專(zhuān)利名稱(chēng)：利用活性材料致動(dòng)的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于閉合面板的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)，且具體地涉及利用活性材料致動(dòng)以排除、警告或緩解擠壓狀況的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
閉合面板(例如，門(mén)和閘門(mén))通常與結(jié)構(gòu)部件相連，所述結(jié)構(gòu)部件與面板接合以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉位置。在許多應(yīng)用中，所述接合通常導(dǎo)致面板和由部件限定的內(nèi)部邊緣或周邊之間的連續(xù)接觸。然而，當(dāng)面板關(guān)閉時(shí)，無(wú)意地放置在面板和邊緣之間的手、手指和其它物體會(huì)防止適當(dāng)接合，且能夠在它們之間變得擠壓，從而可能導(dǎo)致?lián)p害。設(shè)計(jì)成減少擠壓狀況的可能性的最近安全措施已經(jīng)將控制表面的機(jī)動(dòng)關(guān)閉和“擠壓條”相結(jié)合，其中，擠壓條檢測(cè)物體的存在，且發(fā)送信號(hào)給馬達(dá)以中止關(guān)閉和/或再次打開(kāi)面板。然而，使用這些措施在本領(lǐng)域存在各種問(wèn)題，例如，增加制造和維修成本，需要實(shí)際擠壓狀況，且限制機(jī)動(dòng)閉合面板的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
響應(yīng)于這些和其它問(wèn)題，本發(fā)明記載一種擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)，其優(yōu)選利用活性材料致動(dòng)來(lái)主動(dòng)地排除、警告或緩解擠壓狀況。在所描述的多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明用于提供用于帶動(dòng)力和無(wú)動(dòng)力閉合面板兩者的擠壓保護(hù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在采用活性材料致動(dòng)時(shí)，本發(fā)明進(jìn)一步用于以減少的成本和封裝要求提供擠壓防止方案。總體而言，本發(fā)明涉及一種適合于與閉合面板一起使用的擠壓防止機(jī)構(gòu)，其中，所述面板能在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，從而限定關(guān)閉路徑。所述機(jī)構(gòu)包括限定可調(diào)節(jié)邊緣部段的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)部件。所述邊緣部段能在第一和第二配置之間操作。所述部件和面板協(xié)作地配置，從而所述面板在處于關(guān)閉位置時(shí)與所述邊緣部段接合。所述機(jī)構(gòu)還包括活性材料元件，所述活性材料元件可操作以在暴露給激活信號(hào)時(shí)或者與所述激活信號(hào)阻隔時(shí)經(jīng)受基本屬性的可逆變化，且被聯(lián)接到所述部件。所述變化致使、允許或利于所述邊緣部段被操作至所述第一和第二配置中的一個(gè)；且在第一和第二配置之間操作邊緣部段排除、警告或緩解擠壓狀況。方案1. 一種適合于與閉合面板一起使用的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)，其中，所述面板能在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，從而限定關(guān)閉路徑，所述機(jī)構(gòu)包括
限定可調(diào)節(jié)邊緣部段的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)部件，所述邊緣部段能在第一和第二配置之間操作，所述部件和面板協(xié)作地配置，從而所述面板在處于關(guān)閉位置時(shí)與所述邊緣部段接合；和活性材料元件，所述活性材料元件能操作以在暴露給激活信號(hào)時(shí)或者與所述激活信號(hào)阻隔時(shí)經(jīng)受基本屬性的可逆變化，且聯(lián)接到所述部件，從而所述變化致使或允許所述邊緣部段被操作至所述第一和第二配置中的一個(gè)，且在第一和第二配置之間操作邊緣部段排除、警告或緩解擠壓狀況。方案2.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述活性材料選自基本包括以下材料的組形狀記憶合金(SMA)、形狀記憶聚合物、電活性聚合物、鐵磁SMA、壓電復(fù)合物、電致伸縮材料、磁致伸縮材料、剪切稀化流體、石蠟、以及磁流變流體和彈性體。方案3.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件在第一配置時(shí)限定邊緣部段的至少一部分，且在第二配置時(shí)彎曲離開(kāi)邊緣部段，從而從所述路徑移開(kāi)與其接合的障礙物。方案4.根據(jù)方案3所述的機(jī)構(gòu)，其中，在第一配置時(shí)所述元件還疊置面板的一部分，從而防止面板從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置或者從打開(kāi)位置移動(dòng)到關(guān)閉位置，且呈現(xiàn)閂鎖的形式。方案5.根據(jù)方案3所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件包括等距隔開(kāi)的多個(gè)縱向條。方案6.根據(jù)方案3所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件限定第一和第二縱向端部，第一端部可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述部件，第二端部可樞轉(zhuǎn)地且可移動(dòng)地聯(lián)接到所述部件，所述變化致使第二端部朝第一端部移動(dòng)且所述元件從邊緣部段彎曲。方案7.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述邊緣部段呈現(xiàn)限定第一紋理和輪廓的接合表面，所述變化能操作改變紋理和/或輪廓，從而觸覺(jué)地警告使用者擠壓狀況。方案8.根據(jù)方案7所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述表面限定孔陣列，所述部件還包括包含多個(gè)凸起的構(gòu)件，所述凸起與孔的至少一部分同軸對(duì)齊，所述元件驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到所述構(gòu)件，使得所述變化能操作致使所述凸起穿過(guò)孔凸出。方案9.根據(jù)方案7所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述表面限定孔陣列，所述部件還包括多個(gè)偏壓凸起，所述凸起與孔同軸對(duì)齊，在未與表面處的障礙物接合時(shí)，所述凸起被致使穿過(guò)孔伸出，從而形成環(huán)繞障礙物的腔，在穿過(guò)孔伸出時(shí)，所述凸起被選擇性地鎖定到位。方案10.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述部件的至少一部分和所述元件整體形成，所述變化能操作減少所述部件的剛度，從而在被致使在其上施加最小力時(shí)，所述面板致使所述部件變形，從而致使邊緣部段移動(dòng)，以便消耗所述力。方案11.根據(jù)方案10所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述部件還限定四桿連接件，所述元件形成所述連接件內(nèi)的鉸接點(diǎn)。方案12.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述邊緣部段是能旋轉(zhuǎn)的，所述變化致使或允許所述邊緣部段旋轉(zhuǎn)。方案13.根據(jù)方案12所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件由扭轉(zhuǎn)構(gòu)件對(duì)抗，所述構(gòu)件能操作在所述變化逆變時(shí)致使邊緣部段復(fù)位。方案14.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，其中，信號(hào)是預(yù)定幅度的力。方案15.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，還包括
