專利名稱：活性材料致動的導(dǎo)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大##及一種基于話性材料的可逆向展開的導(dǎo)流裝置(flow tnp)， 特別的，按照某一實施例所述，涉及具有將基于活性材料的鉸鏈作為旋轉(zhuǎn)致動 器的導(dǎo)流裝置。
背景技術(shù)：
車輛上方、下方、周圍、和/或穿過車輛的氣流會影響車輛性能的很多方 面，包括 的空氣阻力、車輛升力和下壓力、以及引擎罩內(nèi)的冷卻和審慟器 7賴卩。例如，車輛的空氣動力學(xué)阻力與ffi的燃油經(jīng)濟性成反比。人們研制了 許多系統(tǒng)和裝置來改善車輛的空氣動力學(xué)，減小車輛空氣阻力以提高燃油經(jīng)濟 性。最初一些控制 氣流的裝置通常具有不可調(diào)整的幾何形狀，位置和方向。 這樣的裝置通常無法適應(yīng)駕駛纟犬況的變化，因此這種固定的裝置無法調(diào)整車輛 的氣流更好ite應(yīng)駕駛狀況的改變。
隨后^ffi氣流的發(fā)展包括可調(diào)整的控制裝置。通過將裝置連接到液壓、機 械或是電動致動器〗吏其具有可調(diào)整性。例如， 一些車輛擾流器通過響應(yīng)致動器 的信號可以對其位置和/或方向進fiH周整。但是，這種致動器通常需要額外的部
件例如活塞、電機、螺線管和/或?qū)σ缘臋C構(gòu)用于mii，因此使得裝置變得更為 復(fù)雜，而且經(jīng)常導(dǎo)致故障模式增多，重量加大，維修加工的成本也會提高。
活性材料例如形狀記憶合金、壓電體、磁流變聚合物、電活化聚合物等等， 可以用作剤艮位移致動器。代替了機械致動器例如螺線管、伺服電機等的活性 材料致動器的使用，最小化了與這些類型的致動器相關(guān)的復(fù)雜性。此外，這些 材料通常提供輕量選擇，最小化包裝空間，并且在工作中產(chǎn)生更小的聲場和電
磁場(EMF)輸出。但是，這些材料提供有限的位移，并且通常不育喧接提供 旋轉(zhuǎn)。為了提供許多導(dǎo)流裝置和其他應(yīng)用所需的大位移，可以通過反復(fù)致動實 現(xiàn)小位移的已知活性材料致動器，以在多次的小步增加后實現(xiàn)想要的大位移。 ffi31這種增加的方式來獲得大旋轉(zhuǎn)位移的缺點是活性材料致動器會變得更為復(fù) 雜，并且實現(xiàn)完全展開需要的時間也顯著增加。
因此，需要一種改進的活性材料致動的導(dǎo)流裝置。認識到活性導(dǎo)流裝置有 一個特別的優(yōu)點，即在高車速且它們處于展開位置的情況下，它們能改善空氣 動力學(xué)，從而減小阻力和提高燃油經(jīng)濟性，而當(dāng)車輛靜止或低速行駛時且它們 處于,位置盼瞎況下，它們能保留ffi設(shè)計者原先設(shè)想的車體線條。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中， 一種導(dǎo)流裝置，包括與車體物理連接的可移動主體部和 包含活性材料的致動器，該活性才才料與車體和可移動主體部可操作ife^接；其 中活性材料在接收到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì)的變化，其中這種性質(zhì)的變化有效地 iM致動器的運動使可移動主體部從初始位置或者氣流中的展開位置中的任一 個位置移動到初始位置或展開位置中的另一個位置。
用于車輛導(dǎo)流裝置的活性致動l鉸鏈組件，包括放置在致動器罩上的 線性位移活性材料，其中活性材料構(gòu)造為在接收到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì)的變 化；與線性位移活性材料可操作地連接的徑向輸出軸，其中活性材料性質(zhì)的變 化有效地軸向移動徑向輸出軸；和樞軸組件，其與徑向輸出軸和致動器罩可操 作土tt接，構(gòu)造為將輸出軸的軸向移動轉(zhuǎn)化成致動器罩的旋轉(zhuǎn)運動。
亍柳 導(dǎo)流體的方法，包括將包含活性材料的致動器放置在車體和 可移動主體部之間；激勵活性材料以實現(xiàn)活性材料性質(zhì)的變化，其中性質(zhì)的變
4Mam動器的運動使可移動主體部從初始位置或車輛氣流中的展開位置中的
任一個位置移動到初始位置或展開位置中的另一個位置；停止ma活性材料。
M下面對本發(fā)明的各種特征以及包含其中的實施例的詳細描述，可以更 加容易地理解本發(fā)明。


現(xiàn)在參考附圖，其中相同的元件用相同的符號表示
圖l是布置在車輪室內(nèi)的活性材料致動的導(dǎo)流裝置的一個實施例的透視
圖2是布置在車輪室內(nèi)的活性材料致動的導(dǎo)流裝置的一個實施例的透視
圖3是布置在車輪室內(nèi)的活性材料致動的導(dǎo)流裝置的一個實施例的透視
圖4是布置在車輪室內(nèi)的活性材料致動的導(dǎo)流裝置的另 一 實施例的透視
圖5是布置在車輪室內(nèi)的活性材料致動的導(dǎo)流裝置的又一實施例的透視
圖6是帶有轉(zhuǎn)換機構(gòu)詳細視圖(B)的基于活性材料的致動器的一個實施 例的透視圖(A);
