CN117460890A - Sma致动器组件 - Google Patents

Abstract

一种SMA致动器组件(2)包括：第一部件(4)和第二部件(6)，该第一部件和第二部件可相对于彼此移动；和SMA线(10)，该SMA线被布置成在收缩时驱动第一部件和第二部件的相对移动；以及传热材料(30)，该传热材料被布置在第一部件和第二部件之间并围绕SMA线的至少一部分，以便在SMA线与第一部件和/或第二部件之间传递热量，其中该传热材料被构造成变形以便允许第一部件和第二部件的相对移动。

Description

SMA致动器组件

领域

本申请涉及使用形状记忆合金(SMA)线来提供两个构件之间的相对移动的致动器。

背景

已知SMA致动器组件用于在手持电子设备(诸如相机(camera)和移动电话)中使用。特别地，SMA致动器组件可以用于在微型相机中实现光学图像稳定(OIS)和/或自动对焦(AF)或其他变焦功能。SMA致动器组件还可以用于提供针对触感反馈的触觉功能，以例如响应于用户选择屏幕的特定区域或按压按钮。SMA致动器通常通过使用SMA线的收缩来导致两个构件的相对运动来起作用。在触觉组件中，SMA线可以与两个相对主体的部件接触，由于SMA线收缩时长度的变化，这两个相对主体在相反的方向上受力。触感反馈可以是“点击”感觉、振动或类似的形式。

SMA线在SMA线被加热(例如通过向SMA线施加适当的电力信号)时收缩。当SMA线冷却时，可以通过施加适当的张力(例如使用其他SMA线或回弹性元件(resilientelement))，将SMA线恢复到SMA线的伸长状态(elongate state)。期望提供一种SMA致动器组件，其中增加了SMA线的冷却，而不阻碍SMA致动器组件的构件的相对运动。

概述

根据本发明的一个方面，提供了一种SMA致动器组件，包括：第一部件和第二部件，该第一部件和第二部件可相对于彼此移动；和SMA线，该SMA线被布置成在收缩时驱动该第一部件和第二部件的相对移动；以及传热材料，该传热材料被布置在第一部件和第二部件之间并围绕SMA线的至少一部分，以便在SMA线与第一部件和第二部件之间传递热量，其中传热材料被构造成变形以便允许第一部件和第二部件的相对移动。

SMA线被布置成围绕SMA线的至少一部分，例如围绕SMA线的长度的至少50％，优选地围绕SMA线的长度的至少75％或90％。传热材料可以完全包围SMA线的一部分，即SMA线的一部分可以与传热材料直接接触。传热材料被布置在第一部件与第二部件之间，使得传热材料可以与第一部件和第二部件二者直接接触。因此，传热材料在第一部件和第二部件相对移动时变形。

传热材料可以提高SMA线的冷却速率，从而导致更快的响应时间，并允许SMA线以更高的频率被致动。传热材料的变形确保第一部件和第二部件的相对移动不受阻碍。

在一些实施例中，当第一部件与第二部件相对于彼此移动时，传热材料被布置成经受剪切变形。传热材料在平行于第一部件与第二部件之间的相对移动的方向上可以具有小于100kPa，优选地小于10kPa，进一步优选地小于1kPa的剪切模量。这可以允许第一部件和第二部件相对于彼此移动，而不会由于传热材料的剪切而对移动产生过大的阻力。传热材料可以被布置成当第一部件和第二部件相对于彼此移动时不经受压缩或拉伸。这可以降低在第一部件和第二部件的相对移动中损坏传热材料的风险。

在一些实施例中，第一部件和第二部件可以沿一个或两个移动轴线相对于彼此移动。因此，第一部件和第二部件可以仅沿单个轴线相对于彼此移动，或者在一个自由度内移动。可以限制第一部件和第二部件在其他自由度上的相对移动，或者除了沿单个轴线的移动之外的移动。替代地，第一部件和第二部件可以在移动平面中相对于彼此移动(例如在移动平面中平移移动和/或旋转移动)。第一部件和第二部件在移动平面之外的相对移动，因此沿垂直于移动平面的轴线的移动或者围绕移动平面中的轴线倾斜，可以被限制。可以使用一个或更多个支承机构(bearing arrangement)(例如，滚珠支承件、挠曲支承件(flexure bearing)或平面支承件(plain bearing))来提供移动约束。在一些情况下，传热材料可以充当支承件并引导第一部件和第二部件相对于彼此移动。

在一些实施例中，在第一部件和第二部件的整个相对移动范围内，传热材料在垂直于一个或两个移动轴线的方向上的厚度大于传热材料将经受剪切失效(shear failure)所处的厚度。这减少了移动时对传热材料的损坏。在第一部件和第二部件的整个相对移动范围内，i)传热材料在垂直于一个或两个移动轴线的方向上的厚度和ii)传热材料将经受剪切失效所处的厚度的比率可以大于1.5，优选地大于2，进一步优选地大于3或大于5。传热材料的绝对厚度可以取决于传热材料本身的剪切特性。

