆，25-架体，26-套筒。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例：

如图1所示，一种温感驱动机构，包括一支架1、设置在支架1上的一兜体2和一液压系统3，所述液压系统3包括管路4，所述管路4的输入端与兜体2密闭连通，本实施例中，液压系统3的管路4为U形管，当然管路4还可以是其他形状，只要兜体2与管路4形成连通器构成密闭的液压系统3即可，所述兜体2和液压系统3的管路4内充满相互连通的液体，充满的液体可为水，所述兜体2外还设有用于将兜体2夹设其间的上半罩体7和下半罩体8，所述兜体2为弹性材料制成，所述上半罩体7和下半罩体8为柔性且抗拉材料制成，所述上半罩体7通过竖直设置在兜体2下部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件9与支架1相连，用于在下部的双向形状记忆合金件9随温度升高达到相变温度而变短时使上半罩体7向下挤压兜体2，所述下半罩体8通过竖直设置在兜体2上部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件9与支架1相连，用于在上部的双向形状记忆合金件9随温度升高达到相变温度而变短时使下半罩体8向上挤压兜体2，所述液压系统3的输出端用于与后端机构相连，以使作用在兜体2上的挤压力通过液压系统3传送到后端机构；上部的双向形状记忆合金件9和下部的双向形状记忆合金件9最好都设置偶数个，例如2个、4个等，设置2个时，兜体2的左侧一个，右侧一个，设置4个时，兜体2的左侧2个，右侧也是2个。

本发明温感驱动机构摒弃了传统双向形状记忆合金件9与后端机构直接相连的固体-固体的连接结构，而是将双向形状记忆合金件9通过装有液体的中间传力部件将力传送到不受距离限制的所需的远端，这是一种固体-液体-固体的连接结构；它利用温度升高达到双向形状记忆合金件9的相变温度时，上部与下部的双向形状记忆合金件9都发生变形而变短，同时绞挤兜体2，而兜体2与液压系统3的管路4相连通，根据帕斯卡原理，兜体2一侧受到的挤压力会传递到液压系统3管路4内的不可压缩的液体上的各个点，而在液压系统3内形成所需的液压力，将这种液压力输出并传递到后端机构，即可驱动后端机构的运动；由于双向形状记忆合金件9并不直接与后端机构相连，而是通过液压系统3后才连接到后端机构，因此双向形状记忆合金件9无需靠近后端机构，而是可以根据需要，通过改变液压系统3的管路的长度后，设置在距离后端机构一定距离处，这样在应用到某一密闭空间的门/窗的打开和关闭的场合时，双向形状记忆合金件9不会立即受到局部环境温度变化的影响而产生误动作，而是会在整体环境温度稳定后，才会感知到这种温度变化，此时感知的是一种比较稳定且真实准确的温度状态；另外，四个双向形状记忆合金件9对称设置在兜体2的上下左右四个方位，从对角线方向看是两个力耦的形式，可使出力效果更佳。

进一步地，所述液压系统3的管路4的输出端朝上，且在输出端内位于液面之上设置活塞6，所述液压系统3的输出端用于与后端机构相连，是指液压系统3的活塞6用于与后端机构相连。该液压系统3结构非常简单，只需利用密闭的管路4加活塞6，即可将兜体2的挤压力通过不可压缩的液体传递到活塞6上，再由活塞6驱动后端机构运动，并且在双向形状记忆合金恢复原状时，由于施加在兜体2上的挤压力消失，兜体2在自身弹力的作用下恢复原始形状，兜体2内部空间重新变大，瞬间会形成负压而抽吸液压系统3管路4中的液体，再加上液压系统3的管路4的输出端朝上，也会使活塞6下液缸中液面高于兜体2内液面最高处的液体，因为自身重力以及上面活塞6的压力而快速回流到兜体2内，从而使得两端的液面重新位于同一水平面，因此不管是兜体2被挤压还是兜体2恢复原状，液压力的传送都是非常快速可靠的。

进一步地，所述兜体2由橡胶材料制成。橡胶密封性、弹性均较好，且易于加工。

进一步地，所述上半罩体7和下半罩体8均为网体。网体节约材料，且能可靠罩在兜体2外并对兜体2产生挤压力。

进一步地，所述液压系统3的管路4的输入端的口径小于输出端的口径。该设置可使输出到输出端的活塞6处的液压力放大，从而不必使用截面积很大的双向形状记忆合金件9，就能产生足够的驱动力去驱动后端机构，节约材料，降低成本。