圖7是基于活性材料的致動器的一個實施例的透視亂 圖8是活性材料致動的導(dǎo)流裝置的另一實施例的透視亂 圖9是活性材料致動的導(dǎo)流裝置的另一實施例的透視亂 圖10是活性材料致動的導(dǎo)流裝置的另一實施例的透視亂
圖11是活性材料致動的導(dǎo)流裝置的另一實施例的透視圖。
具體實施例方式
此處公開一種活性材料致動的導(dǎo)流裝置以細于可逆向展開活性材料致動 的導(dǎo)流裝置的過程。與現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)流裝置相比，此處公開的以不同方式基于 活性材料統(tǒng)性和/或旋轉(zhuǎn)致動器的導(dǎo)流裝置和方法有利地〗頓基于活性材料的機 構(gòu)'以便在，運動時展開和在ffi靜止時保持平齊的車體線導(dǎo)流裝置。此外， 這些致動器可以在最短致動時間內(nèi)實現(xiàn)大位移，從而相比現(xiàn)有技術(shù)中需要多次 ^g]獲得全位移的基于大位移活性材料的致動器能提供更快的總響應(yīng)時間。正 如此處使用的，術(shù)語"車體"通常指的是導(dǎo)流裝置可移動連接的車輛部件，包 括但不局限于，輪室、車身面板、引擎罩、后儀表板、車頂、保險杠、底盤、 車架和副車架部件、立柱等等。在一個優(yōu)選實施例中，導(dǎo)流裝置可操作地與車 體連接，例如輪室。
這里使用的術(shù)語"活性材料"通常指的是在激勵信號作用時性質(zhì)例如尺寸、 照犬、方向、剪切力或彎曲模量發(fā)生改變的材料。適合的活性材料包括，但不 局限于，形纟犬記憶合金(SMA)、鐵磁形狀記憶合金、電活化聚合物(EAP)、 壓電材料、磁致伸縮材料、磁流變彈性體、電流變彈性體、電至夂伸縮材料等等。 取決于特殊的活性材料，激勵信號可以采取以下形式，包括但不局限于，電流、 電場(電壓)、^j^變化、fel場、機械載荷或應(yīng)力等等。
同樣，正如此處使用的，術(shù)語"第一"，"第二"等等并不代表任何順序 驢要程度，只是用于元件的相互區(qū)分，術(shù)語"這"、"一"和"一個"并不代 表數(shù)量的限制，而是表示存在至少一個所提及的對象。此外，給定部件或測量的指向相同數(shù)值的所有范圍包含端點，并且相互^^組合。
下面公開使用活性材料的導(dǎo)流裝置的幾個實施例，為了便于討論，這些實 施例根據(jù)導(dǎo)流裝置的可移動主體部的運動性質(zhì)分為不同的類別。在每幅圖中， 虛線用來表示處于展開位置的導(dǎo)流裝置，這樣可以幫助理解其應(yīng)用功能。圖l 到節(jié)闡述這些導(dǎo)流驢組件的示例性實施例。如圖l所示，i織一個實施例顯
示示例性活性材料致動的導(dǎo)流裝置，通常用附圖標記ioo表示。導(dǎo)流體ioo可 操作地連接車體，例如輪室112?；钚圆牧现聞拥膶?dǎo)流裝置并不局限于這^f寺 殊的實施例，也不局限于其中任何特殊的活性禾才料?？梢苿又黧w部110具有一
個自由端以及與樞柳14固定的一端。樞軸114同時與復(fù)位機構(gòu)例如旋轉(zhuǎn)彈簧116 可操作地連接。活性材料部件118可操作地連接可移動主體部110，并提供致動 功來移動主體部?；钚圆牧喜考?18性質(zhì)的改變例如可以使得主體部110從初始 位置(也就是相對于輪室112的收藏位置和/或平行位置)旋轉(zhuǎn)到車輛氣流路徑 內(nèi)的展開位置(如圖l中虛線所示)。正如此處使用的，"平齊位置"通常是指 導(dǎo)流裝置的可移動主體部與車體平的位置(也就是說與車體線融為一體)，因 而提供從導(dǎo)流裝置到車體的光滑平面?？蛇x的，樞軸114自身合并活性材料部 {牛，從而使可移動主體部110旋轉(zhuǎn)。
導(dǎo)流裝置100的可移動主體部110具有如下的形狀開始時與 表面相切 和位于車輛表面內(nèi)，在下游方向由車輛表面平滑向外彎曲或成一角度。公開的 導(dǎo)流裝置設(shè)計為以某種方式彎曲流體流線，使流體流線遠離和越過車輛表面的 凹部、腔和傾斜不規(guī)則處，或者使流體流線遠離車輛表面的凹部、腔和傾斜不 規(guī)則處的上方，以致流線在這些特征的下游側(cè)返回車輛表面和與車輛表面重新 平滑對齊。正如此處使用的，術(shù)語"上游"和"下游"用來指示基于流體流動 的位置，因此，位于輪室中車輪上游的導(dǎo)流裝置可以在氣流itA輪室之前接收 氣流，并使氣流返回到輪室下游的車體表面。有利的，公開的導(dǎo)流裝置在車輛 靜止或低速行駛的情況下處于,和/或平齊位置，而在車輛高速行駛盼瞎況下 展開以降低車輛阻力和改善燃油經(jīng)濟性。因此在不犧牲優(yōu)選車體設(shè)計圖案的情 況下通過并入公開的導(dǎo)流裝置可改善^f兩的燃油經(jīng)濟性。
作用于活性材料的激勵信號包括熱信號、磁信號、電^言號、氣動信號、機 械^言號等等，或是由至少一種以上信號組合而成的信號，同時特殊的激勵信號 取決于活性材料的材料禾口/或結(jié)構(gòu)。例如，施加磁場可以用來改變由磁劍申縮材