在一些实施例中，传热材料在垂直于一个或两个移动轴线的方向上的最小厚度大于10μm，优选地大于20μm，进一步优选地大于50μm，最优选地大于150μm。这种最小厚度确保传热材料可以可靠地施加在第一部件和第二部件之间以及SMA线周围。

在一些实施例中，传热材料在垂直于一个或更多个移动轴线的方向上的最小厚度小于4mm，优选地小于2mm，进一步优选地小于1.5mm，最优选地小于1mm或小于600μm。这使得SMA致动器组件在垂直于移动轴线的方向上变得紧凑。

在一些实施例中，传热材料具有大于0.1W/K的热导率。传热材料可以包括导热颗粒(特别是金属颗粒)。传热材料包括橡胶、硅树脂、凝胶和液体中的一种或更多种。

在一些实施例中，传热材料是弹性材料，并且还被构造成将第一部件和第二部件的相对位置偏置到起始位置。因此，传热材料可以施加抵抗(oppose)SMA线收缩的偏置力。在冷却SMA线时，偏置力可以起到使SMA线伸长的作用。

在一些实施例中，传热材料被布置成使第一部件和第二部件相对于彼此悬置。因此，传热材料可以被布置成将第二部件支撑在第一部件上。因此，例如即使当SMA线松弛(即未通电)时，第二部件也可以保持在第一部件上。

在一些实施例中，传热材料被布置成引导第一部件和第二部件的相对移动。因此，传热材料可以至少有助于第一部件与第二部件之间的移动约束。传热材料可以被布置成引导在平面内的相对移动或引导沿移动轴线的相对移动。

在一些实施例中，第一部件和第二部件可以沿移动轴线相对于彼此移动；其中第一部件包括沿移动轴线在SMA线的第一侧与SMA线接触的至少一个接触部分，第二部件包括沿移动轴线在SMA线的与第一侧相对的第二侧与SMA线接触的多于一个接触部分，第一部件的至少一个接触部分和第二部件的多于一个接触部分在正交于(normal to)移动轴线的方向上交替并且相对定位，以便沿曲折路径引导SMA线，使得在SMA线收缩时，第一部件和第二部件沿移动轴线在相反的方向上被驱动。

在一些实施例中，传热材料沿垂直于移动轴线的方向被布置在第一部件和第二部件的相邻接触部分之间。在一些实施例中，SMA致动器组件包括在沿移动轴线的方向上在传热材料与第一部件和/或第二部件之间的间隙。

在一些实施例中，一段SMA线在每一端部处通过保持SMA线的相应连接元件连接到第一部件和第二部件中的任一个，可选地，其中连接元件是压接元件(crimp element)。

在一些实施例中，部件中的每一个具有多于一个接触部分。

在一些实施例中，第一部件包括第一主体；第二部件包括第二主体；第一主体的至少一个接触部分包括至少一个齿；第二主体的多于一个接触部分包括多于一个齿；第一主体的齿和第二主体的齿在正交于移动轴线的方向上交替，并在平行于移动轴线的方向上重叠；并且，该段SMA线与第一主体的齿和第二主体的齿的接触在第一主体的齿和第二主体的齿之间交替。

在一些实施例中，传热材料沿垂直于移动轴线的方向被布置在第一主体的齿和第二主体的齿之间。

在一些实施例中，SMA致动器组件被布置成提供触觉效果。

在一些实施例中，SMA致动器组件还包括相对于第一部件和第二部件中的一个固定的透镜元件和相对于第一部件和第二部件中的另一个固定的图像传感器。

在一些实施例中，第一部件和第二部件可以沿两个正交轴线相对于彼此移动，并且其中，SMA致动器组件包括总共四根SMA线，其中所述四根SMA线处于其中没有一根SMA线共线的布置中，并且其中，SMA线能够被选择性地驱动以使第一部件和第二部件沿两个正交轴线相对于彼此移动，而无需在第一部件和第二部件之间施加任何净扭矩。

在一些实施例中，SMA线中的两根SMA线连接在第一部件和第二部件之间，以各自在第一方向上(in a first sense)围绕垂直于两个正交轴线的轴线在第一部件和第二部件之间施加扭矩，并且另外两根SMA线连接在第一部件和第二部件之间，以各自在相反的第二方向上围绕垂直于两个正交轴线的轴线在第一部件和第二部件之间施加扭矩。

本发明的另外的方面由从属权利要求限定，并在下面的详细描述中阐述。

附图简述

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的某些实施例，在附图中：

图1是根据本发明的SMA致动器组件(特别是用于提供触觉反馈的SMA致动器组件)的示意图；以及

图2是根据本发明的另一SMA致动器组件(特别是用于提供OIS的SMA致动器组件)的示意图。

详细描述

SMA触觉组件

图1示出了根据本发明的SMA致动器组件2的实施例。SMA致动器组件是SMA触觉组件2。SMA触觉组件2包括可相对于彼此(特别是沿移动轴线M)移动的第一部件4和第二部件6。第一部件4和第二部件6的相对移动向用户提供触觉效果。SMA触觉组件2还包括SMA线10和传热材料30。