鎖定件，所述鎖定件與所述部件選擇性地接合且能操作防止所述部件在第一和第二配置之間操作。方案16.根據(jù)方案1所述的機(jī)構(gòu)，還包括
傳感器，所述傳感器通信地聯(lián)接到所述元件，且能操作檢測(cè)所述狀況并在檢測(cè)到所述狀況時(shí)引發(fā)所述變化。方案17.根據(jù)方案16所述的機(jī)構(gòu)，其中，傳感器是基于壓電的傳感器。方案18. —種防止、緩解或警告邊緣和閉合面板之間的擠壓狀況的方法，所述閉合面板能在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在打開(kāi)位置中，所述面板與所述邊緣隔開(kāi)，在關(guān)閉位置中，所述面板與所述邊緣接合，所述方法包括以下步驟a.相對(duì)于所述邊緣緊固活性材料元件；
b.在面板處于打開(kāi)位置時(shí)激活所述元件；
c.由于激活所述元件，使得所述邊緣從第一配置改變?yōu)榈诙渲茫?br> d.由于改變所述邊緣，防止、緩解或警告擠壓狀況；和
e.在面板實(shí)現(xiàn)關(guān)閉位置之后使得所述邊緣恢復(fù)至第一配置。方案19.根據(jù)方案18所述的方法，步驟c)還包括步驟由于激活所述元件，使得所述邊緣移動(dòng)，從而所述邊緣和面板在關(guān)閉位置不接合。方案20.根據(jù)方案18所述的方法，其中，面板被自主地操作，且步驟b)還包括步驟在已經(jīng)開(kāi)始將面板操作至關(guān)閉位置之后激活所述元件。本發(fā)明可以通過(guò)參考本發(fā)明的各種特征的下述詳細(xì)說(shuō)明和包括在其中的示例而更容易地理解。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將在下面參照示例性比例的附圖來(lái)詳細(xì)地描述，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的透視圖，所述部件邊緣適合于與閉合面板接合，與障礙物接合，且包括以上覆配置示出的連續(xù)活性材料蓋；
圖Ia是圖1所示的邊緣和蓋的透視圖，其中，所述蓋已經(jīng)被激活以實(shí)現(xiàn)第二卷曲配置， 使得障礙物移開(kāi)，且具體地示出了蓋下方的多個(gè)傳感器；
圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的透視圖，所述部件邊緣與障礙物接合，且包括以第一上覆配置示出的多個(gè)活性材料條；
圖2a是圖2所示的邊緣和條的透視圖，其中，所述至少一個(gè)條已經(jīng)被激活以實(shí)現(xiàn)第二卷曲配置；
圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的正視圖，所述部件邊緣適合于與閉合面板接合，且包括活性材料元件，所述活性材料元件具有可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述部件的第一端部和可樞轉(zhuǎn)地且可移動(dòng)地聯(lián)接到所述部件的第二端部，其中，所述元件以第一上覆配置(連續(xù)直線(xiàn)形式)和彎曲第二位置(虛線(xiàn)形式)示出；
圖4a_d是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣和閉合面板的進(jìn)程，所述邊緣包括能操作實(shí)現(xiàn)第一上覆和第二卷曲配置的活性材料元件，其中，所述元件用于將面板鎖定在關(guān)閉位置，且在面板關(guān)閉時(shí)使障礙物移動(dòng)離開(kāi)邊緣；
圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的透視圖，所述部件邊緣具有在其中嵌入的至少一個(gè)活性材料元件，用于在激活時(shí)改變部件的表面紋理；
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的正視圖，所述部件邊緣限定多個(gè)孔，且包括背板，所述背板限定處于凹進(jìn)(連續(xù)直線(xiàn)形式)和展開(kāi)(虛線(xiàn)形式)狀況的多個(gè)凸起；
圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的部件邊緣的正視圖，所述部件邊緣限定多個(gè)孔，且包括設(shè)置在孔內(nèi)的多個(gè)彈簧偏壓凸起，其中，凸起的一部分已經(jīng)由障礙物接合，從而使得其余凸起從邊緣凸出，且圍繞障礙物形成腔；
圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可旋轉(zhuǎn)部件邊緣的正視圖，所述部件邊緣包括可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件和活性材料鉸鏈，以障礙物未接合(虛線(xiàn)形式)和接合(連續(xù)直線(xiàn)形式)狀況示出；
圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖8所示的構(gòu)件的截面，且還包括與部件邊緣接合的鎖定機(jī)構(gòu)；和
圖10是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可折疊部件邊緣的正視圖，包括基于活性材料的四桿連接件。
具體實(shí)施例方式參考圖1-10，本發(fā)明涉及適合于與閉合面板12和結(jié)構(gòu)部件14 一起使用的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)10。機(jī)構(gòu)10優(yōu)選地利用活性材料致動(dòng)來(lái)改變由部件14限定的邊緣14a，從而排除、 警告或緩解擠壓狀況；然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在本文所述的本發(fā)明具體實(shí)施例中，常規(guī)致動(dòng)器可以補(bǔ)充活性材料。其說(shuō)明理解為本質(zhì)上僅僅是示例性的且絕不旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以與門(mén)和窗戶(hù)應(yīng)用一起使用，例如，關(guān)于車(chē)輛，或者在可由于兩個(gè)部件、機(jī)械部分等的選擇性接合而引起擠壓狀況的任何地方。術(shù)語(yǔ)“擠壓狀況”指的是障礙物(例如，手、手指、衣服、玩具等)16與邊緣1 接合且處于打開(kāi)的閉合面板12的關(guān)閉路徑內(nèi)的任何狀況。術(shù)語(yǔ)“閉合面板”指的是門(mén)、窗戶(hù)、閘門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩面板、車(chē)尾行李箱面板、隔板、或者與可能發(fā)生擠壓狀況的結(jié)構(gòu)部件相關(guān)的任何其它可移動(dòng)屏障。該狀況通常在面板12移動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)發(fā)生，在關(guān)閉位置，其接合邊緣14a，其中，所述移動(dòng)由力引起，且障礙物16不希望地承受所述力。閉合面板12能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉位置和至少一個(gè)打開(kāi)位置，在關(guān)閉位置，其接合附連的結(jié)構(gòu)部件14，在打開(kāi)位置，其不接合。路徑由面板12從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置限定，或者反之亦然。在所示實(shí)施例中， 術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)部件”可指代門(mén)邊框、門(mén)框、窗戶(hù)框架、門(mén)裝飾件、門(mén)柱、或在面板12處于關(guān)閉位置時(shí)與閉合面板12接合的任何其它支撐件。如此處所使用，術(shù)語(yǔ)“活性材料”應(yīng)賦予本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的普通意義， 并包括在暴露給外部信號(hào)源時(shí)展示基本(例如化學(xué)或者內(nèi)在物理)屬性的可逆變化的任何材料或者復(fù)合物。因而，活性材料應(yīng)當(dāng)包括那些響應(yīng)激活信號(hào)能夠在硬度屬性、形狀和/或尺寸方面展現(xiàn)變化的成分，對(duì)于不同的活性材料，激活信號(hào)可以采用電的、磁的、熱的以及類(lèi)似場(chǎng)的類(lèi)型。I.活性材料的描述和功能