料律喊的活性材料的性質(zhì)。施加熱信號可以用來改變例如形狀記憶合金(SMA) 這樣的熱激勵活性材料的性質(zhì)。施加電信號可以用來改變由電活化材料、壓電 體和/或離子聚合金屬復(fù)合材料制成的活性材料盼性質(zhì)。
理想的情況下，活性材料性質(zhì)的變化可以在施加的激勵信號的持續(xù)時間內(nèi) 得到維持。在一個實施例中，當(dāng)停止激勵信號時，活性材料的性質(zhì)通常會回復(fù)
到無動力形式并且基本回到其初始性質(zhì)，因而使主體部110返回輪室112內(nèi)的初
始位置。在一個可選實施例中，活性材料性質(zhì)的變化可以在激勵信號中止后得
到維持。在該實施例中，樞軸114包括回位機構(gòu)116，用來使主體部110恢復(fù)到 輪室112內(nèi)的初始收藏位置。這里用到的術(shù)語"回位機構(gòu)"通常指的是任意可 提供與活性材料所產(chǎn)生力相反的力的部件，它包括，但不局限于彈簧、彈性體、 另外的活性材料等等。因此回位機構(gòu)116可以使可移動主體部110返回展開位置 或是初始位置。隨后活性材料可以在受到激勵時克月艮回位機構(gòu)的作用力。采用 這種方式，可以方便iikit行導(dǎo)流裝置的可逆和多次展開。
在另一個可選實施例中， 一種無動力的保持鎖定機構(gòu)與可移動主體部110 可操作地連接。該鎖定機構(gòu)即使在活性材料部件l 18失去激勵之后也可以有利 地將主體部110保持在展開狀態(tài)。在需要的情況下可以釋放鎖定機構(gòu)，回位機 構(gòu)116或者活性材料部件118使主體部110移動回到收藏位置。可選地，這種無 動力保持鎖定機構(gòu)可以用來當(dāng)活性材料部件l 18失去激勵時將主體細IO保持在 Lf^lt位置。采用這種方式，當(dāng)釋放鎖定機構(gòu)，且回位機構(gòu)116或活性材料部件m 使主體部移動進入氣流時，發(fā)生導(dǎo)流裝置100的展開。鎖定機構(gòu)可以在不需要 向活性材料部件持續(xù)施加 信號的情況下有利地允許導(dǎo)流裝置保持在固定的 位置，無論是展開位置還是收藏位置。這可以降低導(dǎo)流裝置的能量消耗，車輛 電池的消耗以及總的運作費用。
更進一歩的，導(dǎo)流裝置可以任選地包括在其周邊不同點上的多個基于活性 材的料致動器。多個致動器可以使穩(wěn)定性加強，抗扭剛度增大等等。
如上文所述，導(dǎo)流裝置的下述示例性實施例利用活性材料部件ffil不同類 型的運動移動導(dǎo)流裝置主體。應(yīng)該理解的是，每個實施例的功能都是將導(dǎo)流裝 置由初始位置移動到車輛氣流中的展開位置。同樣的，這些實施例可以包括可 選的部件以及上文詳細描述的操作方法，例如鎖定機構(gòu)或回位機構(gòu)。圖2中顯 示活性材料致動的導(dǎo)流裝置200。導(dǎo)流裝置200與車體例如輪室212相連接，包
括利用線性運動沿軌^214展開的可移動主體部210。線性運動可以直接利用各
種活性材料或是利用活性材料與育g產(chǎn)生希望的運動的機構(gòu)的組合倉犍。在該實
施例中，可移動主體部210是被動柔性體，活性材料部件218性質(zhì)改變引起的線 性位移導(dǎo)致其彎曲，在該彎曲位置可移動部提供希望的導(dǎo)流裝置特性。
節(jié)描述的是與車體例如輪室312相連接的活性材料致動的導(dǎo)流裝置300。 導(dǎo)流裝置300包括兩個樞軸314，以便提供可移動主體部310接近線性的展開。 正如下文將更加詳細討論的，樞軸314的致動通過與組件的可移動主體部直接 相連的活性材料實現(xiàn)，或者通過與組件的致動l鉸鏈一體化的活性材料實現(xiàn)。 在這個待殊的實施例中，可以選擇基于活性材料的彈簧布置在樞軸314的周圍， 以實5見主體部310的運動。該實施例的另一個可選特征是可移動主體部310布置 得與輪室312平齊，以致可移動主體部310事實上成為了輪室312的一部分，而 不是作為布置在輪室表面上的附加部件的主體部。
在圖4中，顯示了活性材料致動的導(dǎo)流錢400與車體例如輪室412相連接。 導(dǎo)流裝置400包括線性位移活性材料致動暑I(lǐng)418和和樞軸414的組合，以便利用 轉(zhuǎn)動提供可移動主體部410的展開。在該實施例中，通過驅(qū)動可移動主體部的 統(tǒng)性位移來完成致動，以致實現(xiàn)導(dǎo)流裝置部的旋轉(zhuǎn)。節(jié)顯示與車體例如輪室512 相連接的活性材料至文動的導(dǎo)流裝置500。導(dǎo)流裝置500包括構(gòu)造為通過活性材料 性質(zhì)的改變來轉(zhuǎn)動可移動主體部510的活性材料部件518,其中主體部51 O通過 樞軸514與車體512和活性材料部件518相連接。
