JP2001260093A - Shape recovery control method for shape memory alloy and manipulator using shape memory alloy - Google Patents

Shape recovery control method for shape memory alloy and manipulator using shape memory alloy

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JP2001260093A
JP2001260093A JP2000078730A JP2000078730A JP2001260093A JP 2001260093 A JP2001260093 A JP 2001260093A JP 2000078730 A JP2000078730 A JP 2000078730A JP 2000078730 A JP2000078730 A JP 2000078730A JP 2001260093 A JP2001260093 A JP 2001260093A
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JP
Japan
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shape
shape memory
memory alloy
sma
recovery
Prior art date
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JP2000078730A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Chiba
俊彦 千葉
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape recovery control method for a shape memory alloy capable of restraining the shape recovery of the SMA even if it is heated with a heater and to provide a manipulator using a shape memory alloy capable of restraining the shape recovery of a fixed part of an SMA plate and of being structured only by sticking the SMA plate to the surface of a fixing ring member having a simple shape. SOLUTION: According to one embodiment of this application, the shape recovery control method for the shape memory alloy characterized in restraining the shape recovery in a predetermined region of a base body formed of the shape memory alloy is provided by irradiating an energy beam on the predetermined region where the shape recovery of the base body formed of the shape memory alloy should be restrained so as to heat it. According to another embodiment of the application, the manipulator formed of the shape memory alloy is provided with the shape memory alloy characterized in restraining the shape recovery in the predetermined region of the base body formed of the shape memory alloy by irradiating an energy beam on the predetermined region for heating where the shape recovery of the base body formed thereof should be restrained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、形状記憶合金の形
状回復制御方法および形状記憶合金を用いたマニピュレ
ータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape memory alloy shape recovery control method and a manipulator using the shape memory alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、形状記憶合金(以下、S
MA)は、適当な形状記憶処理により、加熱することで
記憶させていた形状に回復する形状記憶効果をもたせる
ことが可能である。
2. Description of the Related Art As is well known, a shape memory alloy (hereinafter referred to as S
MA) can have a shape memory effect of recovering the shape stored by heating by appropriate shape memory processing.

【0003】また、全方位型のSMAでは、高温時と低
温時のそれぞれの形状を記憶させておくことも可能であ
る。
[0003] In an omnidirectional SMA, it is also possible to store the respective shapes at the time of high temperature and low temperature.

【0004】このような特性をもつSMAは、各種アク
チュエータやスイッチやセンサなどに利用されている。
The SMA having such characteristics is used for various actuators, switches, sensors, and the like.

【0005】しかし、SMAの形状回復を利用したアク
チュエータやセンサなどでは、固定部が繰り返しの応力
を受けるため、機械的な固定では使用中に固定部が緩ん
だり、接着の場合には接着部が破損する等の問題があっ
た。
However, in an actuator or a sensor utilizing the shape recovery of the SMA, the fixing portion is subjected to repeated stress. Therefore, the fixing portion is loosened during use in mechanical fixing, or the bonding portion in the case of bonding. There were problems such as breakage.

【0006】従って、このような特性をもつSMAで
は、加熱してもSMAの形状回復が起こらないようにす
るか、形状回復を小さくする必要があった。
Therefore, in the case of the SMA having such characteristics, it is necessary to prevent the SMA from recovering its shape even when heated, or to reduce the shape recovery.

【0007】そこで、特公昭63−63623号公報に
は、形状記憶合金の形状回復を抑制したい領域の表面に
導電層を設けて、この導電層に通電加熱時の電流を流
し、形状記憶合金に流れる電流を小さくして温度上昇を
抑えることにより、形状回復を抑制するようにした形状
記憶素子の形状回復制御方法が開示されている。
Japanese Patent Publication No. 63-63623 discloses that a conductive layer is provided on the surface of a region where shape recovery of a shape memory alloy is desired to be suppressed, and a current is supplied to the conductive layer during energization and heating. There is disclosed a shape recovery control method for a shape memory element which suppresses a shape recovery by reducing a flowing current to suppress a temperature rise.

【0008】また、SMAをアクチュエータとして用い
たマニピュレータとしては、特開平7−308884号
公報において、管状マニピュレータが開示されている。
Further, as a manipulator using SMA as an actuator, a tubular manipulator is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-308884.

【0009】この管状マニピュレータは、複数の全方位
型のSMAプレートを連結した構成になっている。
This tubular manipulator has a configuration in which a plurality of omnidirectional SMA plates are connected.

【0010】このSMAプレートの加熱は、SMAプレ
ートの表面に貼り付けたヒータによって行われている。
The heating of the SMA plate is performed by a heater attached to the surface of the SMA plate.