與本發(fā)明一起使用的合適的活性材料包括但不限于形狀記憶材料，如形狀記憶合金。 形狀記憶材料一般指的是能夠記憶它們初始的至少一個(gè)屬性(如形狀)的材料和成分，所述屬性可以以后通過(guò)施加外界激勵(lì)而重新恢復(fù)。這樣，初始形狀的變形是暫時(shí)的狀況。通過(guò)這種方式，形狀記憶材料可以響應(yīng)于激活信號(hào)從而變成訓(xùn)練形狀。示例性活性材料包括前面提及的形狀記憶合金(SMA)、電活性聚合物(EAP)，鐵磁SMA、壓電復(fù)合物、電致伸縮材料、 磁致伸縮材料、石蠟、以及前述材料的各種組合等。另外的合適活性材料包括剪切稀化流體以及磁流變流體和彈性體，其剛度/模量可以通過(guò)施加合適的外部場(chǎng)來(lái)改變。更具體地，形狀記憶合金(SMA) —般指的是一組金屬材料，其在經(jīng)受合適的熱激勵(lì)時(shí)能夠恢復(fù)某些之前限定的形狀或尺寸。形狀記憶合金能經(jīng)受相變，其中它們的屈服強(qiáng)度、 硬度、尺寸和/或形狀也將會(huì)隨溫度而改變。術(shù)語(yǔ)“屈服強(qiáng)度”指的是使材料展現(xiàn)距應(yīng)力和應(yīng)變比發(fā)生特定偏離時(shí)的應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)，在低溫或在馬氏體相時(shí)，形狀記憶合金能夠發(fā)生塑性變形，且在暴露給一定高溫時(shí)將轉(zhuǎn)換成奧氏體相或母相，從而回到它們變形前的形狀。 僅在加熱時(shí)展現(xiàn)這種形狀記憶效應(yīng)的材料稱(chēng)為具有單向形狀記憶。在再次冷卻時(shí)也展現(xiàn)形狀記憶的材料稱(chēng)為具有雙向形狀記憶性能。形狀記憶合金存在幾個(gè)與溫度相關(guān)的不同相。這些相中最常用到的就是前面提到的所謂馬氏體相和奧氏體相。在以下的描述中，馬氏體相一般指的是更易發(fā)生變形的低溫相，而奧氏體相一般指的是更剛硬的高溫相。當(dāng)形狀記憶合金處于馬氏體相并被加熱時(shí)，其開(kāi)始改變成奧氏體相。這種現(xiàn)象開(kāi)始發(fā)生時(shí)的溫度通常稱(chēng)為奧氏體起始溫度(As)，這種現(xiàn)象結(jié)束時(shí)的溫度則稱(chēng)為奧氏體完成溫度(Af)。當(dāng)形狀記憶合金處于奧氏體相并被冷卻時(shí)，其開(kāi)始改變成馬氏體相，這種現(xiàn)象開(kāi)始發(fā)生時(shí)的溫度稱(chēng)為馬氏體起始溫度(Ms)。奧氏體完成轉(zhuǎn)變成馬氏體時(shí)的溫度則稱(chēng)為馬氏體完成溫度(Mf)。一般來(lái)說(shuō)，形狀記憶合金在馬氏體相較軟、較容易發(fā)生變形，而在奧氏體相較硬、更剛性且更剛硬。由上可知，適合用于形狀記憶合金的激活信號(hào)是具有在馬氏體和奧氏體之間弓I起轉(zhuǎn)變的大小的熱激活信號(hào)。取決于合金成分和工藝歷史，形狀記憶合金可以展現(xiàn)單向形狀記憶效應(yīng)、內(nèi)在的雙向效應(yīng)、或外在的雙向形狀記憶效應(yīng)。退火處理的形狀記憶合金一般只展現(xiàn)單向的形狀記憶效應(yīng)。對(duì)低溫變形之后的形狀記憶材料進(jìn)行充分加熱將導(dǎo)致馬氏體向奧氏體的轉(zhuǎn)變類(lèi)型，而材料將恢復(fù)到初始的退火后的形狀。然而，單向的形狀記憶效應(yīng)只能在加熱時(shí)看到。 包括展現(xiàn)單向記憶效應(yīng)的形狀記憶合金成分的活性材料無(wú)法自動(dòng)重新成形，可能需要外部的機(jī)械力來(lái)使其重新形成所述形狀。內(nèi)在的雙向形狀記憶材料和外在的雙向形狀記憶材料的特征在于，既可以在從馬氏體相加熱為奧氏體相時(shí)發(fā)生形狀改變，同時(shí)也可以在從奧氏體相冷卻回到馬氏體相時(shí)發(fā)生附加形狀改變。展現(xiàn)內(nèi)在的形狀記憶效應(yīng)的活性材料是由會(huì)使活性材料由于上述提及的相變而自動(dòng)重新成形的形狀記憶合金成分制成。內(nèi)在的雙向形狀記憶特性必須通過(guò)工藝引入形狀記憶材料。這些工藝包括在馬氏體相時(shí)的材料極限變形，約束或載荷條件下的加熱冷卻處理，或者激光退火、拋光或噴丸加工等表面改性。一旦材料被訓(xùn)練展現(xiàn)雙向形狀記憶效應(yīng)，那么這種高低溫狀態(tài)之間的形狀變化通常是可逆的并且一般在經(jīng)過(guò)很多個(gè)熱循環(huán)后仍然能保持有效。相比而言，展現(xiàn)外在的雙向形狀記憶效應(yīng)的活性材料是將展現(xiàn)單向效應(yīng)的形狀記憶合金成分與提供回復(fù)力以重新形成初始形狀的另一種成分組合而成的復(fù)合物或多成分材料。形狀記憶合金被加熱到某一溫度時(shí)會(huì)記憶其高溫形態(tài)，而此溫度可以通過(guò)合金成分的細(xì)微改變和通過(guò)熱處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。例如，鎳鈦形狀記憶合金中，上述溫度可以從高于約100°C變至低于約一 100°C。形狀恢復(fù)過(guò)程只在幾度的范圍內(nèi)發(fā)生，而且根據(jù)期望應(yīng)用以及合金的成分，可以將此轉(zhuǎn)變過(guò)程的開(kāi)始或結(jié)束控制只在1或2度范圍之內(nèi)。在跨過(guò)形狀記憶合金發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)，其機(jī)械屬性會(huì)發(fā)生巨大的變化，通常為系統(tǒng)提供形狀記憶效應(yīng)、超彈性效應(yīng)和高阻尼容量。合適的形狀記憶合金包括，但并不限于，鎳鈦基合金、銦鈦基合金、鎳鋁基合金、鎳鎵基合金、銅基合金(如銅鋅合金、銅鋁合金、銅金合金和銅錫合金)、金鎘基合金、銀鎘基合金、銦鎘基合金、錳銅基合金、鐵鉬基合金、鐵鉬基合金、鐵鈀基合金及類(lèi)似物。這些合金可以是二元的、三元的或其它任何更高元的，只要合金成分在例如外形取向變化、阻尼容量等方面上具有形狀記憶效應(yīng)即可。因此，為了本發(fā)明目的，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)加熱至高于SMA的馬氏體-奧氏體相變溫度時(shí)，SMA展現(xiàn)2. 5倍的模量增加和高達(dá)8%的尺寸變化(取決于預(yù)應(yīng)變量)。應(yīng)當(dāng)理解的是，熱誘導(dǎo)的SMA相變是單向的，這樣就需要設(shè)置偏壓力回復(fù)機(jī)構(gòu)(如彈簧)來(lái)在一旦去除所施加的場(chǎng)時(shí)恢復(fù)SMA至初始配置。使用焦耳加熱能使整個(gè)系統(tǒng)可電子控制。但是，應(yīng)力誘導(dǎo)的SMA相變本質(zhì)上是雙向的。當(dāng)SMA處于奧氏體相時(shí)，施加足夠的應(yīng)力會(huì)使其改變成模量更低的馬氏體相，此時(shí)其展現(xiàn)高達(dá)8%的“超彈性”變形。所施加的應(yīng)力的移除會(huì)導(dǎo)致 SMA改變回奧氏體相，從而恢復(fù)其初始形狀和較高模量。鐵磁SMA(FSMA)是SMA的子類(lèi)，且同樣可以應(yīng)用于本發(fā)明。