SMA触觉组件2可以用于诸如移动电话、可穿戴设备、相机、诸如轨迹板的计算机附件、媒体播放器、便携式数字助理(PDA)或其他移动设备的应用中。在一些实施例中，SMA触觉组件2集成到较大的设备中。在一些实施例中，第一部件4和第二部件6中的一个可以是静止部件或支撑结构，其在SMA触觉组件2的致动期间相对于设备不移动，而第一部件4和第二部件6中的另一个可以是移动或可移动部件，其在SMA触觉组件2的致动期间相对于设备移动。替代地，两个部件4、6都可以在致动期间移动。

第一部件4包括第一主体4。第二部件6包括第二主体6。图1所示的第一主体4和第二主体6是可以通过注射成型或铣削形成的实心主体。然而，以这种方式形成部件并不是必要的，并且在一些实施例中，部件可以采取其他形式，例如是中空的或由片材材料形成。在一些实施例中，第一部件4和/或第二部件6由片材材料(如片材金属)整体形成。第一部件4和/或第二部件6可以通过使平的片材材料变形来形成。

SMA触觉组件2的SMA线10被布置成在收缩时驱动第一部件4和第二部件6的相对移动。在所示实施例中，SMA线10的每一端部连接到第一部件4或第二部件6。在一些实施例中，SMA线10的端部连接到第一部件和第二部件中的不同部件。优选地，一段SMA线10在每一端部处连接到同一部件，即SMA线10的两个端部连接到第一部件4，或者SMA线10的两个端部连接到第二部件6。将两个端部连接到同一部件减小了在SMA触觉组件的致动期间在第一部件4和第二部件6之间在垂直于移动轴线M的方向上的力。在一些实施例中，SMA线10在每一端部处连接到第一部件4。在第一主体4是静止主体的实施例中，这可能是优选的。

在一些实施例中，SMA线10在每一端部处通过保持SMA线10的相应连接元件(未示出)连接到第一主体4和第二主体6中的任一个。连接元件可以提供到SMA线10的机械连接和电连接。任何合适的装置或线附接设备都可以用作连接元件以保持SMA线10。在一些实施例中，连接元件中的一个或两个是压接部分。压接部分可以固定到第一主体4或第二主体6。压接部分可以与第一主体4或第二主体6一体形成，特别是当第一主体4或第二主体6由片材材料或具体地由片材金属形成时。压接部分压接SMA线10的端部。这可以通过在两个可变形材料件之间压缩线10的端部来实现。使用金属压接部分可能是期望的，特别是在压接被用于电连接到SMA线10以及将SMA线10固定到第一主体4或第二主体6的情况下。

第一部件4包括沿移动轴线M在SMA线10的第一侧与SMA线10接触的至少一个接触部分8。第二部件6包括沿移动轴线M在一段SMA线10的与第一侧相对的第二侧与该段SMA线10接触的至少一个接触部分8。在图1的实施例中，第一部件4具有两个接触部分8，并且第二部件具有两个接触部分8，但是更一般地说，第一部件4和第二部件6可以被修改为具有任意数量的接触部分8。

在一些实施例中，第一部件4包括多于一个接触部分8。在一些实施例中，第二部件包括多于一个接触部分8。在第一部件4和第二部件6中的一个或两个上提供多于一个接触部分8增加了由一段SMA线10在第一部件4和第二部件6之间施加的总力，同时使一段SMA线10沿移动轴线M的范围最小化。在第一部件4和第二部件6中的一个包括多于一个接触部分8的实施例中，第一部件4和第二部件6中的所述一个还包括将接触部分8连接在一起的至少一个连接部分5。在第一部件4和第二部件6两者包括多于一个接触部分8的情况下，第一部件4和第二部件6两者还包括至少一个连接部分5。

在第一部件4和第二部件6中的至少一者包括至少一个连接部分5的情况下，连接部分5可以以不同的构造设置。在一些实施例中，至少一个连接部分5在由此连接的部分之间在正交于移动轴线M的方向上沿SMA线10的横向侧(lateral side)延伸。在其他实施例中，至少一个连接部分5沿移动轴线M相对于SMA线10定位，如图1所示。在一些实施例中，连接部分5是平面的。

第一部件4和第二部件6的接触部分8在正交于移动轴线M的方向上交替。这意味着对于第一部件4和第二部件6中的任一个上的任何接触部分8，最近的相邻接触部分8将是第一部件4和第二部件6中的另一个部件的接触部分8。在一些实施例中，接触部分8在平行于移动轴线M的方向上重叠。接触部分8的重叠意味着下部部件上的接触部分8的最上部在上部部件的相邻接触部分8的最下部之上(其中，为此目的，“向上(up)”被定义为在一段SMA线10收缩时，在第二部件6相对于第一部件4的移动方向上，沿移动轴线M在正z方向上)。然而，这不是必要的，并且在其他实施例中，第一部件4和第二部件6的接触部分8可以在平行于移动轴线M的方向上不重叠。