【0011】SMAプレートとSMAプレートとは、固
定用リング部材を介して連結されている。
The SMA plate and the SMA plate are connected via a fixing ring member.

【0012】図5は、固定用リング部材19の断面図を
示している。
FIG. 5 is a sectional view of the fixing ring member 19.

【0013】この固定用リング部材19には、SMAプ
レートを差し込むための固定用溝20が形成されてい
る。
The fixing ring member 19 has a fixing groove 20 for inserting an SMA plate.

【0014】この固定用溝20に、SMAプレートを差
し込んだ後に、接着等の手段で固定されている。
After the SMA plate is inserted into the fixing groove 20, it is fixed by means such as bonding.

【0015】SMAプレートの形状回復は、固定用溝2
0によって規制されるため、前述したような繰り返しの
形状回復に対してSMAプレートの固定部が破損しにく
い構成になっている。
The shape of the SMA plate can be recovered by fixing grooves 2
Therefore, the fixed portion of the SMA plate is not easily damaged by the repeated shape recovery as described above.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術としての特公昭63−63623号公報に開
示されている形状記憶素子の形状回復制御方法では、S
MAを通電加熱する場合には有効であっても、上述した
従来技術としての特開平7−308884号公報に開示
されている管状マニピュレータのようにSMAをヒータ
で加熱する場合には、適用することができなかった。
However, in the method for controlling shape recovery of a shape memory element disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-63623 as the prior art described above, the S
Although it is effective when the MA is electrically heated, it is applicable when the SMA is heated by a heater as in the tubular manipulator disclosed in the above-mentioned prior art Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-308884. Could not.

【0017】本発明は、このような点に着目し、ヒータ
で加熱する場合でも、SMAの形状回復を抑制できる形
状記憶合金の形状回復制御方法を提供することを第1の
課題としている。
The first object of the present invention is to provide a method for controlling the shape recovery of a shape memory alloy which can suppress the recovery of the shape of an SMA even when heating with a heater.

【0018】また、上述した従来技術としての特開平7
−308884号公報に開示されている管状マニピュレ
ータの固定用リング部材は、固定用溝を形成しているた
め形状が複雑であった。
Further, the above-mentioned prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open
The fixing ring member of the tubular manipulator disclosed in Japanese Patent No. 308884 has a complicated shape due to the formation of the fixing groove.

【0019】そして、数100ミクロン程度の厚さのS
MAプレートに合わせた寸法の固定用溝の加工は、切削
加工では困難であるので、放電加工により行われていた
ため、加工コストが高いものとなっていた。
Then, S having a thickness of about several hundred microns
Since machining of the fixing groove having a size corresponding to the MA plate is difficult by cutting, it is performed by electric discharge machining, so that the machining cost is high.

【0020】また、放電加工でも微細加工の限界があ
り、管状マニピュレータの小型化の制約となっていた。
[0020] In addition, there is a limit of fine machining even in electric discharge machining, which has been a constraint on miniaturization of the tubular manipulator.

【0021】そこで、本発明は、このような点に着目
し、SMAプレートの固定部の形状回復を抑制し、単純
な形状の固定用リング部材の表面にSMAプレートを張
りつけるだけの構成とすることが可能な、形状記憶合金
を用いたマニピュレータを提供することを第2の課題と
している。
Therefore, the present invention focuses on such a point, and suppresses the recovery of the shape of the fixing portion of the SMA plate, and adopts a configuration in which the SMA plate is merely attached to the surface of the fixing ring member having a simple shape. It is a second object of the present invention to provide a manipulator using a shape memory alloy, which is capable of using a shape memory alloy.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記第
1の課題を解決するために、(1) 形状記憶合金から
なる基体の形状回復を抑制したい所定の領域にエネルギ
ービームを照射して加熱することにより、前記形状記憶
合金からなる基体の所定の領域の形状回復を抑制するこ
とを特徴とする形状記憶合金の形状回復制御方法が提供
される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned first problem, (1) a predetermined region in which a shape recovery of a base made of a shape memory alloy is to be suppressed is irradiated with an energy beam. A method for controlling shape recovery of a shape memory alloy is provided, wherein the shape recovery of a predetermined region of a substrate made of the shape memory alloy is suppressed by heating.

【0023】また、本発明によると、上記第1の課題を
解決するために、(2) 前記エネルギービームはレー
ザであることを特徴とする(1)に記載の形状記憶合金
の形状回復制御方法が提供される。
According to the present invention, in order to solve the first problem, (2) the method for controlling shape recovery of a shape memory alloy according to (1), wherein the energy beam is a laser. Is provided.

