CN211236406U - 一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，包括底座、外壳、载体，载体的四周与底座间设置有记忆合金丝，载体与外壳间设置有弹簧；载体在第一拐角处和第二拐角处向高度方向分别设置有导向面，导向面与载体的外侧面斜交，导向面凹陷有滚珠凹槽，滚珠凹槽内设置有滚珠；底座在相应的对角处设置有滚珠驱动柱，滚珠驱动柱设置有与导向面相对的导向槽，滚珠嵌在导向槽中与导向槽形成对载体上下运动的导向。本实用新型采用在对角安装两组记忆合金进行驱动，可适配更大的镜片组；并且取消导柱作为定向结构，改用滚珠作为定向部件，同时在载体安装滚珠处单处安装两颗滚珠，分别安装在不同的凹槽内，防止互相卡死。

Description

一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置

技术领域

本实用新型涉及使用SAM（形状记忆合金）材料作为驱动器来驱动活动元件运动的SMA驱动设备，具体是一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置。

背景技术

近年来，随着PDA(便携式数字助理)和移动电话的便携式信息终端的爆炸式普及，越来越多的设备集成了采用图像感应器的紧凑式数字照相机设备。当此类数字照相机设备采用具有相对较小图像采集区域的图像感应器实现小型化时，其光学系统(包括一个或者多个镜头)也相应地需要小型化。

为了能够聚焦和变焦，某些类型的驱动装置必须被包含在这种小型照相机的狭小空间内，以驱动照相机镜头元件沿光轴运动。由于照相机镜头元件比较小，因此该驱动装置必须能够在相对小范围的运动中提供精确的驱动。同时，期望该驱动装置本身是紧凑的以使照相机装置整体小型化。在实际应用中，这些方面限制了能够被采用的驱动装置类型。对于其它更多的小型设备中的驱动装置，也具有同样的考虑。

尽管大多数现有的照相机依赖于各种众所周知的电子线圈电机，但是，人们已经提出了大量的其它驱动装置作为镜头系统的小型驱动单元。所述其它驱动装置包括基于压电材料、电致伸缩材料或者磁致伸缩材料的感应器，通常称为电活性设备，其可以用作照相机镜头的驱动器。

人们提出了使用SMA材料作为驱动器的另一类驱动装置。SMA驱动器被设置为加热以驱动照相机镜头元件的运动。通过在SMA驱动器在马氏体相与奥氏体相之间变化的活动温度范围内控制SMA驱动器的温度来实现驱动，在该相变范围中SMA驱动器的应力和张力变化。在低温时SMA驱动器处于马氏体相，在高温时SMA驱动器转换至奥氏体相，该转换包括引起使SMA驱动器收缩的变形。可通过选择性地使电流通过SMA驱动器加热SMA驱动器而引起相变，从而改变SMA驱动器的温度。相变发生在SMA晶体结构中的转变温度的统计分布的范围内。SMA驱动器被设置为通过收缩来驱动活动元件的运动。

将SMA用作例如小型照相机的照相机镜头元件的小型物体的驱动器具有以下优点：内在线性、每单位质量高能量、费用低、以及体型相对较小。但具有来说，现有的记忆合金驱动装置的产品中仍然存在以下缺点：1、导柱安装于记忆合金驱动处，在驱动时由于驱动处在载体底面或一处，由于不在同一点在驱动时载体会产生略微倾斜导致导柱驱动困难可能会产生卡住等问题导致产品失效；2、由于弹簧导柱处于同一侧，在归位时可能会产生导柱卡主问题或者受到撞击后错位跳出凹槽；3、现有市场对于摄像像素的追求采用更大的镜片组，一根单处记忆合金无法满足该需求。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，解决现有的记忆合金驱动产品存在的弹簧导柱在归位时产生的卡住或错位、无法使用更大的镜片组的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，包括底座、扣装在底座上且与底座形成安装空腔的外壳、设置在底座上方且置于安装空腔的载体，其特征在于：所述载体的四周与底座间设置有记忆合金丝以在记忆合金丝通电状态下驱动载体轴向动作，所述载体与外壳间设置有弹簧；所述载体在第一拐角处和第二拐角处向高度方向分别设置有导向面，所述导向面与载体的外侧面斜交，所述导向面凹陷有滚珠凹槽，所述滚珠凹槽内设置有滚珠；所述底座在相应的对角处设置有滚珠驱动柱，所述滚珠驱动柱设置有与导向面相对的导向槽，所述滚珠嵌在导向槽中与导向槽形成对载体上下运动的导向。