這種材料跟常規(guī)的SMA 材料一樣，具有應(yīng)力或熱誘導(dǎo)的在馬氏體和奧氏體之間的相變。另外，F(xiàn)SMA是鐵磁體的，具有很強(qiáng)的磁晶各向異性，其允許外部磁場(chǎng)影響場(chǎng)對(duì)齊的馬氏體變體的取向/比例。當(dāng)磁場(chǎng)移除后，材料可能會(huì)出現(xiàn)完全雙向形狀記憶、部分雙向形狀記憶或單向形狀記憶。對(duì)于部分或單向形狀記憶，外部激勵(lì)、溫度、磁場(chǎng)或應(yīng)力可允許材料恢復(fù)初始狀態(tài)。完全雙向形狀記憶可用于在供應(yīng)連續(xù)功率時(shí)進(jìn)行比例控制。在機(jī)動(dòng)車(chē)應(yīng)用中，外部磁場(chǎng)一般通過(guò)軟磁芯的電磁體產(chǎn)生，但是為了快速響應(yīng)也可利用一對(duì)亥姆霍茲線(xiàn)圈。合適的壓電材料包括但不打算限于無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)化合物和金屬。對(duì)于有機(jī)材料來(lái)說(shuō)，所有具有非中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和在分子主鏈上、或側(cè)鏈上或同時(shí)在主側(cè)鏈上具有大偶極距基團(tuán)的聚合材料，都可以作為壓電膜的合適候選。示例性的聚合物例如包括但不限于，聚(4-苯乙烯磺酸鈉)，聚(聚(乙烯胺)骨架偶氮色基)以及它們的衍生物；聚碳氟化合物，包括聚偏氟乙烯，其共聚物偏氟乙烯(“VDF”)，氯三氟乙烯共聚物以及它們的衍生物； 聚氯烴，包括聚(氯乙烯)，聚偏二氯乙烯以及它們的衍生物；聚丙烯腈及其衍生物；多聚羧酸(polycarboxylic acid)，包括聚(異丁烯酸)以及它們的衍生物；聚脲及其衍生物；生物分子如聚左旋乳酸及其衍生物，細(xì)胞膜蛋白，生物分子磷酸酯(如磷酸酯類(lèi))；聚苯胺及其衍生物；四胺的所有衍生物；聚酰胺，包括芳香族聚酰胺和芳香族聚胺，包括Kapton和聚醚酰亞胺，以及它們的衍生物；所有的膜聚合物；N-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)均聚物及其衍生物； 隨機(jī)PVP與醋酸乙烯酯共聚物；所有在主鏈上、或側(cè)鏈上或同時(shí)在主側(cè)鏈上具有大偶極距基團(tuán)的芳香族聚合物，以及它們的混合物。壓電材料還可以包括選自以下組的金屬鉛、銻、錳、鉭、鋯、鈮、鑭、鉬、鈀、鎳、鎢、 鋁、鍶、鈦、鋇、鈣、鉻、銀、鐵、硅、銅，以及包含上述金屬中至少一種的合金和包含上述金屬中至少一種的氧化物。合適的金屬氧化物包括SiO2, Al2O3，ZrO2, TiO2, SrTiO3, PbTiO3, BaTiO3, FeO3, Fe3O4, ZnO,以及上述物質(zhì)的混合物，以及VIA族和IIB族化合物，如CcKe， CdS, GaAs, AgCaSe2, ZnSe, GaP, InP, ZnS,以及上述物質(zhì)的混合物。優(yōu)選的是，壓電材料選自包括以下的組聚偏二氟乙烯、鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇及上述物質(zhì)的混合物。電活性聚合物包括展現(xiàn)出響應(yīng)于電或磁場(chǎng)的壓電、熱電或電致伸縮屬性的聚合物材料。一個(gè)示例為具有壓電聚(偏氟乙烯三氟)共聚物的電致伸縮接枝彈性體。適合用作電活性聚合物的材料可包括，任何基本絕緣的聚合物或橡膠(或它們的組合)，它們響應(yīng)于靜電力發(fā)生變形，或者說(shuō)其變形導(dǎo)致電場(chǎng)的變化。適合于用作預(yù)應(yīng)變聚合物的示例性材料包括硅化彈性體，腈綸彈性體，聚氨酯，熱塑性彈性體，包含PVDF的共聚物，壓敏粘接劑、氟化彈性體，包含硅和丙烯酸基的聚合物，及類(lèi)似物。例如，包含硅和丙烯酸基的聚合物可以包括包含硅和丙烯酸基的共聚物，包含硅化彈性體和丙烯酸基彈性體的共混聚合物。可基于一個(gè)或多個(gè)材料屬性來(lái)選擇用作電活性聚合物的材料，所述材料屬性例如高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，低的彈性模量(對(duì)于大或小的變形)，高的介電常數(shù)等。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇聚合物使得其彈性模量最多約為lOOMPa。在另一實(shí)施例中，選擇聚合物使得其最大激活壓力為約0. 05MPa至約IOMPa之間，優(yōu)選為約0. 3MPa至約3MPa之間。在又一實(shí)施例中，選擇聚合物使得其介電常數(shù)為約2至約20之間，優(yōu)選是約2. 5至約12之間。本發(fā)明并不限于這些范圍。理想地，如果材料既有高的介電常數(shù)又有高的介電強(qiáng)度的話(huà)，那么將期望具有比上述給出的范圍更高的介電常數(shù)的材料。在許多情況下，電活性聚合物會(huì)以薄膜的形式進(jìn)行制作和實(shí)施。這些薄膜的合適厚度可以低于50微米。由于電活性聚合物在高應(yīng)變下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在不損害其機(jī)械或電性能的前提下， 附連在聚合物上的電極也會(huì)偏轉(zhuǎn)。一般來(lái)說(shuō)，適合使用的電極可以是任何形狀和材料，只要它們能給電活性聚合物提供合適的電壓或從電活性聚合物接收合適的電壓即可。電壓可以是常量，或者可隨時(shí)間變化。在一個(gè)實(shí)施例中，電極粘附在聚合物的表面上。粘附在聚合物的電極優(yōu)選是順從性的并與聚合物的變形相符。相應(yīng)地，本發(fā)明可包括和與其附連的電活性聚合物的形狀相符的順從電極。電極可能僅應(yīng)用于電活性聚合物的一部分，并根據(jù)其幾何形狀限定活性區(qū)域。適合與本發(fā)明一起使用的各種類(lèi)型的電極包括包含金屬跡線(xiàn)和電荷分配層的結(jié)構(gòu)化電極；包含變化的脫離平面尺寸的紋理電極；導(dǎo)電油脂，如碳潤(rùn)滑脂或銀油脂；膠態(tài)懸浮體；高縱橫比的導(dǎo)電材料，如碳纖維和碳納米管；以及離子傳導(dǎo)材料的混合物。形狀記憶聚合物(SMP) —般指的是一組聚合物材料，其在經(jīng)受合適的熱激勵(lì)時(shí)能夠恢復(fù)先前限定的形狀。形狀記憶聚合物能發(fā)生相變，其中它們的形狀將會(huì)隨溫度而改變。 通常，SMP具有兩種主要部分，硬部分和軟部分。先前限定或永久形狀可以通過(guò)在比最高熱轉(zhuǎn)變溫度更高的溫度下熔融或處理聚合物且隨后冷卻到該熱轉(zhuǎn)變溫度之下來(lái)設(shè)定。最高熱轉(zhuǎn)變通常是硬部分的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或熔融點(diǎn)。暫時(shí)形狀可以通過(guò)將材料加熱至比軟部分的Tg或轉(zhuǎn)變溫度更高但是比硬部分的Tg或熔融點(diǎn)更低的溫度來(lái)設(shè)定。在以軟部分的轉(zhuǎn)變溫度處理材料并隨后冷卻以固定形狀時(shí)，設(shè)定暫時(shí)形狀。材料可通過(guò)將材料加熱至高于軟部分的轉(zhuǎn)變溫度來(lái)逆變至永久形狀。例如，材料可呈現(xiàn)彈簧的形式，在激活時(shí)具有第一彈性模量，在去激活時(shí)具有第二模量。永久形狀恢復(fù)所需溫度可以設(shè)定為在大約_63°C和大約120°C或以上之間的任何溫度。設(shè)計(jì)聚合物本身的成分和結(jié)構(gòu)可以允許針對(duì)期望應(yīng)用選擇特定溫度。形狀恢復(fù)的優(yōu)選溫度大于或等于大約-30°C，更優(yōu)選大于或等于大約0°C，最優(yōu)選大于或等于大約50°C的溫度。而且，形狀恢復(fù)的優(yōu)選溫度小于或等于大約120°C，更優(yōu)選小于或等于大約120°C且大于或等于大約80°C。合適的形狀記憶聚合物包括熱塑性、熱固性、互穿網(wǎng)絡(luò)、半互穿網(wǎng)絡(luò)或混合網(wǎng)絡(luò)。 聚合物可以是單種聚合物或者聚合物的混合物。