【0024】(対応する発明の実施の形態)この(1)
および(2)の発明に関する実施の形態は、それぞれ、
後述する第1の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) This (1)
Embodiments relating to the inventions of (2) and (2) are, respectively,
A first embodiment described later corresponds to this.

【0025】上記構成中の形状記憶合金は、この実施の
形態では、SMAプレート1該当し、形状回復を抑制し
たい所定の領域は、接着部2が該当し、エネルギビーム
はエネルギビーム3が該当する。
In this embodiment, the shape memory alloy in the above configuration corresponds to the SMA plate 1, the predetermined area in which the shape recovery is to be suppressed corresponds to the bonding portion 2, and the energy beam corresponds to the energy beam 3. .

【0026】(作用)本発明の形状記憶合金の形状回復
制御方法では、接着する部分だけ形状回復を抑制したS
MAを用いるため、接着部に繰り返し応力を受けること
がないように、SMAの形状回復を部分的に抑制する。
(Function) In the method for controlling shape recovery of a shape memory alloy according to the present invention, the shape recovery of the shape memory alloy is suppressed only at the portion to be bonded.
Since MA is used, shape recovery of the SMA is partially suppressed so as not to repeatedly apply stress to the bonded portion.

【0027】本発明は、SMAを通電加熱する場合にだ
けでなく、ヒータで加熱する場合にも有効である。
The present invention is effective not only when the SMA is electrically heated but also when it is heated by a heater.

【0028】また、本発明によると、上記第2の課題を
解決するために、(3) 形状記憶合金からなるマニピ
ュレータであり、形状記憶合金からなる基体の形状回復
を抑制したい所定の領域にエネルギービームを照射して
加熱することにより、前記形状記憶合金からなる基体の
所定の領域の形状回復を抑制することを特徴とする形状
記憶合金を用いたマニピュレータが提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned second problem, there is provided (3) a manipulator made of a shape memory alloy, wherein energy is supplied to a predetermined region where the shape recovery of a base made of the shape memory alloy is desired to be suppressed. A manipulator using a shape memory alloy is provided, in which a shape memory alloy is suppressed by recovering a shape of a predetermined region of a base made of the shape memory alloy by irradiating the shape memory with a beam.

【0029】(対応する発明の実施の形態)この(3)
の発明に関する実施の形態は、後述する第1および第2
の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) This (3)
An embodiment according to the invention of the first embodiment will be described later with first and second embodiments.
Corresponds to this embodiment.

【0030】上記構成中の形状記憶合金は、第1の実施
の形態のSMAプレート1および第2の実施の形態のS
MAプレート5とSMAプレート6が該当し、形状記憶
を抑制したい所定の領域は、第1の実施の形態の接着部
2と、第2の実施の形態の形状記憶抑制領域10が該当
し、エネルギービームは第1の実施の形態のエネルギビ
ーム3に該当する。
The shape memory alloy in the above-described structure is the same as the SMA plate 1 of the first embodiment and the SSMA plate 1 of the second embodiment.
The MA plate 5 and the SMA plate 6 correspond to each other, and the predetermined region in which shape memory is desired to be suppressed corresponds to the bonding portion 2 in the first embodiment and the shape memory suppression region 10 in the second embodiment. The beam corresponds to the energy beam 3 of the first embodiment.

【0031】(作用)本発明の形状記憶合金を用いたマ
ニピュレータでは、接着する部分だけ形状回復を抑制し
たSMAを用いるため、接着部に繰り返し応力を受ける
ことがないように、SMAの形状回復を部分的に抑制す
る。
(Function) In the manipulator using the shape memory alloy of the present invention, since the SMA in which the shape recovery is suppressed only in the bonding portion is used, the SMA shape recovery is performed so that the bonding portion is not repeatedly subjected to stress. Partially suppressed.

【0032】そのため、SMAを接着固定する相手の部
品に貼り付けるだけの単純な構造にすることが可能で、
マニピュレータの低コスト化に有効である。
For this reason, it is possible to have a simple structure in which the SMA is simply attached to the part to be bonded and fixed.
This is effective for reducing the cost of the manipulator.

【0033】本発明は、SMAを通電加熱する場合にだ
けでなく、ヒータで加熱する場合にも有効である。
The present invention is effective not only when the SMA is heated by energization but also when it is heated by a heater.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態による形状記憶合金の形状回復制御方法
のを示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a method of controlling shape recovery of a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention.

【0036】図1において、参照符号1は、SMAプレ
ートである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an SMA plate.

【0037】このSMAプレート1は、高温状態では湾
曲して曲面の状態に変形し、低温状態では図1に示すよ
うな平らな平面の形状にもどるように、全方位の形状記
憶処理がなされている。
The SMA plate 1 is subjected to omnidirectional shape memory processing so as to be curved and deformed into a curved surface in a high temperature state and return to a flat plane shape as shown in FIG. 1 in a low temperature state. I have.