為了更好地闡述活性桐—料在上文討論的可逆向展開導(dǎo)流裝置實施例中的用 途，在下文的圖6至圖11中給出了幾個活性材料致動器的特殊實施例。兩個示 例性致動器顯示在圖6和7中，并單獨繪出(也就是說不是作為導(dǎo)流裝置的一部 分)，以便更好地描述每個致動器的細節(jié)。但是應(yīng)理解，除了其它應(yīng)用，這些 致動器也有益于導(dǎo)流裝置應(yīng)用。圖8到圖11描述與圖3所示導(dǎo)流裝置300連接的 不同活性材料部件。但是應(yīng)理解，這里所描述的活性材料致動器可以用于圖l 到圖5所示公開的任一導(dǎo)流裝置實施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解因特殊
設(shè)計決定導(dǎo)致的性能折衷。
圖6描述了在糊導(dǎo)流裝置應(yīng)用中用作致動器的活性材料旋轉(zhuǎn)致動l鉸鏈 組#600。致動^600包括線性位移活性材f浙02 (伏選為SMA線)，以及與活性 材料602的一端相連接的機械錨604。偏置彈簧606施加力以便扭轉(zhuǎn)樞軸組件608。樞軸組#608具有徑向輸出軸612，輸出軸612由致動器外罩614中的槽610 引導(dǎo)。操作時，電加熱SMA線602導(dǎo)致馬氏體向奧氏體轉(zhuǎn)化，這一轉(zhuǎn)化導(dǎo)致了 線的長度變化在樞軸組#608處高達約10%，例如縮短。作為對SMMt602縮短 的響應(yīng)，所連接的徑向輸出軸612在中心柱621中軸向移動，相對于槽610旋轉(zhuǎn) 或滑動。槽610的傾斜形狀導(dǎo)致致動器外罩614轉(zhuǎn)動，直到輸出軸612的軸向運 動結(jié)束。當(dāng)SMA線602冷卻到低于轉(zhuǎn)化溫度時，偏置彈簧606拉伸SMA線602回 到其縮短前的長度。通過軸承或環(huán)630相連的機械錨632或致動器外罩614可以 作為相關(guān)機械參照物。可選的，致動微00還具有力過載彈簧616、可調(diào)硬限位 環(huán)618以及中心軸620和621，這兩根軸通過電隔離體619實現(xiàn)彼此電隔離。致動 奢I600的外罩614還可選地包含位于車體任何位置和方向的空氣冷卻通風(fēng)口622 和維修通道口624。
線性位移活性材f恥02可以有各種適合的形式，例如線、彈簧、管、箔、 條狀物、線束或任意上述形式的細分和組合。這些形式可以是機械串聯(lián)或機矛戒 并聯(lián)結(jié)構(gòu)，此外還可以是電串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，線性位移活性材料602 采用SMA線的形式。但是，當(dāng)需要時，可選的活性+才料形式為致動駒00提供 不同的力/位移性質(zhì)、電負荷性質(zhì)、熱行為性質(zhì)、周期時間等性質(zhì)?；钚圆膄浙02 的特殊形式由導(dǎo)流裝置應(yīng)用或其它需求決定，例如電子、機械、堅固性、包裝 尺寸、成本和重量等。。
這些不同的需求可以通過將活性材料602細分為多個部分而實現(xiàn)。將活性 材料細分和/或組合可以提供另外希望的裝置益處，例如改善包裝尺寸，減小重 量，提高設(shè)計可量測性，更大的角位移或轉(zhuǎn)矩，數(shù)字或分步致動，堆?；蚪诲e 致動以改進可控^f渡，活性復(fù)位彈簧，或通過反向電線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的差動致動。
為了定制活性材l浙02的力學(xué)性能和位移性能，子部分直接通過機械錨604 錨定。從該機械參照物來看，活性材料子部分可以配置為電或機械串聯(lián)式或并 聯(lián)式，以伸縮、堆?；蚪诲e列的結(jié)構(gòu)機械連接。電結(jié)構(gòu)可以在操作過程中通過 軟件定時、電路定時、外部或致動導(dǎo)致的電纟數(shù)蟲進行修改。
偏置彈簧606用來為活性才才料602提供恢復(fù)力。偏置彈簧606可以是任意形 式，只要能提供將活性材料恢復(fù)到激勵前形式所需的相應(yīng)的力和位移特性。彈 簧606可以是彈性材料、線性彈簧、非線性彈簧、貝式(Belleville)彈簧、板簧、 對抗活性材料金屬線等等。彈簧606還可包括多個串聯(lián)或并聯(lián)彈簧。偏置力和
位移的選擇應(yīng)該與活性材料的致動特性相匹配，由可調(diào)硬限位環(huán)618設(shè)置偏置 力和位移。適合的硬限位包括接合銷、螺母、定位螺絲，螺釘?shù)鹊取?br> 圖6B更清楚地顯示變換裝置，在該裝置中樞軸組#608、槽610和徑向輸 出軸612相互關(guān)聯(lián)，以便將軸向運動轉(zhuǎn)化為罩的轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)致動激OO的扭矩和 旋轉(zhuǎn)性能可以通過改變槽610的角度、槽610的摩擦力或通過具有曲線槽或多個 槽得到調(diào)整。同樣的，具有旋轉(zhuǎn)放大系統(tǒng)例如齒輪、凸輪，或者來自多次激勵 的棘輪效應(yīng)可以改變致動激OO的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)性能。此外，在槽610中增加缺口 來提供棘爪功能，或者禾,基于活性材料的棘爪來確定地松開棘齒和棘爪，這 進一步為致動著I600提供了可變性。另外，用于樞軸組#608的徑向輸出軸612 和槽610的使用使得致動器外罩614的至少一部分的使用成為必需。罩614的作 用是傳遞軸向和扭轉(zhuǎn)載荷，這可以通過多種不同的橫截面形式例如圓形的，管 道的，桁架的，方形的等等得以實現(xiàn)。
