CN113730837B - 一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置及方法，装置包括承载系统和温度控制系统；承载系统上设有套筒，在套筒中设有合金扩张元件和加热元件，合金扩张元件中设有金属管、形状记忆合金弹簧和沿套筒两侧设置的辅助夹头；温度控制系统连接加热元件，经加热循环训练预变形的形状记忆合金弹簧受热升温至临界值，形状记忆合金弹簧发生马氏体相变推动两侧辅助夹头向外移动，从而进行扩张与支撑。温度控制系统调控套筒处温度，扩张元件内形状记忆合金将受热发生马氏体相变并回复至其原始形状，产生巨大变形和回复力，将夹头传递至外界，用于扩张与支撑。该装置可实现多场景下的多功能救援扩撑，且适用于更狭小的环境，功能强大。

Description

一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置及方法

技术领域

本发明涉及一种救援用扩撑装置，具体涉及一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置。

背景技术

目前，消防救援中最为常用的扩撑工具为液压式扩张钳，此类工具结构复杂，价格高昂，功能单一，体积较大，重量高达几十公斤，难于携带，并且此类工具需选配机动液压泵或手动液压泵后才可使用。而在现实生活中，经常发生头部或身体其他部位卡在栏杆空隙中造成的人员伤害事故，在发生此类事故后，由于缺少专业的救援工具，通常只能使用常规的液压千斤顶对栏杆进行扩张，但是液压千斤顶与栏杆之间固定困难，操作不便，极大拖延了救援时间，增加了受困者的痛苦。除此之外，诸如管道等一些狭小区域，大型液压钳难以进入，此时通常会使用切割机等其他破拆工具，然而切割机短时切割产生的大量热量将极大增大救援难度，并对被救援人员造成二次伤害。除此之外，当人体的某些身体部位被卡到狭缝，如戒指等卡在手指上难以取下或手指被卡入门缝，除了切割之外少有其他救援方法，然而切割救援操作难度高，风险大，耗时长，不可避免地对救援过程产生负面影响，浪费宝贵的救援时间。传统的液压钳，电切割破拆等消防救援工具，会对周围环境造成大幅破坏。破拆过程产生的飞屑存在极大的安全隐患，液压钳破拆扩张过程变形力变形量极大，难以调控，使得救援人员与被施救人员面临诸多潜在危险。

综合而言，现有的救援扩撑工具功能较为单一，难以满足高效快速救援需求，与此同时，某些特定场景下的救援技术尚不成熟，亟需进行创新与改进。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，通过温度控制系统向一个或多个扩张元件提供热量，从而导致一个或多个形状记忆合金在达到特定温度后发生扩张；配有多种不同造型的多功能辅助夹头，可适用于多种场景下的救援工作，适用于更狭小的环境中工作，功能强大；在合金扩合金承载区壳体包有绝热层，对施救人员及被救援人予以保护。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明一方面，提供了一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，包括：承载系统和温度控制系统；

承载系统上设有至少一个套筒，在套筒中设有合金扩张元件和加热元件，合金扩张元件中设有形状记忆合金弹簧和沿套筒两侧设置的辅助夹头；

温度控制系统连接加热元件，经加热循环训练预变形的形状记忆合金弹簧受热升温至临界值，形状记忆合金弹簧发生马氏体相变推动两侧辅助夹头向外移动，从而进行扩张与支撑。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，合金扩张元件和加热元件分别位于承载系统套筒的上部和下部，加热元件包括金属壳体和设在其内壁的电阻线圈，金属壳体侧壁设有连接至温度控制系统的K型热电偶。

在合金承载系统套筒上包覆有绝热层。

优选的，所述合金扩张元件包括金属管、形状记忆合金弹簧和两侧辅助夹头，形状记忆合金弹簧金属管装载至金属管两端，并伸入金属管内，形状记忆合金弹簧位于辅助夹头之间。

优选的，形状记忆合金弹簧和辅助夹头由形状记忆合金制备而成，包括合金Ti_{50- x}Ni_50+x，x＝0-0.3、Ti_49.7-xNi_50.3Hf_x，x＝15-25、Ti_49.7-xNi_50.3Zr_x,x＝15-25和Ti_49.7-xNi_{50.3- y}Hf_xPd_y，x＝15-20,y＝0-5。