【0038】このSMAプレート1は、図示しない保持
部材に接着固定されてアクチュエータ等として使用され
る。
The SMA plate 1 is adhered and fixed to a holding member (not shown) and used as an actuator or the like.

【0039】また、参照符号2は、そのための接着部で
ある。
Reference numeral 2 denotes a bonding portion for that purpose.

【0040】この接着部2に、エネルギービーム3を局
所的にかつ数10msec以下のごく短時間照射して、
形状記憶効果が低下する高温域まで瞬間的に加熱し、エ
ネルギービーム3が照射された所定の領域の形状記憶効
果を低下させる。
The adhesive portion 2 is locally irradiated with the energy beam 3 for a very short time of several tens msec or less.
Heating is performed instantaneously to a high temperature region where the shape memory effect is reduced, and the shape memory effect of a predetermined region irradiated with the energy beam 3 is reduced.

【0041】また、参照符号4は、形状記憶抑制部であ
る。
Reference numeral 4 is a shape memory suppressing unit.

【0042】局所的かつ短時間の加熱のため、エネルギ
ービーム3が照射された所定の領域以外は、ほとんど温
度は上昇せず、形状記憶効果に影響を受けない。
Due to the local and short-time heating, the temperature hardly rises except for a predetermined area irradiated with the energy beam 3 and is not affected by the shape memory effect.

【0043】このようなエネルーギビーム3の照射を、
位置をずらしながら繰り返して行い、接着部2の範囲の
形状記憶効果を低下させる。
The irradiation of the energy beam 3 is as follows.
This process is repeated while shifting the position to reduce the shape memory effect in the area of the bonding portion 2.

【0044】これにより接着部2は、高温状態になって
も、形状回復がほとんど起きないため、図示しない支持
部材の表面に接着部2を単純に接着した場合でも、接着
部2が繰返し応力により破損することはない。
As a result, even if the temperature of the bonding portion 2 becomes high, the shape of the bonding portion 2 hardly recovers. Therefore, even when the bonding portion 2 is simply bonded to the surface of the support member (not shown), the bonding portion 2 is repeatedly subjected to stress. No damage.

【0045】本発明では、SMA自体の形状記憶特性を
抑制させているので、ヒータで加熱する場合でも、SM
Aの形状回復の抑制が可能である。
In the present invention, since the shape memory characteristics of the SMA itself are suppressed, even when heating is performed with a heater, the SM can be used.
The shape recovery of A can be suppressed.

【0046】当然ながら、通電加熱でも同様に、SMA
の形状回復の抑制が可能である。
Naturally, the SMA
Shape recovery can be suppressed.

【0047】なお、局所的かつ短時間の加熱でも、それ
を短い間隔で繰り返すと形状記憶効果を残したい部分に
も熱的な影響を与える場合がある。
It should be noted that, even if heating is performed locally and for a short time, if the heating is repeated at short intervals, the portion where the shape memory effect is desired may be thermally affected.

【0048】そのような場合には、エネルギービーム3
を照射する範囲以外の温度が上がり過ぎないように、エ
ネルギービーム3の照射と照射の時間的間隔を長くする
ことによって対応が可能である。
In such a case, the energy beam 3
Can be dealt with by increasing the time interval between the irradiations of the energy beam 3 so that the temperature outside the range of the irradiation is not too high.

【0049】また、空気中では加熱された部分が酸化す
るが、その酸化が問題となる場合には、不活性ガスによ
りシールドしながらエネルギービーム3を照射すること
によって酸化を防ぐことができる。
The heated portion is oxidized in the air. If the oxidization becomes a problem, the oxidation can be prevented by irradiating the energy beam 3 while shielding with an inert gas.

【0050】この発明の実施の形態の各構成は、当然、
各種の変形、変更が可能である。
Each configuration of the embodiment of the present invention is, of course,
Various modifications and changes are possible.

【0051】例えば、局所的かつ瞬間的に加熱するエネ
ルギービーム3は、YAGレーザでも、CO2 レーザで
もよく、電子ビームでも、それぞれ、同様の作用効果を
得ることが可能である。
For example, the energy beam 3 to be heated locally and instantaneously may be a YAG laser, a CO 2 laser, or an electron beam, and the same effect can be obtained respectively.

【0052】また、SMAの形状もプレートに限定され
るものではなく、ワイヤやコイル等でもよい。
The shape of the SMA is not limited to a plate, but may be a wire or a coil.