外罩614進一步可選地包括f^、通風(fēng)口622、孑L、間隙、閥，以幫助加熱
或7賴瞎等。這些可選的特征允許禾,分離的裝置或車働n掛冷卻裝置進行被
動或主動傳熱控制。加熱主要由活性材料金屬線602的電阻發(fā)熱提供。但是， 其它的主動車載加熱方式也可以使用，例如來自排氣的廢熱以及來自車艙空調(diào) 系統(tǒng)的車艙熱量。通過這些方法得到的熱量例如可以通過外罩614上的閥傳遞 給致動身l600。被動冷卻可以通過散熱導(dǎo)管、熱電傳導(dǎo)、外罩上的自然對流通 風(fēng)口、通過MH進行的強制對流、開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中的其它運動流體等等提供。
致動激00的可選力過載彈簧616提供保護活性材料致動效能的方法。當(dāng)超 過活性材M602設(shè)計承M:的過大外部扭矩作用到致動器上時，過載彈簧616將 M3i允許機械金屬線錨604的運動而吸納過量的力。過載彈簧616的預(yù)加載和硬 限位艦可調(diào)硬限位環(huán)618實現(xiàn)。
致動著I600可以更多地包括中心軸620和621 ，以便為致動器提供軸向剛度 以及機械參照物。通過隔離體619將軸分為兩個電隔離部分，這允許機械連接 同樣成為了電氣連接。
節(jié)描述了導(dǎo)流驢中使用的活性材料致動器的另一個示例性實施例，致 動器通常用700表示。致動奢l700構(gòu)造為il31在固定和移動部件之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩將 活性材料金屬線產(chǎn)生的張力轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動。致動器700有兩個同心圓柱。第 一圓柱包含桿710。第二圓柱包括在桿710周圍同心放置的管712。在桿710的兩
端放置兩個盤714和716?；钚圆牧辖饘倬€718在一定長度的管712的周圍纏繞并 且與激16連接。管712周圍j柳的活性材料金屬線的數(shù)量和每根金屬線的旋轉(zhuǎn) 次數(shù)與致動器700的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩需求有關(guān)，這由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定。回位機 構(gòu)722可操作i鵬接管712和節(jié)14。可選的，回位機構(gòu)與桿/管組件的同心圓柱 集成為一體，或由在導(dǎo)流裝置應(yīng)用中使用致動器的過程中產(chǎn)生的載荷提供?？?選的，支架(未示出)連接致動器700，以便可鉸接地將可移動主體部連接到 上，從而形成完整的活性材料致動的導(dǎo)流裝置組件。
在一種操作模式下，致動器700的兩個盤714和716是固定的。激勵^言號發(fā) 送給活性材料?；钚圆牧?18受到該信號的激勵，導(dǎo)致性質(zhì)變化，例如活性材 料金屬線的長度發(fā)生改變。該變化使得管712相對于桿710產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)偏置?；匚? 機構(gòu)722用于當(dāng)活性材料金屬線718失去激勵時使管712回到初始位置。在該操 作模式下，致動器700可以為導(dǎo)流裝置的主體部提供大約O度到至少大約180度 的旋轉(zhuǎn)。
在另一種操作模式下，致動器700只有一個盤(例如714)是固定的。首先 對活性材料金屬線718發(fā)送激勵信號，導(dǎo)致活性材料的性質(zhì)發(fā)生改變，盤716相 對桿710、管712和盤714發(fā)生旋轉(zhuǎn)?；匚缓處讟?gòu)722用于當(dāng)活性材料金屬線718失 去激勵時使盤716回至lJ初始位置。在該操作模式下，致動器700可以將活性材料 的線性位移轉(zhuǎn)化為與歡16物理相連的主體部的角位移。有利的，致動器700可 以為氣流路徑中的導(dǎo)流 提供全量程的偏轉(zhuǎn)角。此外，由于致動器不基于多 個活性材料段的增量運動或由單段的多次激勵產(chǎn)生的增量運動，所以相比現(xiàn)有 li術(shù)中的活性材料致動器，該導(dǎo)流裝置可以更快地展開和返回7jC平。
圖8到圖11描述了更多示例性活性材料致動的節(jié)所示導(dǎo)流裝置組件300的 導(dǎo)流裝置實施例。例如，圖8描述示例性導(dǎo)流裝置800?；钚圆牧?10例如電絕 緣彈性體板810、回位機構(gòu)812例如線性彈簧都連接且可J喿作itt接可移動主體 部814。設(shè)置電絕緣板810，以致活性材料的激勵導(dǎo)致可移動主體部814的線性 展開。在電絕緣彈性體失去激勵后，可移動主體部814線性縮回?？蛇x的，線 性彈簧812可以縮回主體部814。雖然上面的描述特別涉及電絕緣彈性體類型的 活性材料，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其它能夠產(chǎn)生大線性位移的活性材料也 可以替代以實現(xiàn)同樣的功能。