优选的，形状记忆合金弹簧采用经循环训练过的形状记忆合金制备而成，其训练过程为：将形状记忆合金在其马氏体状态变形至预定应力水平，再将该形状记忆合金合金卸载至零应力，经多次循环后使该形状记忆合金应变水平保持恒定，再在恒定的应变水平下对形状记忆合金材料进行热循环。

优选的，辅助夹头的制备如下：经真空感应熔炼将原料浇铸成锭后，将铸锭在900-1200℃下均匀化处理12-36小时；随后将均匀化的合金冷变形加工，获得20％-70％的热变形量，然后在400-600℃之间对合金进行20-120min不同时长时效处理，经电火花切割加工成型。

优选的，辅助夹头为楔形、锥形、圆柱形、爪型、钳形、半球形或圆台形。

优选的，楔形辅助夹头为后开口型，钳形辅助夹头为前开口型。

本发明另一方面，提供了一种利用上述装置进行形状记忆合金的救援扩撑方法，包括：

根据救援扩撑现场选择合金扩张元件与辅助夹头类型；

温度控制系统电机传递高频电流加热环绕承载系统套筒的电阻线圈；

经加热循环训练预变形的形状记忆合金弹簧受热升温达到临界值，形状记忆合金弹簧发生马氏体相变回复至其初始形状，推动两侧辅助夹头向外移动，实现扩张与支撑；

扩撑结束后，关闭温度控制系统，卸去已位移的辅助夹头，待承载管内形状记忆合金弹簧自然冷却，对形状记忆合金弹簧进行循环训练，并重新固定辅助夹头，再次使用。

其中，设定温度控制系统加热环绕承载系统套筒的电阻线圈的目标温度为80-100℃。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

本发明实际应用中，将合金扩张元件置于套筒内，待承载系统稳定固定于救援区域后，通过调控温度控制系统温控程序，使得套筒处电阻线圈热量传递至形状记忆合金弹簧，使形状记忆合金弹簧在达到一定温度后发生马氏体相变扩张变形。

本发明金属管作为外框架，保证扩张元件的整体结构稳定性的同时，它还用于保证形状记忆合金弹簧受热变形过程中的高效热传递。

本发明将形状记忆合金作为用于消防救援的扩张支撑核心元件，其应力应变水平决定了其扩张或支撑用途，根据实际救援环境，可对照选择不同水平的形状记忆合金。形状记忆合金密度较小，它的引入可大幅减轻设备整体重量，增加便携性。

该发明中所用形状记忆合金弹簧涉及等原子及富镍二元合金,三元合金和四元合金，合金均在室温或较低于室温状态下处于马氏体状态，易于加工成形用以循环训练预准备，同时，在受热升温至一定温度之后(80℃以上)，以上合金将从其循环成形状恢复至原始形状。最后需对时效处理后的形状记忆合金进行特殊循环训练，以获得更佳的应力水平及抗热疲劳性能。

在本发明中，另有辅助夹头固定于合金扩张元件中，其可用于额外的扩张或支撑距离。在每次使用过后，需重新循环训练并重置形状记忆合金弹簧，并固定辅助夹头，以备下次使用。

还包括承载系统，该系统可同时承载一个或多个合金扩张元件。承载系统外型呈球棍状，其壳体由金属制成，壳体表面包覆绝热层以减少热损并保证操作人员与被施救人员的安全。承载系统内置一个或多个套筒，用于承载合金扩张元件，套筒处环绕的电阻线圈用于加热。套筒处还固定了K型热电偶，它可将套筒处温度情况实时传递至外接的温度控制系统。

在本发明中，温度控制系统直接与承载系统相连，它可将功率信号传递至加热器，而其上的K型热电偶传感器可以监控加热器的温度环境。

本发明基于形状记忆合金的扩撑装置是一种静态装置，可提供精确控制的变形量，且救援过程中无二次伤害出现，救援安全性大幅提高。

本装置不同于液压救援工沉重复杂的液压阀门系统，易操作易携带是本装置另一特点，基于形状记忆合金的智能响应，操作过程仅需要调控温度程序来实现合金扩张元件的热激活，这使得该扩撑装置操作简单，对操作人员专业水平要求较低，而且与重型液压楔块相比，该扩撑装置体积小、重量轻，有效节约了救援时间，大幅降低了救援成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明的整体装置示意图；