接触部分8的形状可以是任何合适的形状，以提供与SMA线10的接触。在图中所示的实施例中，接触部分8的最上部具有弯曲的或波浪状的形状。然而，也可以使用其他形状。例如，接触部分8的最上部可以是尖的，或者接触部分8的最上部可以是平的。此外，齿8的最下部可以是三角形，或者可以是矩形(如图所示)或任何其他形状。

在所示实施例中，接触部分8包括齿8。第一部件4和第二部件6的齿8在正交于移动轴线M的方向上交替，并且在平行于移动轴线M的方向上重叠。齿8从第一部件4和第二部件6中的每个的相应连接部分5突出。连接部分5连接每个部件4、6的相应齿8。例如，第一主体4具有至少一个齿8，并且第二主体6具有多于一个齿8。在图中所示的实施例中，第一主体4的齿8和第二主体6的齿8基本上是实心的，并与相应主体整体成型。然而，一般来说，这不是必要的，并且部件的接触部分可以采取其他形式，例如是中空的、与主体分开形成、或由诸如片材金属的其他材料形成。

第一主体4的齿8沿移动轴线M在SMA线10的第一侧从下面与SMA线10接触，并且第二主体6的齿8沿移动轴线M在SMA线10的与第一侧相对的第二侧从上面与SMA线10接触。SMA线10在第一主体4和第二主体6之间延伸，并通过齿8(与齿8接触)沿第一主体4和第二主体6之间的曲折路径被引导。曲折路径是在SMA线10的端部连接至第一主体或第二主体的点之间不是直线的任何路径。因此，SMA线10所遵循的曲折路径将具有大于连接元件之间的最短距离的线长度(即，遵循该段SMA线10的路径的长度)。可以使用曲折路径的长度与连接元件之间的最短距离的比率来测量曲折路径的曲折度。

因此，一段SMA线10的接触在第一主体4的齿8和第二主体6的齿8之间交替。在一些实施例中，SMA线10从第一主体4到第二主体6交叉(并再次返回)两次或更多次。在一些实施例中，例如图1所示的实施例中，一段SMA线10以上述交替方式与第一主体4的所有齿8和第二主体6的所有齿8接触。

第一主体4的齿8和第二主体6的齿8相对定位，并且一段SMA线10与第一主体4的齿8和第二主体6的齿8的交替接触使得第一主体4和第二主体6在一段SMA线10收缩时沿移动轴线M被驱动分离。一段SMA线10被布置成使得当一段SMA线10收缩时，第一主体和第二主体远离彼此移动。

虽然在图1中没有示出，但是SMA致动器组件2可以包括悬置系统(suspensionsystem)，该悬置系统将两个部件4、6相对于彼此保持并允许该两个部件4、6沿移动轴线M移动。悬置系统可以允许两个主体4、6沿移动轴线M相对于彼此移动，同时限制或防止两个主体4、6在垂直于移动轴线M的平面中的相对移动。悬置系统(或一些其他布置)也可以限制或防止两个主体4、6例如由于用户施加到SMA致动器组件2上的偏心力而相对旋转。

此外，尽管未示出，但两个部件4、6可以设置有限制两个部件4、6朝向和/或远离彼此的相对移动的终点挡块(end-stops)。例如，终点挡块可以限定第一部件和第二部件的相对移动范围。终点挡块可以包括第一部件上的表面和第二部件上的相应表面，它们在第一部件4和第二部件6的相对移动范围的限度(limit)处接触。终点挡块可以部分地由两个部件中的同一部件(例如，第一部件4)上的突起提供。替代地，终点挡块可以部分地设置在两个部件中的不同部件上的突起上(例如在SMA致动器组件2的不同端部)，或者端部挡块可以设置在两个部件上(例如在SMA致动器组件2的两个端部处)。终点挡块可以限定第一部件4和第二部件6的最小和/或最大间隔(沿移动轴线M)。在一些实施例中，最小间隔将是当SMA致动器组件2未被致动时(即当SMA线10未收缩时)，处于休止位置的间隔。

可选地，SMA致动器组件2包括偏置装置(例如，回弹性元件(诸如弹簧))，以提供沿移动轴线M将两个部件4、6推到一起的力(“返回力”)，使得当对一段SMA线10的动力减小或停止时，该段SMA线10随着该段SMA线10冷却而扩展，并且两个主体4、6往回移动(例如朝向静止位置移动)。在其他实施例中，SMA致动器组件2不包括这样的布置，在这种情况下，返回力可以由用户(例如，通过手指按压)提供在SMA致动器组件2所耦合到的电子设备的区域上。