在圖9中描述了示例性導(dǎo)流裝置900?；钚圆牧?10例如電絕緣板、回位機
構(gòu)912例如扭轉(zhuǎn)彈簧都連接且可操作地連接可移動主體部914。電絕緣板910構(gòu) 造為在激勵時旋轉(zhuǎn)地移動可移動主體部914，扭轉(zhuǎn)彈熟12構(gòu)造為在電絕緣板910 失去mij時提供用于使可移動主體部914返回初始位置的偏置力。
在圖10中，描述了示例性導(dǎo)流裝置IOOO。圖10展示了導(dǎo)流裝置1000的收藏 位置和展開位置?；钚圆牧螴OIO (a)連接且可操作地連接可移動主體部1012 (a)?？梢苿又黧w部1012 (a)與車體1014相連接。活性材料IOIO (a)在接收 到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì)改變，從而彎曲到位置IOIO (b)。活性材料1010的激勵 將可移動主體部1012 (a)從相對于車體1014的收藏位置旋轉(zhuǎn)移動到位于車體 氣流路徑中的展開位置1012 (b)。在激勵信號停止后，活性材料IOIO (b)構(gòu) 造為返回到如IOIO (a)所示的初始形式，從而使可移動主體部1012 (b)返回 到其初始L(^i位置1012 (a)。
圖11描述另一個示例性導(dǎo)流裝置1100?；钚圆牧?110例如壓電材料連接且 可操作地連接行程放大器l 112和可移動主體部1114。壓電材料l 1 IO與行程放大 器1112構(gòu)造為當(dāng)受到激勵時旋轉(zhuǎn)移動可移動主體部1114，和當(dāng)失去激勵時使主 體部返回至頓始位置。
〈頓輛導(dǎo)流錢的過程大體包括將基于活性材料的致動器布置在可移動 主體部和車體之間。當(dāng)車 止例如停車，或低速行駛時，此時空氣阻力對燃 油經(jīng)濟性影響很小，導(dǎo)流裝置關(guān)閉，且處于與車體結(jié)構(gòu)對齊的位置或是隱藏到 車體結(jié)構(gòu)內(nèi)的位置?？蛇x的，當(dāng)車輛達到某一預(yù)定速度時，此時空氣阻力開始
影響燃油經(jīng)濟性，mii信號構(gòu)造為激勵活性材料。激勵信號弓胞活性材料的性
質(zhì)發(fā)生改變，其中這種改變會將可移動主體部從,和/或與車體平行的初始位 置旋轉(zhuǎn)移動到位于 氣流路徑中的位置。通過維持激勵信號，或者M31接合 無動力保持鎖定機構(gòu)，且在接合鎖定的同時切斷激勵信號，導(dǎo)流裝置能維持在 該位置。處于展開位置的導(dǎo)流裝置可以改善車輛的空氣動力學(xué)，從而減小氣流 阻力并且最終改善燃油經(jīng)濟性。當(dāng)車輛停止或大致減速時，可停止激勵活性材 料或者打開鎖定，而可移動主體部可以回到其初始位置(收藏和/或平行位置)， 此時車輛可以維持其設(shè)計的視覺魅力。使可移動部回位到初始位置可以通過提 供與活性材料提供的力相反的力的回位機構(gòu)實現(xiàn)，或是由活性材料本身通過其 性質(zhì)的反方向改變而返回主體部。這一過程可以重復(fù)所希望的任意次數(shù)，以改 善4^整個4OT壽命中的燃油經(jīng)濟性。
如上文所述，適合用于致動導(dǎo)流裝置的活性材料包括但不局限于形狀記憶
合金(SMA)、電活化聚合物(EAP)、電致伸縮材料、磁致伸縮材料、壓電材 料、鐵磁材料、磁流變彈性體(MR)和電流變彈性體(ER)。
SMA存在于若干不同的溫度相關(guān)的相位中。最經(jīng)常使用的這些相位是所 謂的馬氏體和奧氏體相位。在下文的描述中，馬氏體相位通常對應(yīng)于更容易變 形的、溫度更低的相位，而奧氏體相位通常對應(yīng)于更具有剛性的、溫度更高的 相位。當(dāng)形狀記憶合金處于馬氏體相位并加熱時，它開始向奧氏體相位發(fā)生轉(zhuǎn) 變。該現(xiàn)象開始時的溫度通常被稱為奧氏體開始溫度(As)。該現(xiàn)象完成時的 、驗則稱為奧氏體結(jié)束 鵬(Af)。當(dāng)開沐記憶合金處于奧氏體相位并冷卻時， 它開始向馬氏體相位發(fā)生轉(zhuǎn)變，該現(xiàn)象開始時的溫度稱為馬氏體開始溫度 (Ms)。奧氏體完成向馬氏體的轉(zhuǎn)變時的溫度稱為馬氏體結(jié)束溫度(Mf)。通 常，SMA處于馬氏體相位時要更為柔軟，更容易發(fā)生^i，而處于奧氏體相位 時要更為堅硬和/或具有更大的剛性?？紤]到以上性質(zhì)，形狀記憶合金的膨脹優(yōu) 選在不高于奧氏,變^J叟(不高于As)的溫度下進行。隨后在高于奧氏體轉(zhuǎn) 變溫度下的加熱導(dǎo)致已經(jīng)膨脹的形狀記憶合金回復(fù)至咜的原有開沐。因此，對 于SMA而言適合的激勵信號是熱W]信號，該信號的大小導(dǎo)致馬氏體和奧氏體 相位之間的轉(zhuǎn)化。