图2为本发明图1中套筒A处局部放大剖视图；

图3(a)、(b)为本发明的后开口型楔形合金扩张元件(加热前)剖视图；

图4(a)、(b)为本发明的后开口型楔形合金扩张元件(加热后)剖视图；

图5(a)、(b)为本发明的锥形夹头扩张元件剖视图；

图6(a)、(b)为本发明的柱形夹头扩张元件剖视图；

图7(a)、(b)为本发明的爪形夹头扩张元件剖视图；

图8(a)、(b)为本发明的前开口型钳形合金扩张元件剖视图(加热前与加热后)；

图9为本发明潜在应用实例中形状记忆合金形状记忆效应测试曲线；

图中：1、温度控制系统；2、承载系统；3、合金扩张元件；4、套筒；5、温度按钮；6、选择器按钮；7、加热按钮；8、辅助夹头；9、形状记忆合金弹簧；10、金属管；11、电阻线圈；12、热电偶；13、金属壳体。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明实施例提供的基于形状记忆合金的救援扩撑装置，包括温度控制系统1和承载系统2，温度控制系统1连接承载系统2，承载系统2壳体呈柱状，在球承载系统2的柱状套筒中设有合金扩张元件3和加热元件，加热元件位于下部套筒4内，合金扩张元件3位于电阻线圈11上部套筒4中，并横跨于套筒4上。合金扩张元件3中设有形状记忆合金弹簧9和沿套筒两侧设置的辅助夹头8。

温度控制系统1包括电机、电传导系统，温度按钮5、选择器按钮6和加热按钮7，并通过导线连接电阻线圈11和热电偶12。

如图2所示，为承载系统2套筒4局部区域A放大示意图，套筒4处放置有金属壳体13，电阻线圈11设在金属壳体13内壁，金属壳体13侧壁设有连接至温度控制系统的K型热电偶12。

本发明涉及多种构型辅助夹头，包括：楔形辅助夹头(后开口型)、钳形辅助夹头(前开口型)、锥形辅助夹头、柱形辅助夹头、爪形辅助夹头、半球形或圆台形。

如图3(a)、(b)所示，为后开口型楔形合金扩张元件的元件加热前剖视图，合金扩张元件3包括金属管10、形状记忆合金弹簧9和楔形辅助夹头8，金属管10呈空心圆柱状，辅助夹头8装载至金属管10两端，并伸入金属管10内，辅助夹头8尾端呈近闭合态，辅助夹头8之间的金属管10内设形状记忆合金弹簧9。

形状记忆合金弹簧其整体均由TiNi二元，TiNiHf,TiNiZr三元以及TiNiHfZr,TiNiHfPd四元等形状记忆合金制成。形状记忆合金作为用于消防救援的扩张支撑核心元件，均在室温或较低于室温状态下处于马氏体状态，易于加工成形。在其热响应过程中被加热到转变温度以上但受限制而无法变形移动时，它便会产生高达500MPa的回复应力。在受热升温至一定温度之后(80℃以上)，以上合金将从恢复至原始形状。

本发明中形状记忆合金的循环过程如下：首先，以适当冷加工形式加工形状记忆合金至目标形状(例如，棒、板、丝)，同时确定形状记忆合金的变形模式(拉伸、压缩，扭转或多种组合变形)。随后，按照所确定的变形模式，将形状记忆合金在室温马氏体相状态变形至特定的应力水平，再将SMA材料卸载至零应力，在此基础上，重复加卸载形状记忆合金，进行应力循环训练。经多次应力循环训练后，该合金的应变水平与应力水平趋于稳定，需对形状记忆合金进行热循环训练，即将形状记忆合金固定至特定模具上，使其变形成为具有特定形状特定应变水平的材料，并在恒应变条件下进行多次高温低温循环，记录热循环过程中的应力与温度水平。整体循环训练结束后，形状记忆合金处于室温马氏体状态。此训练过程不仅适用于形状记忆合金弹簧初次定型，也适用于该扩撑装置使用过后的二次及多次合金弹簧重置，同时，该训练方法可广泛应用于TiNi二元，TiNiHf,TiNiZr三元以及TiNiHfZr,TiNiHfPd四元等其他形状记忆合金。