OIS SMA致动器组件

图2示意性地描绘了根据本发明的SMA致动器组件2的另一实施例。SMA致动器组件2包括第一部件4和第二部件6。SMA致动器组件2还包括SMA线10和传热材料30。

在图2的SMA致动器组件2中，第二部件6可以相对于第一部件4沿两个正交轴线(即x轴和y轴)移动。因此，第二部件6相对于第一部件4在移动平面M中是可移动的。

SMA致动器组件2包括一根或更多根SMA线10。SMA线10可以使用连接元件(例如压接元件)在第一部件4和第二部件6之间拉紧地连接。压接连接件可以压接SMA线以机械地保持SMA线，以及提供到SMA线10的电连接。然而，可以可替代地使用任何其他合适的连接件。SMA线10能够在选择性收缩时驱动第一部件4和第二部件6的相对移动。

SMA致动器组件2可以是SMAOIS组件2。因此，SMA致动器组件2可以包括相对于第一部件4和第二部件6中的一个固定的图像传感器，以及固定到第一部件4和第二部件6中的另一个的透镜元件。第一部件4和第二部件6以及透镜元件和图像传感器可以被可控地移动，以便例如通过抵消其中结合了SMA致动器组件2的设备所经历的加速度(例如，由于用户的手抖)来实现OIS。透镜元件或图像传感器可以在正交于(orthogonal to)透镜元件的光轴的平面中相对于彼此移动。SMA致动器组件2可以结合到相机装置中。因此，公开了一种包括SMA致动器组件2的相机装置。相机装置可以被结合在诸如移动电话或平板电脑的便携式电子设备中。

第二部件6可以仅由SMA线30支撑在第一部件4上(因此悬置在第一部件4上)。然而，优选地，SMA致动器组件2包括将第二部件6支撑在第一部件4上的支承机构。支承机构可以具有允许第二部件6相对于第一部件4在x-y平面内移动的任何合适的形式。为此目的，支承机构可以例如包括滚动支承件、挠曲支承件或平面支承件。支承机构可以限制或阻止第二部件6相对于第一部件4在z方向上的移动。支承机构可以将x-y平面内的移动限制在特定的移动范围内。

SMA线可以被布置成在选择性收缩时，使第二部件6相对于第一部件4沿两个正交轴线(例如，x轴和y轴)移动。特别地，SMA致动器组件可以对应于WO 2013/175197 A1中的SMA致动装置，WO 2013/175197 A1通过引用并入本文。SMA致动器组件也可以对应于WO2017/072525 A1的SMA致动装置，WO 2017/072525 A1通过引用并入本文。

因此，SMA致动器组件可以包括总共四根SMA线10，该四根SMA线处于其中没有一根SMA线共线的布置中，并且其中，SMA线10能够被选择性地驱动以使第一部件和第二部件相对于彼此沿两个正交轴线移动，而无需在第一部件与第二部件之间施加任何净扭矩。

特别地，SMA线中的两根SMA线可以连接在第一部件4和第二部件6之间，以各自在第一方向上围绕垂直于两个正交轴线的轴线(即光轴)在第一部件4和第二部件6之间施加扭矩，并且另外两根SMA线连接在第一部件和第二部件之间，以各自在相反的第二方向上围绕垂直于两个正交轴线的轴线在第一部件和第二部件之间施加扭矩。

此外，尽管未示出，但两个部件4、6可以设置有限制两个部件4、6在移动平面M中的相对移动的终点挡块。例如，终点挡块可以限定第一部件和第二部件的相对移动范围。终点挡块可以包括第一部件上的表面和第二部件上的相应表面，第一部件上的表面和第二部件上的相应表面在第一部件4和第二部件6的相对移动范围的限度处接触。终点挡块可以在移动平面M中限定移动包络(movement envelope)，第一部件4和第二部件6可以在该移动包络内相对于彼此移动。

可选地，SMA致动器组件2包括偏置装置(例如，回弹性元件(如弹簧))，以提供力(“返回力”)，该力促使两个部件4、6移动到相对静止位置或中心位置(例如当一段SMA线10的功率减小或停止时)。

其他SMA致动器组件

图1和图2的实施例只是使用SMA相对于支撑结构移动可移动部件的致动器组件的两个示例。本发明的实施例包括其中SMA线被布置成使两个部件相对于彼此移动的任何致动器组件。

SMA致动器组件2可以仅允许第一部件4和第二部件6沿单个轴线相对移动。单个轴线可以是SMA致动器组件2的透镜元件的光轴。在这样的SMA致动器组件2中，可以实现AF。

例如，在一些实施例中，SMA致动器组件对应于WO 2007/113478 A1中的SMA致动装置，WO 2007/113478 A1通过引用并入本文。因此，SMA致动器组件可以包括：支撑结构；相机透镜元件，该相机透镜元件由悬置系统支撑在支撑结构上，该悬置系统引导相机透镜元件相对于支撑结构沿相机透镜元件的光轴移动；以及至少一对SMA线段，该至少一对SMA线段在相机透镜元件和支撑结构之间保持处于张紧，该一对中的SMA线段在公共点处联接到相机透镜元件和支撑结构中的一者，并以从光轴径向观察时相对于光轴的成相反的正负锐角从该公共点处延伸，该一对中的SMA线段以沿光轴观察时相对于彼此小于180度的角度延伸。