【0053】また、SMAに記憶させる形状も低温状態
に平面、高温状態に湾曲の形状だけでなく、高温状態に
平面となり低温状態で湾曲する形状でもよく、特に、記
憶させる形状には限定されることはない。
The shape to be stored in the SMA may be not only a shape that is flat in a low temperature state and a shape that is curved in a high temperature state, but may be a shape that becomes flat in a high temperature state and bends in a low temperature state. In particular, the shape to be stored is limited. Never.

【0054】また、SMAの形状記憶の種類も全方位だ
けでなく、1方向でもよい。
Further, the type of the shape memory of the SMA may be not only in all directions but also in one direction.

【0055】ところで、上記の実施の形態では、形状回
復を抑制したい領域が接着部2であるために、図1に示
すように、接着部2の全範囲にエネルギービーム3を照
射して形状回復を抑制するようになされている。
In the above-described embodiment, since the region where the shape recovery is to be suppressed is the bonded portion 2, as shown in FIG. 1, the entire area of the bonded portion 2 is irradiated with the energy beam 3 to recover the shape. Has been made to suppress.

【0056】しかし、接着部以外で部分的に形状回復を
ある程度だけ抑制したい場合にも応用は可能である。
However, the present invention can also be applied to a case where it is desired to suppress the shape recovery only partially to a certain extent other than at the bonded portion.

【0057】すなわち、そのような場合には、図2の
(a)、(b)に示すように、形状記憶抑制部4をある
間隔をあけて設けることにより、部分的にある程度の形
状回復を残しながら、形状回復を抑制することが可能で
ある。
That is, in such a case, as shown in FIGS. 2A and 2B, by providing the shape memory suppressing portions 4 at a certain interval, a certain degree of shape recovery can be partially achieved. It is possible to suppress shape recovery while leaving.

【0058】図2の(a)では、形状記憶抑制部4を列
として形成して、各列の間隔をあけた構成である。
FIG. 2A shows a configuration in which the shape memory suppressing sections 4 are formed as rows, and the rows are spaced from each other.

【0059】図2の(b)は、形状記憶抑制部4を、そ
れそれ間隔をあけて散在させた構成である。
FIG. 2B shows a configuration in which the shape memory suppressing sections 4 are scattered at intervals.

【0060】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態による形状記憶合金を用いたマニピュレー
タを図3および図4を用いて説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
A manipulator using a shape memory alloy according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

【0061】図3は、本発明の形状記憶合金を用いたマ
ニピュレータの構成を説明する分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the structure of a manipulator using the shape memory alloy of the present invention.

【0062】図3において、参照符号5および6は、そ
れぞれ、SMAプレートである。
In FIG. 3, reference numerals 5 and 6 are SMA plates, respectively.

【0063】これらのSMAプレート5および6は、そ
れぞれ、高温状態では湾曲して曲面の状態に変形し、低
温状態では図3に示すような平らな平面の形状にもどる
ように全方位の形状記憶処理がなされている。
These SMA plates 5 and 6 are omnidirectional shape memory so that they are curved and deformed into a curved state in a high temperature state, and return to a flat plane shape as shown in FIG. 3 in a low temperature state. Processing has been done.

【0064】そして、一方のSMAプレート5の両端部
は、基端部材7と連結部材8に接着によって固定される
構成になっている。
The two ends of one SMA plate 5 are fixed to the base member 7 and the connecting member 8 by bonding.

【0065】また、他方のSMAプレート6の両端部
は、連結部材8と先端部材9に接着によって固定される
構成になっている。
Both ends of the other SMA plate 6 are fixed to the connecting member 8 and the tip member 9 by bonding.

【0066】なお、図3において、図示右側がマニピュ
レータの先端側、図示左側が基端部側である。
In FIG. 3, the right side in the drawing is the distal end side of the manipulator, and the left side in the drawing is the base end side.

【0067】そして、SMAプレート5および6は、互
いの向きを、それぞれ、90度変えて取り付けることに
より、マニピュレータとしては、上下左右に動作が可能
な構成としてある。
The SMA plates 5 and 6 are mounted so that the directions of the SMA plates 5 and 6 are respectively changed by 90 degrees, so that the manipulator can operate up, down, left and right.

【0068】また、SMAプレート5および6のそれぞ
れの両端部における接着される部分には、本発明の第1
の実施の形態による形状記憶合金の形状回復制御方法に
よって形成される形状記憶抑制領域10が設けられてい
る。
The first and second parts of the present invention are attached to the bonded portions at both ends of the SMA plates 5 and 6, respectively.
The shape memory suppression region 10 formed by the shape memory alloy shape recovery control method according to the embodiment is provided.