本发明的其他几种类型的合金扩张元件如下：

如图3(a)、(b)所示，为本发明的楔形扩张元件(后开口型)加热前的剖视图，辅助夹头8尾端呈近闭合态。

如图4(a)、(b)所示，为本发明的楔形扩张元件(后开口型)加热后的剖视图，辅助夹头8尾端呈张开态。

如图5(a)、(b)所示，为本发明的锥形扩张元件剖视图，辅助夹头8的外端为圆锥状。

如图6(a)、(b)所示，为本发明的柱形扩张元件剖视图，辅助夹头8的外端为圆柱状。

如图7(a)、(b)所示，为本发明的爪形扩张元件剖视图，辅助夹头8的外端分别为四爪和三爪形。

如图8(a)、(b)所示，为本发明的钳形扩张元件(前开口型)剖视图(加热前与加热后)，辅助夹头8的外端为钳状。

辅助夹头由由TiNi二元，TiNiHf,TiNiZr三元以及TiNiHfZr,TiNiHfPd四元等形状记忆合金制成。

辅助夹头合金的制备工艺如下：在本技术方案中，经真空感应熔炼将原料浇铸成锭后，将铸锭在900-1200℃下均匀化处理12-36小时。随后将均匀化的合金热变形加工(棒、板等)，获得20％-70％的热变形量，然后在400-600℃之间对合金进行20-120min不同时长时效处理，经电火花切割加工为楔形、锥形、圆柱形、爪型、半球形和圆台形。不同类型的辅助夹头均可装载至预留夹头装载区，楔形夹头分为前开口型与后开口型扩两类，其整体均由形状记忆合金制成。前开口型扩张元件其前端呈楔形开口状，尾端呈长方体状，便于其与套筒或其它加热器的直接装载。加热前，需在外力作用下将前端开头压至近闭合态，在夹头受热后，开口将自发大幅撑开，以满足狭小区域的扩撑需求，该类夹头可突破传统液压钳的扩撑局限。后开口型楔形夹头前端呈圆台状，尾部存在楔形缺口，在受热前，其尾端缺口被压至呈近闭合态，而当尾端缺口受热后，缺口将自动撑开并与扩张元件金属壁紧密接触，起到固定作用，并从而实现整体的稳定支撑。锥形夹头尖端可用于快速固定卡位，其接触面积最小，故它可运用于窄小区域的扩张与支撑、破拆。半球形夹头端面相较而言接触面积较大，更便于固定，也可应用于某些要求稳定支撑的场景。爪形夹头其尖端可用于固定卡位，爪形加热前需在外力作用下使其变得扁平，而当其受到合金弹簧外力与变形作用后，外爪将沿轴向发生位移并于径向发生一定程度的扩展，同时源于套筒及形状记忆合金弹簧热量传递，爪形夹头将恢复压扁前形状，扩张变大，其可应用于特定需求下特定方向的扩撑。圆柱形与圆台形夹头则适用于某些特殊形状接触面，它可实现与接触面的最佳契合，保证回复力充分传递的同时提高了整体救援环境的结构稳定性、安全性。如若遇到特殊服役情况，也可以加工末端夹头形状以匹配服役环境。而当救援环境所需变形量大于合金扩张元件扩张极限时，辅助夹头还具有助推功能，它主要应用于需大幅扩展的一些救援情景中。在形状记忆合金弹簧被激活之后，如若通过训练方法得到的形状记忆合金施加的应变(或位移)不足以完全扩撑，则也可以借助辅助夹头运动获得额外的位移补偿，满足更高的扩撑需求。

如图9所示，为本发明循环训练后形状记忆合金的形状记忆效应性能测试图，测试应力为500MPa，最大可回复应变为5.9％。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1：