聚合物可以具有側(cè)鏈或樹(shù)枝結(jié)構(gòu)元件的線(xiàn)性或分支熱塑性彈性體。適合形成形狀記憶聚合物的聚合物組分包括但不限于聚磷腈、聚 (乙烯醇)、聚酰胺、聚酯酰胺、聚(氨酸)、聚酐、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚亞烴基烯、聚丙烯酰胺、聚亞烷基二醇、聚烷基氧化物、聚亞烷基對(duì)苯二甲酸酯、聚原酸酯、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚乙烯商化物、聚酯、聚交酯、聚二醇、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯、聚醚、聚醚酰胺、聚醚酯及其共聚物。合適的聚丙烯酸酯的范例包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙醇)、 聚(丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸異丁酯)、聚(己基丙烯酸酯)、聚(異癸基丙烯酸酯)，聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(苯基丙烯酸酯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(異丙基丙烯酸酯)、 聚(異丁基丙烯酸酯)和聚(十八基丙烯酸酯)。其他合適的聚合物的范例包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯酚、聚乙烯吡咯烷酮、氯化聚乙烯、聚(十八烷基乙烯基醚)乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚(環(huán)氧乙烷)-聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)、聚乙烯/尼龍(接枝共聚物)、聚已酸內(nèi)酯一聚酰胺(嵌段共聚物)、聚(已酸內(nèi)酯)丙烯酸酯-η-丙烯酸丁酯、聚(冰片基多面低聚硅酸酯)、聚氯乙烯、尿烷/ 丁二稀共聚物、聚氨基甲酸酯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二稀-苯乙烯嵌段共聚物等等。因而，為了本發(fā)明的目的，應(yīng)當(dāng)理解的是，SMP在加熱至高于其具有較低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的成分的玻璃轉(zhuǎn)變溫度時(shí)展現(xiàn)模量的劇烈下降。如果在溫度下降時(shí)保持加載/變形， 變形形狀將在SMP中設(shè)定，直到在沒(méi)有負(fù)載時(shí)被再次加熱，在該狀況下，將恢復(fù)模制形狀。 雖然SMP可變化地使用塊、薄片、厚片、柵格、桁架、纖維或泡沫形式，但是它們需要連續(xù)功率來(lái)保持其較低模量狀態(tài)。最后，合適的磁流變流體材料包括但不意在限于，散置在載流流體內(nèi)的鐵磁或順磁顆粒。合適的顆粒包括鐵；鐵合金，例如包括鋁、硅、鈷、鎳、釩、鉬、鉻、鎢、鎂和/或銅的鐵合金；氧化鐵，包括狗203和!^e3O4 ；氮化鐵；碳化鐵；羰基鐵；鎳和鎳合金；鈷和鈷合金；二氧化鉻；不銹鋼；硅鋼；和類(lèi)似物。合適的顆粒的示例包括純鐵粉、還原鐵粉、氧化鐵粉/純鐵粉混合物以及氧化鐵粉/還原鐵粉混合物。優(yōu)選磁響應(yīng)顆粒是羰基鐵，優(yōu)選地，還原羰基鐵。顆粒尺寸應(yīng)當(dāng)被選擇，使得顆粒在經(jīng)受磁場(chǎng)時(shí)展現(xiàn)多域特性。顆粒的直徑尺寸可以小于或等于約1000微米，優(yōu)選小于或等于約500微米，更優(yōu)選小于或等于約100微米。也優(yōu)選的是，顆粒直徑大于或等于約0. 1微米，更優(yōu)選大于或等于約0. 5微米，尤其優(yōu)選大于或等于約10微米。顆粒數(shù)量按總MR流體成分的體積計(jì)優(yōu)選在約5. 0%至約50%之間。合適的載流流體包括有機(jī)流體，尤其是無(wú)極性有機(jī)流體。示例包括但不限于硅油；礦物油；石蠟油；有機(jī)硅共聚物；白油；液壓油；變壓器油；鹵化有機(jī)液體，例如，氯化烴，鹵化烷烴，全氟聚醚和氟化烴；二酯；聚氧化烯；氟硅；氰烷基硅氧烷；乙二醇；合成烴油，包括不飽和的和飽和的；以及包括前述流體中的至少一種的組合物。載體成分的粘度可以小于或等于約100000厘泊，優(yōu)選小于或等于約10000厘泊， 更優(yōu)選小于或等于約1000厘泊。也優(yōu)選的是，粘度大于或等于約1厘泊，優(yōu)選大于或等于約250厘泊，尤其優(yōu)選大于或等于約500厘泊。也可以使用含水載流流體，尤其是包括親水性礦物粘土 (例如膨潤(rùn)土或鋰蒙脫石) 的載流流體。含水載流流體可包括水或含有少量的極性的、可與水混合的有機(jī)溶劑的水， 所述有機(jī)溶劑例如甲醇、乙醇、丙醇、二甲亞礬、二甲替甲酰胺、碳酸乙二酯、丙烯碳酸酯、丙酮、四氫呋喃、二乙醚、乙二醇、丙二醇等。極性有機(jī)溶劑的量按總MR流體的體積計(jì)小于或等于約5. 0%，且優(yōu)選小于或等于約3. 0%。而且，極性有機(jī)溶劑的量按總MR流體的體積計(jì)優(yōu)選大于或等于約0. 1%，且更優(yōu)選大于或等于約1.0%。含水載流流體的ρΗ優(yōu)選小于或等于約13，且優(yōu)選小于或等于約9.0。而且，含水載流流體的ρΗ大于或等于約5.0，且優(yōu)選大于或等于約8.0。可使用天然或合成膨潤(rùn)土或鋰蒙脫石。MR流體中膨潤(rùn)土或鋰蒙脫石的量按總 MR流體的重量計(jì)小于或等于約10%，優(yōu)選小于或等于約8.0%，且更優(yōu)選小于或等于約6.0%。優(yōu)選地，膨潤(rùn)土或鋰蒙脫石具有按總MR流體的重量計(jì)大于或等于約0. 1%，更優(yōu)選大于或等于約1.0%，且尤其優(yōu)選大于或等于約2.0%。MR流體中的可選成分包括粘土、有機(jī)粘土、羧酸皂(carboxylate soap)、分散劑、 腐蝕抑制劑、潤(rùn)滑劑、極端壓力防磨損添加劑、抗氧化劑、觸變劑和常規(guī)懸浮劑。羧酸皂包括油酸鐵；環(huán)烷酸鐵；硬脂酸鐵；二硬脂酸鋁或三硬脂酸鋁；硬脂酸鋰；硬脂酸鈣；硬脂酸鋅和硬脂酸鈉；以及表面活化劑，例如磺酸酯、磷酸酯、硬脂酸、甘油單油酸酯、去水山梨醇倍半油酸酯、月桂酸酯、脂肪酸、脂肪醇、含氟聚酯(fluoroaliphatic polymeric ester), 和鈦酸酯、鋁酸酯和鋯酸酯偶聯(lián)劑等。也可以包括聚亞烷基二醇(例如聚乙二醇)和部分酯化多元醇。類(lèi)似地，MR彈性體材料包括但不意在限于包括鐵磁或順磁顆粒懸浮體的彈性體聚合物基體，其中，所述顆粒在上文描述。合適的聚合物基體包括但不限于聚a烯烴、天然橡膠、硅酮、聚丁二烯、聚乙烯、聚異戊二烯等。II示例性配置和應(yīng)用
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置和操作，圖1-10中示出了擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)10的各個(gè)示例性實(shí)施例。本發(fā)明涉及擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)10，其實(shí)施例可以分為三種類(lèi)型防止擠壓狀況發(fā)生的機(jī)構(gòu)、警告迫近的擠壓狀況的機(jī)構(gòu)、以及緩解擠壓狀況(即，減少由障礙物16招致的力)的機(jī)構(gòu)。示例性擠壓防止機(jī)構(gòu)10在圖1-4中示出；示例性擠壓警告機(jī)構(gòu)10在圖5-7中示出；示例性擠壓緩解機(jī)構(gòu)10在圖7-10中示出。如前文所述，結(jié)構(gòu)部件14限定可操作邊緣(即，周邊或“邊緣部段”)14a，其在關(guān)閉位置時(shí)與閉合面板12接合。在優(yōu)選實(shí)施例中，邊緣Ha直接或間接地聯(lián)接到活性材料元件 18，其在被激活(或去激活)時(shí)能操作致使或允許邊緣Ha實(shí)現(xiàn)第二配置。由于實(shí)現(xiàn)第二配置，擠壓狀況被排除、緩解或者產(chǎn)生警告。元件18包括如部分I所述的活性材料，包括但不限于形狀記憶合金、形狀記憶聚合物、ΕΑΡ、壓電復(fù)合物、石蠟、剪切稀化流體、和/或ER/MR 流體和彈性體。