在一些其他实施例中，SMA致动器组件对应于WO 2019/243849 A1中的SMA致动装置，WO 2019/243849 A1通过引用并入本文。因此，SMA致动器组件可以包括：支撑结构；可移动元件；螺旋支承机构，该螺旋支承机构将可移动元件支撑在支撑结构上，并被布置成引导可移动元件相对于支撑结构围绕螺旋轴线的螺旋运动；以及至少一根形状记忆合金致动器线，该至少一根形状记忆合金致动器线在正交于螺旋轴线的平面内或与该平面成锐角地连接在支撑结构和可移动元件之间，并且布置成在收缩时驱动可移动元件围绕螺旋轴线旋转，螺旋支承机构将该旋转转换成所述螺旋运动。

SMA致动器组件2可以允许第一部件4和第二部件6沿三个正交轴线的相对移动，或者第一部件4和第二部件6围绕三个正交轴线的相对旋转。在这样的SMA致动器组件2中，OIS和AF二者都可以使用单个SMA致动器组件2来实现。

例如，在一些实施例中，SMA致动器组件对应于WO 2011/104518 A1中的SMA致动装置，WO 2011/104518 A1通过引用并入本文。因此，SMA致动器组件可以包括：支撑结构；可移动元件，该可移动元件以允许可移动元件相对于支撑结构移动的方式支撑在支撑结构上；以及八根SMA致动器线，该八根SMA致动器线相对于假设主轴线倾斜，其中在围绕主轴线的四个侧中的每一侧上具有两根SMA致动器线，SMA致动器连接在可移动元件和支撑结构之间，使得在收缩时，每组为四根SMA致动器线的两个组在可移动元件上提供在沿主轴线的相反的方向上具有分量的力，每组中的SMA致动器线围绕主轴线以双重旋转对称布置。

SMA致动器组件2也可以是与关于图1描述的SMA触觉组件不同的SMA触觉组件2。

例如，在一些实施例中，SMA致动器组件对应于WO 2019/162708 A1中的SMA致动装置，WO 2019/162708 A1通过引用并入本文。因此，SMA致动器组件可以包括：壳体，该壳体包括空腔；按钮，该按钮设置在空腔内并可在空腔内沿第一轴线移动；至少一个居间可移动元件，该至少一个居间可移动元件设置在空腔内、与按钮接触，并且可在由第一轴线和第二轴线限定的平面中移动，该第二轴线垂直于该第一轴线，并且该至少一个居间可移动元件被布置成驱动按钮沿第一轴线的移动；以及至少一根SMA线，该至少一根SMA线联接到至少一个居间可移动元件，并且被布置成在收缩时使居间可移动元件在该平面内移动。

传热材料

根据本发明，每个上述SMA致动器组件2包括传热材料30。传热材料30被布置在第一部件4和第二部件6之间并围绕SMA线10的至少一部分。在使用中，传热材料30在SMA线10与第一部件4和/或第二部件6之间传递热量。传热材料30包围SMA线10的一部分并与SMA线10的该部分直接接触。传热材料30与第一部件4和第二部件6中的至少一个直接接触。优选地，传热材料30与第一部件4和第二部件6两者直接接触。

传热材料30被构造成变形以便允许第一部件4和第二部件6的相对移动。在传热材料30与第一部件4和第二部件6直接接触的实施例中，传热材料30的变形可以是由于第一部件4和第二部件6的相对移动。传热材料30可以在第一部件相对于第二部件的整个移动范围内保持与第一部件和第二部件直接接触。通常，传热材料30可以在第一部件相对于第二部件的整个移动范围内保持与SMA线30的一部分直接接触。移动范围可以由SMA线的操作范围来定义。在具有终点挡板的实施例中，移动范围可以由终点挡板赋予的移动限度来定义。

SMA线10的一部分可以是SMA线10的主要部分。SMA线10的一部分可以是连接元件之间的SMA线10的长度的至少50％，优选地至少75％，进一步优选地至少90％。在一些实施例中，基本上整个SMA线10的长度可以被传热材料30包围。

当第一部件和第二部件相对于彼此移动时，传热材料30可以被布置成经受剪切变形。例如，与将传热材料30置于纯压缩或拉伸下的情况相比，这可以降低传热材料30损坏的风险。为此，传热材料30在平行于第一部件和第二部件之间的相对移动的方向上可以具有小于100kPa，优选地小于10kPa，进一步优选地小于1kPa的剪切模量。剪切模量可以沿移动轴线M(对于图1的实施例)或在移动平面M中(对于图2的实施例)。传热材料30可以被布置成当第一部件和第二部件相对于彼此移动时不经受压缩或拉伸。传热材料30可以弹性地变形，即当SMA线10的致动停止时，返回到其原始形状。