本方案的温感驱动机构，可用于温室大棚、仓库、养殖场等众多场所，下面针对应用于温室大棚的情况做详细解释。如图2-图5，示意了本发明温感驱动机构应用于温室大棚的天窗的打开和关闭，以实现温室大棚的智能通风。具体实现方式：将温感驱动机构的活塞6通过一传动机构10与天窗11相连，用于在兜体2被上下挤压时由活塞6将推力传递到传动机构10以驱动天窗11打开；初始状态时，双向形状记忆合金件9不变形，天窗11恰好处于闭合状态，棚内温度升高时，双向形状记忆合金件9缩短，兜体2同时被上半罩体7和下半罩体8挤压，活塞6向上运动并通过传动机构10驱动天窗11打开。

进一步地，所述传动机构10为杠杆机构。杠杆机构结构简单，动力传递可靠，可根据实际需要改变力的大小和方向。

进一步地，所述杠杆机构包括可伸缩杆24和支撑杆19，所述可伸缩杆24包括固定部14和滑动部15，所述固定部14的一端与棚体固定，所述滑动部15的一端与活塞6固定，所述滑动部15的另一端与固定部14的另一端滑动套合，所述支撑杆19的一端与滑动部15相铰接，另一端与天窗11的一侧相铰接，所述支撑杆19与滑动部15之间还设有用于在滑动部15上下升降时使支撑杆19撑起天窗11和落下天窗11的导向结构。该杠杆机构结构简单、工作可靠。

进一步地，所述导向结构包括一架体25，所述支撑杆19的中部设有一滑块20，所述架体25的一侧与支撑杆19的滑块20上下滑动配合，另一侧与滑动部15左右滑动配合。该导向结构结构简单，工作可靠，不仅具有导向作用，而且还能加强支撑杆19与滑动部15的连接，使整体结构更稳固，对天窗11的支撑作用更好。

进一步地，所述架体25为T型，T型架体包括头部17和杆部16，所述T型架体的头部17设有与支撑杆19的滑块20上下滑动配合的滑槽18，所述可伸缩杆24的滑动部15设有与T型架体的杆部16左右滑动配合的套筒26。该架体结构简单轻巧，占用空间小，且方便与可伸缩杆24和支撑杆19配合使用。

进一步地，所述天窗11的中轴线处设置转轴21，转轴21的两端可由轴承支撑。该设置可使力作用在天窗11的一侧时，容易推开天窗11，而且打开时，天窗11的一半向上打开，另一半向下打开，通风效果更好。

进一步地，所述棚体靠近天窗11的两侧分别设有上限位装置23和下限位装置22，用于在天窗11闭合时使上限位装置23与天窗11相应侧的上表面相抵且下限位装置22与天窗11另一侧的下表面相抵。该设置可使天窗11落下时可靠闭合。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种温感驱动机构，其特征在于：包括一支架(1)、设置在支架(1)上的一兜体(2)和一液压系统(3)，所述液压系统(3)包括管路(4)，所述管路(4)的输入端与兜体(2)密闭连通，所述兜体(2)和液压系统(3)的管路(4)内充满相互连通的液体，所述兜体(2)外还设有用于将兜体(2)夹设其间的上半罩体(7)和下半罩体(8)，所述兜体(2)为弹性材料制成，所述上半罩体(7)和下半罩体(8)为柔性且抗拉材料制成，所述上半罩体(7)通过竖直设置在兜体(2)下部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件(9)与支架(1)相连，用于在下部的双向形状记忆合金件(9)随温度升高达到相变温度而变短时使上半罩体(7)向下挤压兜体(2)，所述下半罩体(8)通过竖直设置在兜体(2)上部左右两侧的两个及以上的双向形状记忆合金件(9)与支架(1)相连，用于在上部的双向形状记忆合金件(9)随温度升高达到相变温度而变短时使下半罩体(8)向上挤压兜体(2)，所述液压系统(3)的输出端用于与后端机构相连，以使作用在兜体(2)上的挤压力通过液压系统(3)传送到后端机构。

2.根据权利要求1所述的一种温感驱动机构，其特征在于：所述液压系统(3)的管路(4)的输出端朝上，且在输出端内位于液面之上设置活塞(6)，所述液压系统(3)的输出端用于与后端机构相连，是指液压系统(3)的活塞(6)用于与后端机构相连。

3.根据权利要求1所述的一种温感驱动机构，其特征在于：所述兜体(2)由橡胶材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种温感驱动机构，其特征在于：所述上半罩体(7)和下半罩体(8)均为网体。

5.根据权利要求2所述的一种温感驱动机构，其特征在于：所述液压系统(3)的管路(4)的输入端的口径小于输出端的口径。

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