活性材料元件18還可以用于檢測(cè)擠壓狀況且啟動(dòng)激活，例如，其中采用壓電負(fù)載傳感器。在圖1和Ia中，示出了擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)10的優(yōu)選實(shí)施例，其中，邊緣14a由活性材料元件18疊置，作為薄平面蓋示出。元件18的遠(yuǎn)離閉合面板12的部分(例如，半部)固定地緊固到邊緣14a，同時(shí)，元件18的鄰近閉合面板12的相對(duì)部分從邊緣1 分離。元件18 沿部件14的邊緣1 是連續(xù)的，以形成障礙物16可以在其上安置的平滑表面。在該實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器20 (圖la)能操作在閉合面板12開(kāi)始朝關(guān)閉位置移動(dòng)且檢測(cè)障礙物 16時(shí)使得激活信號(hào)發(fā)送到元件18 (例如，通過(guò)控制器(未示出))，從而實(shí)現(xiàn)自主操作。在接收信號(hào)時(shí)，元件18將經(jīng)受基本屬性的變化，使得元件18的近端將橫向地和/ 或豎直地縮回，使之卷曲離開(kāi)面板12的路徑(圖la)。這促使障礙物16移動(dòng)離開(kāi)路徑，從而避免擠壓狀況。因而，元件18充分地配置成(幾何形狀上和結(jié)構(gòu)上)使得可預(yù)見(jiàn)的障礙物 16移開(kāi)足夠遠(yuǎn)離路徑，以避免擠壓狀況。最后，元件18優(yōu)選在信號(hào)中止時(shí)逆變至第一配置， 這可以例如在傳感器20不再檢測(cè)到障礙物16時(shí)觸發(fā)。元件18的復(fù)位和面板12的關(guān)閉的定時(shí)被協(xié)作地配置以引起面板12的適當(dāng)關(guān)閉。替代地，為此可以添加復(fù)位機(jī)構(gòu)(例如，雙層蓋18中的彈簧鋼層(未示出))。圖2中示出了第二實(shí)施例，其中，多個(gè)獨(dú)立元件(例如，條或梁)18聯(lián)接到結(jié)構(gòu)部件14，且與圖1中的蓋類(lèi)似地工作。在該配置中，多個(gè)元件16偏心，使得安置在邊緣1 上的可預(yù)見(jiàn)障礙物(例如，手、手指等)必須與至少一個(gè)元件18接合。在激活時(shí)，每個(gè)元件18的近端部分將縮回離開(kāi)面板12的路徑。一旦障礙物16已經(jīng)移除或者在超時(shí)時(shí)段之后但是在關(guān)閉完成之前，元件18優(yōu)選被去激活，且恢復(fù)其與邊緣Ha上覆配置。由于元件之間的間隔提供的活性材料的減少，應(yīng)當(dāng)理解的是，需要比連續(xù)蓋較少的能量來(lái)移動(dòng)條18 ；且需要甚至更少來(lái)僅僅激活與障礙物16接合的那些元件18。為此，優(yōu)選機(jī)構(gòu)10包括用于確定哪些元件18當(dāng)前與障礙物16接合的裝置，且為此可以采用多個(gè)獨(dú)立的相關(guān)(例如，壓電負(fù)載) 傳感器20。圖3示出了擠壓防止機(jī)構(gòu)10的第三實(shí)施例，其中，活性材料元件18同樣疊置邊緣 14a。然而，與先前實(shí)施例不同，在該配置中，活性材料元件18的兩個(gè)縱向端部都被聯(lián)接到部件14。遠(yuǎn)離閉合面板12的端部被可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接，鄰近閉合面板12的端部被可樞轉(zhuǎn)地且可移動(dòng)地聯(lián)接。在激活時(shí)，近端被致使朝遠(yuǎn)端移動(dòng)(直接地或者通過(guò)釋放存儲(chǔ)能量)，從而元件18的中間部段被致使向外彎曲。因而，安置在元件18上的障礙物16向上移動(dòng)離開(kāi)邊緣 14a。該實(shí)施例可以與多個(gè)元件18 —起使用，如圖2所示，其中，同樣優(yōu)選僅僅激活與障礙物16接合的那些元件18。最后，圖1和2所示的擠壓防止機(jī)構(gòu)10可以修改為還用作閂鎖，如圖如-d所示的進(jìn)程中所示。在此，活性材料蓋18的遠(yuǎn)端固定地聯(lián)接到結(jié)構(gòu)部件14，如前文在圖1中所述， 但是鄰近橫向閉合面板12 (或豎直面板12的橫向唇緣)的端部延伸經(jīng)過(guò)邊緣14a，從而疊置面板路徑。在缺省伸直配置時(shí)元件18防止面板12打開(kāi)(如果關(guān)閉的話(huà))(圖4a)或者完全關(guān)閉(如果打開(kāi)的話(huà))。該配置確保將經(jīng)受擠壓狀況的任何障礙物16必須安置在元件18 上。在激活時(shí)，元件18經(jīng)受形狀記憶引發(fā)的動(dòng)作，這使之縮回(例如，卷曲)，從而不再疊置路徑。這允許面板12打開(kāi)(在關(guān)閉時(shí)(圖4b))，移動(dòng)到完全關(guān)閉位置(在打開(kāi)時(shí))，且從路徑驅(qū)動(dòng)與其接合的障礙物16 (圖4d)，從而防止擠壓狀況。本發(fā)明涵蓋的擠壓防止機(jī)構(gòu)的第二類(lèi)別是擠壓警告。這些機(jī)構(gòu)10通常改變即將接合邊緣14a的表面紋理，以警告使用者迫近的擠壓狀況。圖5中示出了擠壓警告機(jī)構(gòu)10 的優(yōu)選實(shí)施例。在此，結(jié)構(gòu)部件14包括嵌入在邊緣1 的頂表面下方的至少一個(gè)活性材料元件18。元件18配置成使得與邊緣1 接合的任何障礙物16將與其至少一部分接觸。在第一配置中，元件18優(yōu)選配置成使得邊緣1 觸摸平滑。在激活時(shí)，元件18 (例如，通過(guò)形狀記憶)被致使實(shí)現(xiàn)第二配置，其中，在邊緣Ha上形成多個(gè)升高的表面不規(guī)則部22 (圖 5)。不規(guī)則部22配置成形成對(duì)使用者的觸覺(jué)警告，而不具有危險(xiǎn)?？蛇x地，應(yīng)當(dāng)理解的是， 可以通過(guò)剛度變化提供觸覺(jué)警告，例如，由設(shè)置在限定邊緣14a的氣囊內(nèi)的MR流體激活所產(chǎn)生。圖6示出了擠壓警告機(jī)構(gòu)10的另一個(gè)示例，其中，結(jié)構(gòu)部件14限定孔24的矩陣， 其被隔開(kāi)且在幾何形狀上配置成使得與邊緣14a接合的可預(yù)見(jiàn)障礙物16被致使與至少一個(gè)且更優(yōu)選地多個(gè)孔M接觸?？梢苿?dòng)板26鄰近邊緣14a，可移動(dòng)板沈具有從其伸出的多個(gè)凸起觀，其定位和配置成使得與孔M同軸對(duì)齊且插入在孔M內(nèi)。在該配置中，優(yōu)選凸起觀通常在其頂點(diǎn)處限定倒圓角的邊緣或點(diǎn)，如圖6所示，從而同樣產(chǎn)生觸發(fā)警告而不具有危險(xiǎn)。優(yōu)選地采用活性材料元件18 (例如，弓弦形SMA線(xiàn))的致動(dòng)器30能操作使得板沈相對(duì)于部件14選擇性地移動(dòng)，例如，由于激活元件18而實(shí)現(xiàn)。在未展開(kāi)配置中，板沈配置成使得凸起觀被正常凹進(jìn)，從而在邊緣Ha處提供平滑表面。最后，在圖6中，示出了設(shè)置在板沈和部件14之間的第一和第二壓縮復(fù)位彈簧23，其朝凹進(jìn)狀況偏壓板。在第三類(lèi)別中，機(jī)構(gòu)10通過(guò)形成障礙物16的空間、斷開(kāi)邊緣Ha或較軟/更易變形邊緣14a而緩解擠壓狀況。在圖7中，例如，示出了與圖6類(lèi)似的機(jī)構(gòu)10，其中，結(jié)構(gòu)部件 14同樣限定多個(gè)孔對(duì)。孔M隔開(kāi)且在幾何形狀上配置成使得與邊緣Ha接觸的任何可預(yù)見(jiàn)障礙物16被致使與至少一個(gè)孔M接合。多個(gè)優(yōu)選圓柱形凸起觀與部件14的孔M同軸對(duì)齊。然而，與圖6不同，這些凸起觀可獨(dú)立移動(dòng)，使得僅僅未與障礙物16接觸的那些凸起能夠從邊緣14a的表面凸出。在優(yōu)選實(shí)施例(未示出)中，凸起28相對(duì)于邊緣1 的表面處于正常凹進(jìn)位置，從而產(chǎn)生平滑表面。在此，同樣優(yōu)選地包括活性材料元件18的多個(gè)致動(dòng)器30驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到凸起觀，且能操作使得在啟動(dòng)面板12的關(guān)閉時(shí)致使凸起觀獨(dú)立地或作為整體從邊緣Ha伸出。