在第一部件4相对于第二部件6的整个移动范围内，传热材料30在垂直于移动轴线M或移动平面M的方向上的厚度可以大于传热材料将经受剪切失效所处的厚度。为此，传热材料在垂直于一个或两个移动轴线的方向上的最小厚度可以大于10μm，优选地大于20μm，进一步优选地大于50μm，最优选地大于150μm。传热材料30的最小厚度可以小于4mm，优选地小于2mm，进一步优选地小于1.5mm，最优选地小于1mm或小于600μm。传热材料的最小厚度可以取决于传热材料的材料特性，例如传热材料的剪切模量和热导率。

传热材料30可以从SMA线10传递热量，从而有助于SMA线10的冷却。更快的冷却允许SMA线10以更高的频率和更快的响应时间被致动。为了增加SMA线10的冷却速率，传热材料可以具有大于0.1W/K的热导率。传热材料10还可以包括导热颗粒(特别是金属颗粒)。与不提供这种颗粒的情况相比，这可以增加传热材料30的热导率。导热颗粒可以悬浮在可变形材料的基质中(例如，橡胶、硅树脂、凝胶和液体)。

传热材料30可以包括橡胶或其他弹性材料、硅树脂、凝胶和液体中的一种或更多种。这些材料可以允许传热材料30的剪切变形。

传热材料30可以是弹性材料。传热材料可以被构造成将第一部件和第二部件的相对位置偏置到起始位置或中心位置(特别是当SMA线10没有被致动时)。因此，传热材料可以至少部分地充当SMA致动器组件2的偏置装置。

传热材料30可以被布置成使第一部件4和第二部件6相对于彼此悬置。传热材料30可以被布置成引导第一部件4和第二部件6的相对移动。因此，传热材料30可以至少部分地充当SMA致动器组件2的支承机构。

SMA致动器组件2可以包括用于保持传热材料30的保持装置。保持装置可以例如包括位于第一部件和/或第二部件中的凹槽(pocket)，用于保持传热材料30的至少一部分。这可以降低在SMA致动器组件2的致动期间或在下落期间传热材料30从其位置移位的风险。

在图2的实施例中，或者在提供第一部件和第二部件的平面相对移动的其他实施例中，传热材料30可以布置成基本上在第一部件的表面和第二部件的表面之间，该第一部件的表面和第二部件的表面基本上平行于移动平面M扩展(expand)。第一部件4和第二部件6可以例如包括板，并且传热材料30可以设置在板之间。第一部件和第二部件在移动平面M中的移动将导致传热材料30的剪切变形。可以限制垂直于移动平面M的移动。

在图1的实施例中，传热材料30可以沿垂直于移动轴线M的方向布置在第一部件和第二部件的相邻接触部分之间。因此，传热材料30沿垂直于移动轴线M的方向被布置成在第一部件和第二部件的相邻齿之间。如图1所示，在沿移动轴线的方向上，传热材料30与第一部件4和/或第二部件6之间可以存在间隙。这可以促进在致动SMA线10时传热材料30的剪切变形，并避免传热材料30的压缩或拉伸(这可能有使其遭受损坏的风险)。

上述SMA致动器组件包括SMA线。术语“形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)线”可以指包含SMA的任何元件。SMA线可以具有适合于本文所描述的目的的任何形状。SMA线可以是长形的，并且可以具有圆形的横截面或任何其他形状的横截面。横截面可以沿SMA线的长度变化。还可能的是，一段SMA线(length of the SMA wire)(无论如何定义)可以与它的其它尺寸中的一个或更多个相似。SMA线可以是易弯的，或者换句话说，可以是柔性的。在一些示例中，当在两个元件之间以直线连接时，SMA线只能施加将两个元件推在一起的张紧力。在其他示例中，SMA线可以围绕元件弯曲，并且当SMA线在张紧状态下趋于变直时，SMA线可以向元件施加力。SMA线可以是梁状的或刚性的，并且能够对元件施加不同的力(例如非张力)。SMA线可以包括或可以不包括不是SMA的材料和/或构件。例如，SMA线可以包括SMA的芯和非SMA材料的涂层。除非上下文另有要求，否则术语“SMA线”可以指充当单个致动元件的SMA线的任何配置，例如，该单个致动元件可以被单独地控制以产生作用于元件的力。例如，SMA线可以包括机械地并联和/或串联布置的SMA线的两个或更多个部分。在一些布置中，SMA线可以是较大的一段SMA线的一部分。这种较大的一段SMA线可以包括可单独控制的两个或更多个部分，从而形成两根或更多根SMA线。

要理解的是，可以存在上述示例的许多其他变型。本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (25)

1.一种SMA致动器组件，包括：

第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件能够相对于彼此移动；和

SMA线，所述SMA线被布置成在收缩时驱动所述第一部件和所述第二部件的相对移动；以及

传热材料，所述传热材料被布置在所述第一部件和所述第二部件之间并围绕所述SMA线的至少一部分，以便在所述SMA线与所述第一部件和/或所述第二部件之间传递热量，其中所述传热材料被构造成变形以便允许所述第一部件和所述第二部件的相对移动。