作为以上述技术方案的改进，所述载体在水平方向的截面为方形结构，相应的所述底座、外壳的水平截面也为方形结构；所述载体在第一拐角处和第二拐角处向中心方向凹陷有凹槽，所述导向面为凹槽中的一个面；所述滚珠驱动柱与凹槽的形状相适配且截面尺寸小于凹槽的截面尺寸。

两个所述导向面的夹角为180且两个导向面的延伸面交于载体的中心。

作为以上述技术方案的改进，一个滚珠驱动柱上的所述滚珠凹槽最少为两个，沿导向槽的高度方向分开设置；相应的所述滚珠与滚珠凹槽数量相对应。

作为以上述技术方案的改进，所述载体在相对壳体的表面向下凹陷有弹簧槽，所述弹簧内嵌在弹簧槽中且弹簧的顶端与壳体的下表面相抵。

作为以上述技术方案的改进，所述底座在第一拐角处和第二拐角处设置有线夹组，一个线夹组包括两个线夹，分别位于底座拐角的两侧边上；所述载体在第三拐角和第四拐角处设置有挡线凸块，所述记忆合金丝为两条，所述记忆合金丝绕设在挡线凸块的底部，其一端与第一拐角的线夹顶部固定连接，另一端与第二拐角的线夹顶部固定连接。

作为以上述技术方案的改进，所述挡线凸块的外轮廓为弧形，其底部有高度差形成凹陷的限位槽，该限位槽对绕设经过的所述记忆合金丝丝形成高度方向上和限水平方向限位。

作为以上述技术方案的改进，所述挡线凸块与载体为一体结构，该挡线凸块为载体在第三拐角、第四拐角向外凸出形成。

作为以上述技术方案的改进，所述底座嵌设有与线夹导电的内嵌金属片，所述内嵌金属片为两段，所述内嵌金属片拼接后为半圆弧形，所述内嵌金属片上设有若干连接片。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、采用在对称的两个对角处安装两组记忆合金进行驱动，可适配更大的镜片组；2、取消导柱作为定向结构，改用滚珠作为定向部件，同时在载体安装滚珠处单处安装两颗滚珠，分别安装在不同的凹槽内，防止互相卡死；3、弹簧安装于载体顶部，并且设有独立凹槽，防止受到冲击跳出凹槽的同时增加了马达上下两个方向的冲击的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的载体的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的载体的立体结构示意图；

图4为本实用新型的载体的仰视结构示意图；

图5为本实用新型的立体结构示意图；

图6为本实用新型的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至6所示，本实用新型的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，包括底座4、扣装在底座4上且与底座4形成安装空腔的外壳1、设置在底座4上方且置于安装空腔的载体2，所述载体2的四周与底座4间设置有记忆合金丝6在记忆合金丝6通电状态下驱动载体2轴向动作，所述载体2与外壳1间设置有弹簧3；所述载体2在第一拐角处和第二拐角处向高度方向分别设置有导向面25，所述导向面25与载体2的外侧面斜交，所述导向面25凹陷有滚珠凹槽22，所述滚珠凹槽22内设置有滚珠23；所述底座4在相应的对角处设置有滚珠驱动柱42，所述滚珠驱动柱42设置有与导向面25相对的导向槽43，当所述记忆合金丝6作用于载体2使载体2靠近滚珠驱动柱42时，所述滚珠23嵌在导向槽43中且与导向槽43形成对载体2上下运动的导向。

所述载体2在水平方向的截面为方形结构，相应的所述底座4、外壳1的水平截面也为方形结构；所述载体2在第一拐角处和第二拐角处向中心方向凹陷有凹槽26，所述导向面25为凹槽26中的一个面；所述滚珠驱动柱42与凹槽26的形状相适配且截面尺寸小于凹槽26的截面尺寸。这样设计使滚珠驱动柱42的外则低于载体的外侧也即不会凸出高于载体2的外侧面，避免形成对记忆合金丝6的干涉。两个所述导向面的夹角为180且两个导向面的延伸面交于载体2的中心。这样设计使两条记忆合金丝6通电时在水平方向的作用力在一条直线上且相交于中心，不会产生使载体2偏转的扭矩。一个导向面的所述滚珠凹槽22最少为两个，沿导向面的高度方向分开设置；相应的所述滚珠23与滚珠凹槽22数量相对应。所述载体2在相对外壳1的表面向下凹陷有弹簧槽21，所述弹簧3内嵌在弹簧槽22中且弹簧3的顶端与外壳1的下表面相抵。