凸起觀然后自動(dòng)地鎖定在伸出位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，在該配置中，機(jī)構(gòu)10用于產(chǎn)生由在凹陷凸起觀上施加的激活壓力引起的觸覺(jué)警告和障礙物16所存在的緩解腔兩者。可選地，如圖7所示，凸起觀可以通過(guò)多個(gè)彈簧32 (更優(yōu)選地形狀記憶合金彈簧) 朝伸出位置偏壓，從而允許衰減。在該配置中，機(jī)構(gòu)10包括鎖定機(jī)構(gòu)(即，鎖定件)34，其能操作選擇性地接合且將未接合凸起觀保持在伸出位置(圖7)。例如，多個(gè)獨(dú)立滑塊36可相對(duì)于每個(gè)凸起26選擇性地在無(wú)障礙(clear)和支撐位置之間移動(dòng)。在圖7中，當(dāng)凸起28 伸出而至少一個(gè)凸起與障礙物16接合從而保持凹進(jìn)時(shí)，相關(guān)滑塊36被致使部分地滑動(dòng)到下方，從而將凸起觀鎖定到位；例如通過(guò)第二 SMA致動(dòng)器(未示出)實(shí)現(xiàn)。因而，圍繞障礙物 16形成保護(hù)腔，其緩解或減少物體16在擠壓期間承受的關(guān)閉力。最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，鎖定件34包括縮回裝置(未示出)，其驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到滑塊36且能操作在消除所述狀況(例如，障礙物16被移除，或者中止面板12的關(guān)閉)時(shí)致使滑塊36滑動(dòng)回到無(wú)障礙位置，從而重置擠壓防止機(jī)構(gòu)10。在圖8中示出了擠壓緩解機(jī)構(gòu)10的另一個(gè)實(shí)施例，其中，部件14包括由可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件38 (顯示為貼花和順從性密封件)限定的邊緣14a。在優(yōu)選實(shí)施例中，活性材料(例如， SMP)鉸鏈40將構(gòu)件38和其余結(jié)構(gòu)部件固定地聯(lián)接，且限定樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)P。在第一配置中，在面板12處于關(guān)閉位置時(shí)，鉸鏈40具有適合于密封構(gòu)件38和閉合面板12的正常阻力。在激活時(shí)，鉸鏈40實(shí)現(xiàn)較低的彎曲阻抗，從而在通過(guò)障礙物16接收至少一部分關(guān)閉力時(shí)允許邊緣1 斷開(kāi)。在奧氏體SMA用于鉸鏈結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是，構(gòu)件38可配置成使得激活信號(hào)是所施加的力?？蛇x地，取代鉸鏈40或者除了鉸鏈40之外，與樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同軸對(duì)齊的扭簧42可以驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到邊緣14a，從而有助于朝第一配置偏壓邊緣14a。更優(yōu)選地，彈簧42 也由活性材料制成，從而類(lèi)似地呈現(xiàn)對(duì)樞轉(zhuǎn)的第一和第二可調(diào)節(jié)阻抗。在該配置中，優(yōu)選機(jī)構(gòu)10還包括鎖定件34 (圖9)，其用于選擇性地防止構(gòu)件38 在不希望時(shí)(即，損害接合的無(wú)授權(quán)嘗試)樞轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施例中，鎖定件34包括支撐結(jié)構(gòu) 44，其優(yōu)選沿構(gòu)件38的樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)固定地聯(lián)接到部件14或者其它固定結(jié)構(gòu)。在構(gòu)件38和邊緣14a的橫向端部處，結(jié)構(gòu)44限定端帽46，其橫向于樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)縱向地延伸。端帽46限定軌道，彈簧偏壓棘爪48在軌道內(nèi)相對(duì)于構(gòu)件38的剛性連接元件50在接合和未接合位置之間線(xiàn)性移動(dòng)。在接合位置，棘爪48固定連接元件50，因而防止構(gòu)件38樞轉(zhuǎn)。活性材料(例如，SMA)線(xiàn)18連接到棘爪48，穿過(guò)由帽46限定的孔，且在其相對(duì)端與固定結(jié)構(gòu)(未示出)互連。在激活時(shí)，線(xiàn)18能操作拉動(dòng)棘爪48，且壓縮彈簧52，以便將棘爪48和連接元件50分離，從而允許發(fā)生擠壓緩解。一旦去激活，彈簧52就起作用使棘爪48和元件50恢復(fù)接合狀況?？梢蕴峁┛刂?，以?xún)H在面板12邏輯上打開(kāi)時(shí)才實(shí)現(xiàn)線(xiàn)18的激活。在圖10中，機(jī)構(gòu)10與圖8所示的機(jī)構(gòu)10類(lèi)似地操作，但是包括與面板12接合的四桿連接件M，而不是可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件38。術(shù)語(yǔ)“四桿連接件”應(yīng)當(dāng)理解為指代包括四個(gè)剛性元件56的可移動(dòng)連接件，每個(gè)剛性元件通過(guò)接點(diǎn)58附連到相鄰兩個(gè)其它剛性元件，且樞轉(zhuǎn)以形成閉環(huán)。在該實(shí)施例中，至少一個(gè)接點(diǎn)58包括一個(gè)或多個(gè)活性材料元件18 (例如，SMA 或SMP扭簧)，且與鉸鏈40類(lèi)似地工作。即，在擠壓狀況的情況下，元件18被激活以實(shí)現(xiàn)減少阻抗?fàn)顟B(tài)，這在被致使與關(guān)閉力接合時(shí)允許連接件40塌陷且邊緣1 斷開(kāi)。可選地，取代接點(diǎn)，至少一個(gè)剛性元件56可包括活性材料且呈現(xiàn)折疊線(xiàn)的形式。最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，通過(guò)軟化邊緣14a (例如，通過(guò)加熱其中包括的SMP)，可以在嚴(yán)重性方面緩解擠壓事件。可選地，在預(yù)測(cè)擠壓狀況時(shí)，緩解可以通過(guò)剪切稀化流體的碰撞 /高速負(fù)載提供，這將導(dǎo)致含有其的邊緣部件14在關(guān)閉事件期間且由于關(guān)閉事件變得更軟 /更易變形。因而，在由本發(fā)明提出的優(yōu)選操作模式中，活性材料元件18相對(duì)于結(jié)構(gòu)部件14的邊緣1 緊固且驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到結(jié)構(gòu)部件14的邊緣14a，結(jié)構(gòu)部件14與閉合面板12接合。 元件18在面板12處于打開(kāi)位置且啟動(dòng)關(guān)閉時(shí)激活。更優(yōu)選地，元件18在啟動(dòng)關(guān)閉且檢測(cè)到障礙物16時(shí)激活。在該配置中，應(yīng)當(dāng)理解的是，機(jī)構(gòu)10還可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器 20，其通信地聯(lián)接到元件18且能操作檢測(cè)擠壓狀況。一旦激活，邊緣1 改變以實(shí)現(xiàn)第二配置。由于改變邊緣14a，擠壓狀況被防止、緩解或產(chǎn)生警告，從而可以移除障礙物16。邊緣Ha然后在面板12實(shí)現(xiàn)關(guān)閉位置之前或之后恢復(fù)至第一配置，且在一個(gè)實(shí)施例中還配置成呈現(xiàn)閂鎖的形式，其密封面板12且將面板12保持在關(guān)閉位置。本發(fā)明公開(kāi)的范圍是包括式的和可組合的(如，范圍“高達(dá)約25 或更具體地約5 至約20 wt%”包括端點(diǎn)值和范圍“約5 至約25 wt% ”之間的所有中間值等)。