2.根据权利要求1所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料被布置成当所述第一部件和所述第二部件相对于彼此移动时经受剪切变形。

3.根据权利要求1或2所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料在平行于所述第一部件和所述第二部件之间的相对移动的方向上具有小于100kPa，优选地小于10kPa，进一步优选地小于1kPa的剪切模量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料被布置成当所述第一部件和所述第二部件相对于彼此移动时不经受压缩或拉伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述第一部件和所述第二部件能够沿一个或两个移动轴线相对于彼此移动。

6.根据权利要求5所述的SMA致动器组件，其中，在所述第一部件和所述第二部件的整个相对移动的范围内，所述传热材料在垂直于所述一个或两个移动轴线的方向上的厚度大于所述传热材料将经受剪切失效所处的厚度。

7.根据权利要求5或6所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料在垂直于所述一个或两个移动轴线的方向上的最小厚度大于10μm，优选地大于20μm，进一步优选地大于50μm，最优选地大于150μm。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料在垂直于所述一个或更多个移动轴线的方向上的最小厚度小于4mm，优选地小于2mm，进一步优选地小于1.5mm，最优选地小于1mm或小于600μm。

9.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料具有大于0.1W/K的热导率。

10.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料包括导热颗粒，特别是金属颗粒。

11.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料包括橡胶、硅树脂、凝胶和液体中的一种或更多种。

12.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料是弹性材料，并且还被构造成将所述第一部件和所述第二部件的相对位置偏置到起始位置。

13.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料被布置成使所述第一部件和所述第二部件相对于彼此悬置。

14.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料被布置成引导所述第一部件和所述第二部件的相对移动。

15.根据前述权利要求中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述第一部件和所述第二部件能够沿移动轴线相对于彼此移动；

其中所述第一部件包括沿所述移动轴线在所述SMA线的第一侧与所述SMA线接触的至少一个接触部分，所述第二部件包括沿所述移动轴线在所述SMA线的与所述第一侧相对的第二侧与所述SMA线接触的多于一个接触部分，所述第一部件的所述至少一个接触部分和所述第二部件的所述多于一个接触部分在正交于所述移动轴线的方向上交替并且相对地定位，以便沿曲折路径引导所述SMA线，使得在所述SMA线收缩时，所述第一部件和所述第二部件沿所述移动轴线在相反的方向上被驱动。

16.根据权利要求15所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料沿垂直于所述移动轴线的方向被布置在所述第一部件和所述第二部件的相邻接触部分之间。

17.根据权利要求15或16所述的SMA致动器组件，包括在沿所述移动轴线的方向上在所述传热材料与所述第一部件和/或所述第二部件之间的间隙。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的SMA致动器组件，其中，一段SMA线在每一端部处通过保持所述SMA线的相应连接元件连接到所述第一部件和所述第二部件中的任一个，可选地，其中所述连接元件是压接元件。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述部件中的每一个具有多于一个接触部分。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的SMA致动器组件，其中：

所述第一部件包括第一主体；

所述第二部件包括第二主体；

所述第一主体的所述至少一个接触部分包括至少一个齿；

所述第二主体的所述多于一个接触部分包括多于一个齿；

所述第一主体的齿和所述第二主体的齿在正交于所述移动轴线的方向上交替，并在平行于所述移动轴线的方向上重叠；并且

所述一段SMA线与所述第一主体的齿和所述第二主体的齿的接触在所述第一主体的齿和所述第二主体的齿之间交替。

21.根据权利要求20所述的SMA致动器组件，其中，所述传热材料沿垂直于所述移动轴线的方向被布置在所述第一主体的齿和所述第二主体的齿之间。

22.根据权利要求15至21中任一项所述的SMA致动器组件，其中，所述SMA致动器组件被布置成提供触觉效果。

23.根据权利要求1至14中任一项所述的SMA致动器组件，还包括相对于所述第一部件和所述第二部件中的一个固定的透镜元件和相对于所述第一部件和所述第二部件中的另一个固定的图像传感器。

24.根据权利要求1至14中任一项或23所述的SMA致动器组件，其中，所述第一部件和所述第二部件能够沿两个正交轴线相对于彼此移动，并且

其中，所述SMA致动器组件包括总共四根SMA线，其中所述四根SMA线处于其中没有一根SMA线共线的布置中，并且其中，所述SMA线能够被选择性地驱动以使所述第一部件和所述第二部件沿所述两个正交轴线相对于彼此移动，而无需在所述第一部件和所述第二部件之间施加任何净扭矩。

25.根据权利要求24所述的SMA致动器组件，其中，所述SMA线中的两根SMA线连接在所述第一部件和所述第二部件之间，以各自在第一方向上围绕垂直于所述两个正交轴线的轴线在所述第一部件和所述第二部件之间施加扭矩，并且另外两根SMA线连接在所述第一部件和所述第二部件之间，以各自在相反的第二方向上围绕垂直于所述两个正交轴线的所述轴线在所述第一部件和所述第二部件之间施加扭矩。