【0069】また、基端部材7、連結部材8、先端部材
9には、それぞれ、SMAプレート5および6と接着す
るための平面の接着面11が設けられている。
The base member 7, the connecting member 8, and the distal member 9 are provided with a flat bonding surface 11 for bonding to the SMA plates 5 and 6, respectively.

【0070】また、基端部材7、連結部材8、先端部材
9は、それぞれ、中空のパイプ状の構造であり、先端部
材9に取り付けるエンドエフェクタからのケーブル等を
挿通することが可能である。
The base member 7, the connecting member 8, and the distal member 9 each have a hollow pipe-like structure, and a cable from an end effector attached to the distal member 9 can be inserted therethrough.

【0071】また、図3において、参照符号12および
13は、それぞれ、フィルム状ヒータA、Bである。
In FIG. 3, reference numerals 12 and 13 are film heaters A and B, respectively.

【0072】そして、フィルム状ヒータA12の中間部
分には、3つのヒータ14が備えられている。
Further, three heaters 14 are provided at an intermediate portion of the film heater A12.

【0073】また、フィルム状ヒータB13には、2つ
のヒータ14が備えられている。
The film heater B13 has two heaters 14.

【0074】このように、ヒータ14を複数備えている
ことにより、SMAプレート5および6を部分的に加熱
することが可能である。
By providing a plurality of heaters 14 as described above, the SMA plates 5 and 6 can be partially heated.

【0075】そして、フィルム状ヒータA12には、配
線取り出し用電極15と、接続電極16が設けられてい
る。
The film heater A12 is provided with a wiring lead-out electrode 15 and a connection electrode 16.

【0076】また、フィルム状ヒータB13には、接続
電極17が設けられている。
Further, a connection electrode 17 is provided on the film heater B13.

【0077】これにより、フィルム状ヒータA12とフ
ィルム状ヒータB13とは、それぞれの接続電極16、
17を介して接続される構成となっている。
As a result, the film heater A12 and the film heater B13 are connected to the respective connection electrodes 16,
17 are connected.

【0078】そして、フィルム状ヒータA12の配線取
り出し電極15から供給される電力が、フィルム状ヒー
タA12およびフィルム状ヒータB13の図示しない内
蔵した配線により各ヒータ14に供給される構成となっ
ている。
Then, the electric power supplied from the wiring take-out electrode 15 of the film heater A12 is supplied to each heater 14 by the built-in wiring (not shown) of the film heater A12 and the film heater B13.

【0079】以上のようなSMAプレート5および6、
基端部材7、連結部材8、先端部材9、フィルム状ヒー
タA12およびフィルム状ヒータB13とが、図3に示
す矢印のように接着されてマニピュレータが組み立てら
れる。
The SMA plates 5 and 6 as described above,
The base member 7, the connecting member 8, the distal member 9, the film heater A12 and the film heater B13 are adhered as shown by arrows in FIG. 3 to assemble the manipulator.

【0080】図4は、本発明の形状記憶合金を用いたマ
ニピュレータの組み立て後の状態を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the assembled state of a manipulator using the shape memory alloy of the present invention.

【0081】この場合、フィルム状ヒータB13の接続
電極17の部分が折り曲げられて、フィルム状ヒータA
12の接続電極16と接続されている。
In this case, the portion of the connection electrode 17 of the film heater B13 is bent, and the film heater A
It is connected to twelve connection electrodes 16.

【0082】また、配線取り出し電極15に必要な配線
が行われることにより、電力が供給されて、各ヒータ1
4が個別に加熱される。
Further, by performing the necessary wiring for the wiring extraction electrode 15, power is supplied to each heater 1
4 are individually heated.

【0083】これにより、SMAプレート5および6が
高温状態にされ、記憶されている湾曲形状へと変形す
る。
As a result, the SMA plates 5 and 6 are brought to a high temperature state and deformed into the stored curved shape.

【0084】また、電力の供給を停止すれば、自然放熱
によりSMAプレート5および6は、低温状態となり、
平らな平面形状にもどる。
When the supply of power is stopped, the SMA plates 5 and 6 are brought into a low temperature state by natural heat radiation,
Return to flat planar shape.

【0085】以上のような構成のマニピユレータにおい
ては、各ヒータ14を個別に加熱してSMAプレート5
および6の必要な範囲のみを加熱することができるよう
に配慮されている。
In the manipulator constructed as described above, each heater 14 is individually heated to allow the SMA plate 5
Care is taken that only the required ranges of and 6 can be heated.

【0086】しかるに、ヒータ14を必要以上に加熱し
た場合には、個々のヒータ14の周囲までもが、高温状
態となり、SMAプレート5および6の形状回復が起こ
ることも考えられる。
However, when the heaters 14 are heated more than necessary, the temperature around the individual heaters 14 becomes high, and the shape of the SMA plates 5 and 6 may be recovered.