加熱時形狀記憶合金能夠記住其高溫形狀的溫度可以3Iii輕微改變合金成 分以M過熱處理進fiH周整。例如對于II"鈦形狀記憶合金，該纟鵬可以從約100 r以上變?yōu)榧s-10(TC以下。形狀恢復(fù)過程僅在幾度的范圍內(nèi)發(fā)生，而轉(zhuǎn)化的開 始或結(jié)束可以根據(jù)希望的應(yīng)用和合金成分控制在一度或兩度之內(nèi)。形狀記憶合 金的機械性質(zhì)在橫跨它們轉(zhuǎn)化的溫度范圍內(nèi)改變很大，通常提供形狀記憶效 應(yīng)，超彈性效應(yīng)和高阻尼能力。
合適的形狀記憶合金材料包括，但不局限于4I"鈦基合金，銦-鈦基合金， 4臬-鋁基合金，鎳-鎵基合金，銅基合金(例如，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-鉑基合金，鐵-鈀基合金等等。合金可以是二元，三元或任意更多元，只要 該合金組分展示制犬記憶效應(yīng)，例如形狀取向變化、屈服強度變化、禾口/或彎曲 模量性質(zhì)變化、阻尼能力變化、超彈性變化等等。適當(dāng)?shù)男螤钣洃浐辖鸾M分的 選擇取決于部件操作時的^i芰范圍。
鐵磁形狀記憶合金(FSMA)是形狀記憶合金下分的小類。鐵磁形狀記憶 合金的行為對以常規(guī)的形狀記憶合金材料，具有由應(yīng)力或熱導(dǎo)致的在馬氏體和 奧氏體之間的相位轉(zhuǎn)化。此外鐵磁形狀記憶合金是鐵磁體并且具有強磁晶各向 異性，這允許外磁場影響與馬氏體變體對齊的場的的方向/比例。當(dāng)磁場移走時, 材料可展示完全雙向、局部雙向或單向^l形己憶。對于局部或單向形狀記憶， 外部刺激、溫度、磁場或應(yīng)力可允許材料回到它的初始狀態(tài)。完全雙向形狀記 憶可以用于持續(xù)功率供給下的比例控制。單向形狀記憶在鎖定類型應(yīng)用中最為
有用，此時延遲的回位刺激允許鎖定功能。盡管一對Helmholtz線圈也可用于快
速響應(yīng)，但是在汽車應(yīng)用中外磁場通常由軟i^芯電磁體產(chǎn)生。
示例性鐵磁形狀記憶合金是H"錳-鎵基合金，鐵-鉬基合金，鐵-鈀基合金， 鈷-H"鋁基合金，鈷-銀l錢合金。與糊犬記憶合金相同，這齢金可以是二元， 三元或任意更多元，只要該合金組分展示形狀記憶效應(yīng)，例如形狀變化、取向 變化、屈服3艘變化、彎曲模量變化、阻尼能力變化、超彈性變化和/或?qū)σ孕?質(zhì)變化。合適的形狀記憶合金組分的選擇部分取決于在所要應(yīng)用中的溫度范圍 和響應(yīng)類型。
鐵磁形狀記憶合金是一種合金；通常由鎳-錳-鎵組成，會由于磁場引起的
應(yīng)變而改變形狀。鐵磁形狀記憶合金包含具有不同磁性取向和晶體取向的內(nèi)部 變體。在磁場中，這些變體的比例改變，因而弓胞材料的整體形狀發(fā)生改變。 鐵磁開m記憶合金致動器通常要求將鐵磁形狀記憶合金材料方is在電磁體的線 圈之間。線圈中通過的電流導(dǎo)致通過鐵磁形狀記憶合金材料的磁場，因而導(dǎo)致 其開鄰的改變。
電活化聚合物包括那些響應(yīng)于電場或力場展示壓電性質(zhì)、熱電性質(zhì)、電致 伸縮性質(zhì)的聚合材料。 一個例子是具有壓電聚乙烯共聚物(亞乙烯基氟化物-
三氟醚-乙烯(觀ylidene fluonde-tnfluoro-ethylene))的電致伸縮-嫁接彈性體。 該組合具有產(chǎn)生不同數(shù)量的鐵電-電致伸縮^ 合成系統(tǒng)的能力。這些可用作壓 電傳 或者甚至電致伸縮致動器。
適于用作電活化聚合物的材料包括任何大致絕緣聚合物，膠(或兩者的 結(jié)合)，其響應(yīng)于靜電力變形或者其變形導(dǎo)致電場的變化。適合用作預(yù)應(yīng)變聚
合物的示例性材料包括硅彈性體、丙烯酸彈性體、聚氨酯、熱塑性彈性體、包 含聚偏氟乙烯(PVDF)的共聚物，壓敏粘合劑、含氟彈性體、包含二分之一
硅和二分之一丙烯酸的聚合物等等。包含二分之一硅和二分之一丙烯酸的聚合 物例如包括包含二分之一硅和二分之一丙烯酸的共聚物、包含硅彈性體和丙烯 酸彈性體的共混聚合物。
用作電活化聚合物的材料可以根據(jù)一或多個材料特性來選擇，例如高電擊 穿強度、低彈性模量(用于大變形或小變形)、高介電常數(shù)等。在一個實施例
中，選擇聚合物以致其彈性模量至多大約100MPa。在另一個實施例中，選擇 聚合物以致其最大致動壓力在大約0.05MPa和大約10MPa之間，優(yōu)選在大約 0.3MPa和大約3MPa之間。在又一實施例中，選擇聚合物以致其介電常數(shù)在大 約2和大約20之間，，在大約2.5和大約12之間。但本發(fā)明不局限于上述范圍。 理想情況下，如果材料同時具備高介電常數(shù)和高介電強度，則希望材料具有比 以上給出范圍更高的介電常數(shù)。在許多情況下，電活化聚合物可以被加工制作 成薄膜。這些薄膜適合的厚度是小于50微米。