下面详述本发明形状记忆合金救援扩撑装置操作步骤。

参见图1，图3(a)、(b)，图4(a)、(b)。

如图1所示，为本发明未开启前整体装置情况。到达特定需支撑作用救援环境，根据环境情况，选择适当的合金扩张元件3。如图3(a)、(b)所示，后开口型楔形合金扩张元件(加热前)剖视图，需支撑救援环境下选择了可用于支撑作用的后开口型楔形辅助夹头8，其由Ti_49.9Ni_50.1形状记忆合金制备，在未加热前，其楔形夹角为30°。

将形状记忆合金弹簧9固定于金属管10，将后开口型楔形辅助夹头8装载至金属管10两侧，在此实例中，选用Ti_49.9Ni_50.1形状记忆合金弹簧9，弹簧丝直径为1.8mm，弹簧内径为10mm，弹簧总长15.6mm。由金属管10、形状记忆合金弹簧9和后开口型楔形辅助夹头8共同组成合金扩张元件3。根据所选金属管10长度，将合金扩张元件3置于承载系统2套筒4内。固定无误后，将承载系统2置于救援环境之中，承载系统2进入段宽度与救援区域宽度相当位置，并将承载系统稳定固定于此处。

打开温度控制系统1，点击温度程序设定按钮5设定目标温度为80℃，旋转选择器按钮6，按下加热按钮7对电阻线圈11处加热，使得套筒4处温度升高至设定温度，套筒4处实际温度将由K型热电偶12实时传递至温度控制系统1。

如图4(a)、(b)所示，为加热后后开口型楔形合金扩张元件3示意图，此时形状记忆合金弹簧9在达设定温度80℃后，形状记忆合金弹簧9完全发生逆马氏体相变，趋向于回复其原始形状，伴随着形状恢复，形状记忆合金其将向外扩张，受限于金属管10及辅助夹头8空间限制，形状记忆合金弹簧9产生不小于500MPa的力，并提供左右双向共计不小于20mm的位移。同时后开口型楔形辅助夹头8在形状记忆合金弹簧9的温度传递与变形力作用下产生形变，其楔形开口夹角由30°扩大至45°以上，楔形区域与金属管10紧密接触，并在形状记忆合金弹簧4向外扩张作用下，发生位移或保持原位，起到支撑作用。待支撑结束后，关闭温度控制系统1，将承载系统2从救援区域挪出，卸下置于其上的合金扩张元件3。

冷却一段时候后，卸载辅助夹头8，待金属管10之中的形状记忆合金弹簧9充分冷却至室温后，取出形状记忆合金弹簧9。

完成上述步骤视为一次实例操作结束，如需多次操作，重新循环训练形状记忆合金弹簧9后，重复上述步骤即可。

实施例2：

参见图1，图8(a)、(b)，如图1所示，为本发明未开启前整体装置情况。

到达特定需扩张破拆救援环境，根据环境情况，选择适当的合金扩张元件3。如图8(a)所示，为本发明钳形扩张元件(前开口型)加热前剖视图，需扩张破拆救援环境下选择了可用于扩张破拆作用的前开口型钳形辅助夹头8，其由Ti_50.0Ni_50.0形状记忆合金制备而成，在未加热前，其钳形夹角为30°。

将形状记忆合金弹簧9固定于金属管10，将前开口型钳形辅助夹头8装载至金属管10两侧，在此实例中选用Ti_50.0Ni_50.0形状记忆合金弹簧9，弹簧丝直径为2.6mm，弹簧内径为10mm，弹簧总长21.4mm。由金属管10、形状记忆合金弹簧9和楔形辅助夹头8共同组成合金扩张元件3。根据所选金属管10长度，将合金扩张元件3置于承载系统2套筒4内。固定无误后，将承载系统2置于救援环境之中，寻找承载系统2进入段宽度与救援区域宽度相当位置，并将承载系统稳定固定于此处。

打开温度控制系统1，点击温度程序设定按钮5设定目标温度为100℃，旋转选择器按钮6，按下加热按钮7对电阻线圈11处加热，使得套筒4进行加热至100℃，套筒4处实际温度将由K型热电偶12实时传递至温度控制系统1。