【0087】しかし、本発明のマニピュレータでは、S
MAプレート5および6のそれぞれの両端部の接着部分
には、本発明の実施の第1の形態の形状記憶合金の形状
回復制御方法によって形成される形状記憶抑制領域10
が設けられているため、SMAプレート5および6と基
端部材7、連結部材8、先端部材9との接着部が、SM
Aプレート5および6の形状回復による繰返し応力によ
り破損するようなことはない。
However, in the manipulator of the present invention, S
The shape memory suppression region 10 formed by the shape recovery alloy shape recovery control method according to the first embodiment of the present invention is provided on the bonded portions at both ends of the MA plates 5 and 6.
Is provided, the bonding portion between the SMA plates 5 and 6 and the base member 7, the connecting member 8, and the distal member 9 is SM
The A plates 5 and 6 are not damaged by the repeated stress due to the shape recovery.

【0088】従って、接着部の構造も、従来技術のよう
に固定用溝等を設ける必要がなく、単純に貼り付けるだ
けの構造でよいため、基端部材7、連結部材8、先端部
材9の加工コストを大きく低減することができるもので
ある。
Therefore, the structure of the bonding portion does not need to be provided with a fixing groove or the like as in the prior art, and may be a structure in which the bonding portion is simply affixed. The processing cost can be greatly reduced.

【0089】また、基端部材7、連結部材8、先端部材
9の構造が単純であるということは、小型化しても加工
は可能であり、マニピュレータ全体の小型化も可能とな
る。
The simple structure of the base member 7, the connecting member 8, and the distal member 9 means that processing can be performed even if the size is reduced, and the entire manipulator can be reduced in size.

【0090】なお、この発明の実施の形態の各構成は、
当然、各種の変形、変更が可能である。
Note that each configuration of the embodiment of the present invention
Naturally, various modifications and changes are possible.

【0091】例えば、SMAプレートの枚数は2枚に限
定されるものではなく、記憶させる形状も限定されな
い。
For example, the number of SMA plates is not limited to two, and the shape to be stored is not limited.

【0092】また、全方位型SMAだけでなく、1方向
SMAとバイアスばねを組み合わせた構成のマニピュレ
ータでもよい。
Further, not only the omnidirectional SMA but also a manipulator having a configuration combining a one-way SMA and a bias spring may be used.

【0093】さらに、加熱方法もヒータに限定されるも
のではなく、通電加熱の方式にも有効である。
Further, the heating method is not limited to the heater, but is also effective for the electric heating method.

【0094】そして、上述したような実施の形態で示し
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項1乃至
3以外にも、以下に付記1乃至付記5として示すような
発明が含まれている。
In the present specification described in the above-described embodiments, in addition to claims 1 to 3 described in the claims, the inventions described below as supplementary notes 1 to 5 are provided. include.

【0095】(付記1) 前記エネルギービームは電子
ビームであることを特徴とする請求項1に記載の形状記
憶合金の形状回復制御方法。
(Supplementary Note 1) The shape recovery control method for a shape memory alloy according to claim 1, wherein the energy beam is an electron beam.

【0096】(付記2) 前記形状記憶合金からなる基
体の形状回復を抑制したい所定の領域は複数の離散した
領域からなることを特徴とする請求項1に記載の形状記
憶合金の制御方法。
(Supplementary note 2) The control method of a shape memory alloy according to claim 1, wherein the predetermined region in which the shape recovery of the base made of the shape memory alloy is desired to be suppressed comprises a plurality of discrete regions.

【0097】(付記3) 前記エネルギービームの照射
は形状記憶効果が低下する高温域まで照射されることを
特徴とする請求項1に記載の形状記憶合金の形状回復制
御方法。
(Supplementary note 3) The method for controlling shape recovery of a shape memory alloy according to claim 1, wherein the irradiation of the energy beam is performed up to a high temperature region where the shape memory effect is reduced.

【0098】(付記4) 前記形状記憶合金からなる基
体の形状回復を抑制したい所定の領域へのエネルギービ
ームの照射を、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴と
する請求項1に記載の形状記憶合金の形状回復制御方
法。
(Supplementary note 4) The shape according to claim 1, wherein the irradiation of the energy beam to a predetermined region where the shape recovery of the base made of the shape memory alloy is to be suppressed is performed in an inert gas atmosphere. Method for controlling shape recovery of memory alloy.

【0099】(付記5) 前記形状記憶合金からなる基
体の形状回復を抑制したい所定の領域は、前記基体の保
持部材との接着部であることを特徴とする請求項3に記
載のマニピュレータ。
(Supplementary note 5) The manipulator according to claim 3, wherein the predetermined region in which the shape recovery of the base made of the shape memory alloy is to be suppressed is a bonding portion between the base and the holding member.