所述底座4在第一拐角处和第二拐角处设置有线夹组，一个线夹组包括两个线夹41，分别位于底座4拐角的两侧边上；所述载体2在第三拐角和第四拐角处设置有挡线凸块24，所述挡线凸块24为两个，所述记忆合金丝6为两条，所述记忆合金丝6绕设在挡线凸块24的底部，其一端与邻角的线夹41顶部固定连接，另一端与另一个邻角的线夹41顶部固定连接。所述挡线凸块24的外轮廓为弧形，其底部有高度差形成凹陷的限位槽27，该限位槽27对绕设经过的所述记忆合金丝6形成高度方向上和限水平方向限位。所述挡线凸块24与载体2为一体结构，该挡线凸块24为载体2在对角向外凸出形成。所述底座4嵌设有与线夹41导电的内嵌金属片5，所述内嵌金属片2为两段，所述内嵌金属片5拼接后为半圆弧形，所述内嵌金属片5上设有若干连接片51。

本实用新型，1、采用在对称的两个对角处安装两组记忆合金进行驱动，可适配更大的镜片组；2、取消导柱作为定向结构，改用滚珠作为定向部件，同时在载体安装滚珠处单处安装两颗滚珠，分别安装在不同的凹槽内，防止互相卡死；3、弹簧安装于载体顶部，并且设有独立凹槽，防止受到冲击跳出凹槽的同时增加了马达上下两个方向的冲击的可靠性。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，包括底座、扣装在底座上且与底座形成安装空腔的外壳、设置在底座上方且置于安装空腔的载体，其特征在于：所述载体的四周与底座间设置有记忆合金丝以在记忆合金丝通电状态下驱动载体轴向动作，所述载体与外壳间设置有弹簧；所述载体在第一拐角处和第二拐角处向高度方向分别设置有导向面，所述导向面与载体的外侧面斜交，所述导向面凹陷有滚珠凹槽，所述滚珠凹槽内设置有滚珠；所述底座在相应的对角处设置有滚珠驱动柱，所述滚珠驱动柱设置有与导向面相对的导向槽，所述滚珠嵌在导向槽中与导向槽形成对载体上下运动的导向。

2.根据权利要求1所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述载体在水平方向的截面为方形结构，相应的所述底座、外壳的水平截面也为方形结构；所述载体在第一拐角处和第二拐角处向中心方向凹陷有凹槽，所述导向面为凹槽中的一个面；所述滚珠驱动柱与凹槽的形状相适配且截面尺寸小于凹槽的截面尺寸。

3.根据权利要求2所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：两个所述导向面的夹角为180且两个导向面的延伸面交于载体的中心。

4.根据权利要求3所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：一个滚珠驱动柱上的所述滚珠凹槽最少为两个，沿导向槽的高度方向分开设置；相应的所述滚珠与滚珠凹槽数量相对应。

5.根据权利要求4所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述载体在相对壳体的表面向下凹陷有弹簧槽，所述弹簧内嵌在弹簧槽中且弹簧的顶端与壳体的下表面相抵。

6.根据权利要求5所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述底座在第一拐角处和第二拐角处设置有线夹组，一个线夹组包括两个线夹，分别位于底座拐角的两侧边上；所述载体在第三拐角和第四拐角处设置有挡线凸块，所述记忆合金丝为两条，所述记忆合金丝绕设在挡线凸块的底部，其一端与第一拐角的线夹顶部固定连接，另一端与第二拐角的线夹顶部固定连接。

7.根据权利要求6所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述挡线凸块的外轮廓为弧形，其底部有高度差形成凹陷的限位槽，该限位槽对绕设经过的所述记忆合金丝丝形成高度方向上和限水平方向限位。

8.根据权利要求7所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述挡线凸块与载体为一体结构，该挡线凸块为载体在第三拐角、第四拐角向外凸出形成。

9.根据权利要求8所述的弹簧滚珠结构的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述底座嵌设有与线夹导电的内嵌金属片，所述内嵌金属片为两段，所述内嵌金属片拼接后为半圆弧形，所述内嵌金属片上设有若干连接片。

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