形状记忆合金弹簧9在升温至100℃后，完全发生马氏体相变，趋向于恢复其原始形状，形状记忆合金弹簧9向外扩张，受限于金属管10及辅助夹头8空间限制，回复过程中，形状记忆合金弹簧9产生不小于500MPa的力，并提供左右双向共计不小于20mm的位移。在此过程中，前开口型钳形辅助夹头8在套筒4及形状记忆合金弹簧9的温度传递与变形力作用下产生形变，其钳形开口由30°扩张至45°以上，同时伴随形状记忆合金弹簧9的回复变形，发生位移，二者共同作用扩张破拆作用。待扩撑结束后，关闭温度控制系统1，将承载系统2从救援区域挪出，卸下置于其上的合金扩张元件3。

冷却一段时候后，卸载辅助夹头8，待金属管10之中的形状记忆合金弹簧9充分冷却至室温后，取出形状记忆合金弹簧9。

完成上述步骤视为一次实例操作结束，如需多次操作，重新循环训练形状记忆合金弹簧9后，重复上述步骤即可。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征做出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，包括承载系统和温度控制系统；

承载系统上设有至少一个套筒，在套筒中设有合金扩张元件和加热元件，所述合金扩张元件包括金属管、形状记忆合金弹簧和两侧辅助夹头，形状记忆合金弹簧金属管装载至金属管两端，并伸入金属管内，形状记忆合金弹簧位于辅助夹头之间；

加热元件包括金属壳体和设在其内壁的电阻线圈，金属壳体侧壁设有连接至温度控制系统的K型热电偶；

合金扩张元件中设有形状记忆合金弹簧和沿套筒两侧设置的辅助夹头；

温度控制系统连接加热元件，经加热循环训练预变形的形状记忆合金弹簧受热升温至临界值，形状记忆合金弹簧发生马氏体相变推动两侧辅助夹头向外移动，从而进行扩张与支撑。

2.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，合金扩张元件和加热元件分别位于承载系统套筒的上部和下部，在合金承载系统套筒上包覆有绝热层。

3.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，形状记忆合金弹簧和辅助夹头由形状记忆合金制备而成，包括合金Ti_50-xNi_50+x，x=0-0.3、Ti_{49.7- x}Ni_50.3Hf_x，x=15-25、Ti_49.7-xNi_50.3Zr_x, x=15-25和Ti_49.7-xNi_50.3-yHf_xPd_y，x=15-20,y=0-5。

4.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，形状记忆合金弹簧采用经循环训练过的形状记忆合金制备而成，其训练过程为：将形状记忆合金在其马氏体状态变形至预定应力水平，再将该形状记忆合金卸载至零应力，经多次循环后使该形状记忆合金应变水平保持恒定，再在恒定的应变水平下对形状记忆合金材料进行热循环。

5.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，辅助夹头的制备如下：经真空感应熔炼将原料浇铸成锭后，将铸锭在900-1200℃下均匀化处理12-36h；随后将均匀化的合金热变形加工，获得20-70%的热变形量，然后在400-600℃之间对合金进行20-120min不同时长时效处理，经电火花切割加工成型。

6.根据权利要求5所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，辅助夹头为楔形、锥形、圆柱形、爪型、钳形、半球形或圆台形。

7.根据权利要求6所述的一种基于形状记忆合金的救援扩撑装置，其特征在于，楔形辅助夹头为后开口型，钳形辅助夹头为前开口型。

8.一种权利要求1-7任一项所述装置的基于形状记忆合金的救援扩撑方法，其特征在于，包括：

根据救援扩撑现场选择合金扩张元件与辅助夹头类型；

温度控制系统电机传递高频电流加热环绕承载系统套筒的电阻线圈；

经加热循环训练预变形的形状记忆合金弹簧受热升温达到临界值，形状记忆合金弹簧发生马氏体相变，回复至其初始形状，推动两侧辅助夹头向外移动，实现扩张与支撑；

扩撑结束后，关闭温度控制系统，卸去已位移的辅助夹头，待承载管内形状记忆合金弹簧自然冷却，对形状记忆合金弹簧进行循环训练，并重新固定辅助夹头，再次使用。

9.根据权利要求8所述的基于形状记忆合金的救援扩撑方法，其特征在于，设定温度控制系统加热环绕承载系统套筒的电阻线圈的目标温度为80-100℃。

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