“組合物”包括摻合物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等等。此外，短語(yǔ)“第一”、“第二”等等在此并不代表任何順序，數(shù)量或重要性，只是用來(lái)相互區(qū)分元件，本文的數(shù)字“一”也并不代表對(duì)數(shù)量的限制，而是代表所述對(duì)象具有至少一個(gè)。修飾詞“約”在與數(shù)字連用時(shí)包括所述數(shù)值以及依環(huán)境而定的含義(如，包括與特定數(shù)值測(cè)量相關(guān)的誤差程度)。本文使用的后綴 “(多個(gè))”旨在包括其修飾的對(duì)象可以是單數(shù)和復(fù)數(shù)，因此包括一個(gè)或多個(gè)該物品(如著色劑(多個(gè))包括一個(gè)或多個(gè)著色劑)。說(shuō)明書(shū)中的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一實(shí)施例”、“一實(shí)施例” 等，意味結(jié)合該實(shí)施例所述的具體內(nèi)容(如，特征，結(jié)構(gòu)和/或特性)被包括在本文所述的至少一個(gè)實(shí)施例中，且可以或者可以不存在于其它實(shí)施例中。另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，所述內(nèi)容可以以任何合適的方式在不同的實(shí)施例中進(jìn)行組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容想到合適的算法、處理性能以及傳感器輸入。本發(fā)明已經(jīng)參考示例性實(shí)施例進(jìn)行描述；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以作出不同變化且等價(jià)物可替換其中元件。另外，為使得本發(fā)明的教導(dǎo)適應(yīng)特定的情況或材料，可作出許多變形，而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明并不限于作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明最佳模式公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種適合于與閉合面板一起使用的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)，其中，所述面板能在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，從而限定關(guān)閉路徑，所述機(jī)構(gòu)包括限定可調(diào)節(jié)邊緣部段的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)部件，所述邊緣部段能在第一和第二配置之間操作，所述部件和面板協(xié)作地配置，從而所述面板在處于關(guān)閉位置時(shí)與所述邊緣部段接合；和活性材料元件，所述活性材料元件能操作以在暴露給激活信號(hào)時(shí)或者與所述激活信號(hào)阻隔時(shí)經(jīng)受基本屬性的可逆變化，且聯(lián)接到所述部件，從而所述變化致使或允許所述邊緣部段被操作至所述第一和第二配置中的一個(gè)，且在第一和第二配置之間操作邊緣部段排除、警告或緩解擠壓狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述活性材料選自基本包括以下材料的組形狀記憶合金(SMA)、形狀記憶聚合物、電活性聚合物、鐵磁SMA、壓電復(fù)合物、電致伸縮材料、磁致伸縮材料、剪切稀化流體、石蠟、以及磁流變流體和彈性體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件在第一配置時(shí)限定邊緣部段的至少一部分，且在第二配置時(shí)彎曲離開(kāi)邊緣部段，從而從所述路徑移開(kāi)與其接合的障礙物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其中，在第一配置時(shí)所述元件還疊置面板的一部分，從而防止面板從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置或者從打開(kāi)位置移動(dòng)到關(guān)閉位置，且呈現(xiàn)閂鎖的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件包括等距隔開(kāi)的多個(gè)縱向條。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述元件限定第一和第二縱向端部，第一端部可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述部件，第二端部可樞轉(zhuǎn)地且可移動(dòng)地聯(lián)接到所述部件，所述變化致使第二端部朝第一端部移動(dòng)且所述元件從邊緣部段彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述邊緣部段呈現(xiàn)限定第一紋理和輪廓的接合表面，所述變化能操作改變紋理和/或輪廓，從而觸覺(jué)地警告使用者擠壓狀況。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述表面限定孔陣列，所述部件還包括包含多個(gè)凸起的構(gòu)件，所述凸起與孔的至少一部分同軸對(duì)齊，所述元件驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接到所述構(gòu)件，使得所述變化能操作致使所述凸起穿過(guò)孔凸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述表面限定孔陣列，所述部件還包括多個(gè)偏壓凸起，所述凸起與孔同軸對(duì)齊，在未與表面處的障礙物接合時(shí)，所述凸起被致使穿過(guò)孔伸出，從而形成環(huán)繞障礙物的腔，在穿過(guò)孔伸出時(shí)，所述凸起被選擇性地鎖定到位。
10.一種防止、緩解或警告邊緣和閉合面板之間的擠壓狀況的方法，所述閉合面板能在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在打開(kāi)位置中，所述面板與所述邊緣隔開(kāi)，在關(guān)閉位置中，所述面板與所述邊緣接合，所述方法包括以下步驟a.相對(duì)于所述邊緣緊固活性材料元件；b.在面板處于打開(kāi)位置時(shí)激活所述元件；c.由于激活所述元件，使得所述邊緣從第一配置改變?yōu)榈诙渲?；d.由于改變所述邊緣，防止、緩解或警告擠壓狀況；和e.在面板實(shí)現(xiàn)關(guān)閉位置之后使得所述邊緣恢復(fù)至第一配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用活性材料致動(dòng)的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)。一種適合于與閉合面板一起使用的擠壓保護(hù)機(jī)構(gòu)及其使用方法，所述機(jī)構(gòu)包括限定可調(diào)節(jié)邊緣部段的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)部件和活性材料元件，所述邊緣部段能在第一和第二配置之間操作，所述活性材料元件被聯(lián)接到所述部件，從而所述變化致使或允許所述邊緣部段被操作至所述第一和第二配置中的一個(gè)，且在所述第一和第二配置之間操作邊緣部段排除、警告或緩解擠壓狀況。
文檔編號(hào)E06B7/36GK102235149SQ201110100879
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者A·L·布勞恩, C·A·科拉, N·D·曼凱姆, N·L·約翰遜, P·D·扎瓦蒂里, P·W·亞歷山大, X·高 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司