【0100】[0100]

【発明の効果】従って、以上説明したように、請求項1
および2に記載の本発明によれば、SMAの形状回復を
部分的に抑制することができるようにしているので、S
MAの固定部や接着部の形状回復を抑制することによ
り、繰り返し応力により固定部が緩んだり接着部が破損
することを防ぐことができ、ヒータで加熱する場合で
も、SMAの形状回復を抑制できる形状記憶合金の形状
回復制御方法を提供することができる。
Therefore, as described above, claim 1 is as follows.
According to the present invention described in (2) and (3), the shape recovery of the SMA can be partially suppressed.
By suppressing the recovery of the shape of the fixed portion and the bonding portion of the MA, it is possible to prevent the fixing portion from being loosened or the bonding portion being damaged due to repeated stress, and to suppress the recovery of the shape of the SMA even when heating with a heater. A method for controlling shape recovery of a shape memory alloy can be provided.

【0101】また、請求項3に記載の本発明によれば、
SMAプレートの固定部の形状回復を抑制し、単純な形
状の固定用リング部材の表面にSMAプレートを張りつ
けるだけの構成とすることが可能で、低コスト化に有効
な形状記憶合金を用いたマニピュレータを提供すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention,
A manipulator using a shape-memory alloy that is effective in reducing cost because it is possible to suppress the recovery of the shape of the fixing part of the SMA plate and to simply attach the SMA plate to the surface of the fixing ring member having a simple shape. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態による形状
記憶合金の形状回復制御方法を説明するために示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view for explaining a shape recovery control method of a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2の(a)、(b)は、それぞれ、本発明の
第1の実施の形態による形状記憶合金の形状回復制御方
法の変形例を説明するために示す斜視図である。
FIGS. 2A and 2B are perspective views showing a modification of the shape recovery control method for the shape memory alloy according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第2の実施の形態による形状
記憶合金を用いたマニピュレータを示す分解斜視図であ
る。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a manipulator using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の第2の実施の形態による形状
記憶合金を用いたマニピュレータの組み立て後の状態を
示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a state after assembling of a manipulator using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図5は、従来技術によるSMAプレート間を連
結する固定用リング部材を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fixing ring member for connecting between SMA plates according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…SMAプレート、 2…接着部、 3…エネルギビーム、 4…形状記憶抑制部、 5,6…SMAプレート、 7…基端部材、 8…連結部材、 9…先端部材、 10…形状記憶抑制領域、 11…接着面、 12…フィルム状ヒータA、 13…フィルム状ヒータB、 14…ヒータ、 15…配線取り出し用電極、 16…接続電極、 17…接続電極、 18…マニピュレータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SMA plate, 2 ... Adhesion part, 3 ... Energy beam, 4 ... Shape memory suppression part, 5, 6 ... SMA plate, 7 ... Base member, 8 ... Connection member, 9 ... Tip member, 10 ... Shape memory suppression Area: 11: Adhesion surface, 12: Film heater A, 13: Film heater B, 14: Heater, 15: Wiring take-out electrode, 16: Connection electrode, 17: Connection electrode, 18: Manipulator.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 形状記憶合金からなる基体の形状回復を
抑制したい所定の領域にエネルギービームを照射して加
熱することにより、 前記形状記憶合金からなる基体の所定の領域の形状回復
を抑制することを特徴とする形状記憶合金の形状回復制
御方法。
An object of the present invention is to irradiate an energy beam to a predetermined region of the substrate made of a shape memory alloy where the shape recovery is desired to be suppressed and to heat the region, thereby suppressing the shape recovery of the predetermined region of the substrate made of the shape memory alloy. A shape recovery control method for a shape memory alloy, comprising:
【請求項2】 前記エネルギービームはレーザであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の形状記憶合金の形状回
復制御方法。
2. The method according to claim 1, wherein the energy beam is a laser.
【請求項3】 形状記憶合金からなるマニピュレータで
あり、 形状記憶合金からなる基体の形状回復を抑制したい所定
の領域にエネルギービームを照射して加熱することによ
り、 前記形状記憶合金からなる基体の所定の領域の形状回復
を抑制することを特徴とする形状記憶合金を用いたマニ
ピュレータ。
3. A manipulator made of a shape memory alloy, wherein a predetermined region in which shape recovery of the base made of the shape memory alloy is to be suppressed is irradiated with an energy beam and heated, whereby a predetermined shape of the base made of the shape memory alloy is obtained. A manipulator using a shape memory alloy, characterized in that the shape recovery of the region is suppressed.
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