由于電活化聚合物可在高應(yīng)變下發(fā)生偏斜，所以與聚合物相連接的電極也 應(yīng)該在不影響機械性能和電性能的同時發(fā)生偏斜。通常，適合使用的電極可以 是任何形狀和豐才料，只要它們可以向電活化聚合物供應(yīng)合適的電壓，或從電活 化聚合物接收合適的電壓。電壓可以是匿定的或是隨時間變化的。在一個實施 例中，龜極與聚合物表面相粘附。與聚合物相粘附的電極優(yōu)選與聚合物改變的 開刻犬相適應(yīng)和一致。對應(yīng)的，本發(fā)明包括適應(yīng)的電極，其與它們連接的電活化 聚合物的形狀相一至文。電極可以僅僅作用于電活化聚合物的一部分，并且根據(jù) 它們的幾何形狀限定活性區(qū)域。適用于本發(fā)明的各禾中電極類型包括包含金屬跡 線和電荷分配層的結(jié)構(gòu)電極、包含平面尺寸變化的紋理電極、例如碳潤滑脂或 銀潤滑脂的傳導(dǎo)潤滑脂、膠質(zhì)懸浮液、例如碳纖維和碳納米管的高長寬比傳導(dǎo) 材料，以及離子傳導(dǎo)材料的混合物。
用于本發(fā)明電極的材料可有所變化。適合在電極中使用的材料包括石墨、 炭黑、膠質(zhì)懸浮液、包括金和銀的薄金屬、填充銀和填充碳的凝膠和聚合物， 以及離子或電子傳導(dǎo)聚合物。需要理解的是某些電極材料與特定聚合物可以工 作得很好，而跟另一些聚合物則工作得不那么好。舉例來說，碳纖維與丙烯酸 彈性體聚合物工作得很好，而與硅聚合物工作得不那么好。
適合的壓電材料包括，但不局限于，無機化合物、有機化合物和金屬。對 于有機材料，所有在分子的主mi:或支鏈上或主鏈和支鏈上具有非中心對稱結(jié)構(gòu)和大的偶極矩基的聚合物材料都可以作為壓電薄膜的合適f，材料。示例性 聚合物包括例如，但不局限于聚(鈉4-苯乙烯磺酸鹽)，聚(聚(乙烯胺)主鏈 偶氮發(fā)色團)和它們的衍生物；聚氟碳包括聚偏二氟乙烯、它的共聚物偏二氟 乙烯("VDF")，共三氟乙烯以及它們的衍生物；聚氯碳包括聚(氯乙烯)，聚 偏二氯乙烯以及它們的衍生物；聚丙烯腈以及它們的衍生物；聚羧酸，包括聚
(甲基丙烯酸)、以及它們的衍生物；聚尿素，以及它們的衍生物；聚氨基甲 酸，以及它們的衍生物；生物^T例如聚-L-乳酸以及它們的衍生物，細胞膜蛋 白質(zhì)，和磷酸生物分子例如phosphodilipids;聚苯胺以及它們的衍生物，四胺
(tetamines)的所有衍生物；聚酰胺包括芳香聚酉劃安以及聚酰亞胺包括K邵ton 和聚醚酰亞胺(polyethenmide)，以及它們的衍生物；所有的膜聚合物；聚(N-乙烯吡咯烷酮)(PVP)同聚物以及它的衍生物，PVP-疼醋酸乙烯的任意共聚 物；所有在主鏈上駭鏈上或主鏈和支f肚具有偶極矩基的芳族聚合物，以及 它們的混合物。
壓電材料同樣可以包括從以下選擇的金鳳鉛、銻、錳、鉭、鋯、鈮、鑭、 鉑、鈀、鎳、鴇、鋁、鍶、鈦、鋇、鈣、鉻、銀、鐵、硅、銅以及包含以上至 少一種金屬的合金，以及以上至少一種金屬的氧化物。適合的金屬氧化物包括 Si02、 A1203、 Zr02、 Ti02、 SrTi03、 PbTi03、 BaTi03、 Fe03、 Fe304、 ZnO以及 它們的混合物，以及VIA族禾口皿族化合物例如CdSe、 CdS、 GaAs、 AgCaSe^ ZnSe、 GaP、 InP、 ZnS，以及它們的混合物。ifci^地，壓電材料可以從聚偏二 氟乙烯、鋯鈦酸鉛、鈦酸,以及它們的混合物中選取。
適合的MR齊性體材料包括但不局限于包含鐵磁或順麵粒懸浮液的彈性 聚合物基質(zhì)，其中顆粒在上文已經(jīng)描述過。適合的聚合物基質(zhì)包括但不局限于 聚-a-烯烴、天然橡膠、硅、聚丁二烯、聚乙烯、聚異戊二烯等等。
有利的是，上文所述的活性材料致動的導(dǎo)流裝置和過程在車輛行駛時可以 減小其空氣阻力，改善燃油經(jīng)濟性，同時在車輛靜止時維持光滑、平齊車身線
條帶來的美學(xué)魅力。此外，由于基于活性材料的致動器在最短的致動時間內(nèi)提 供大的主體旋轉(zhuǎn)/移動，與以往的導(dǎo)流裝置相比，它們可以在不犧牲性能的同時 減輕重量、減小尺寸以及降低噪音。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白這種活性 材料致動的導(dǎo)流裝置可以構(gòu)造為連接到車體上的任意帶有鉸鏈板。
本書面描述使用示例公開了包括最佳方式的本發(fā)明，，還能使熟悉本領(lǐng)域
技術(shù)的任何人員再現(xiàn)和使用本發(fā)明。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，可包 括熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員能想到的其它示例。只要這些其它示例的結(jié)構(gòu)元件與 權(quán)利要求的文字描述相一致，或者只要這些其它示例包括與權(quán)利要求的文字描 述無實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認為這些其它示例落入權(quán)利要求的保護范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種車輛導(dǎo)流裝置，包括與車體物理連接的可移動主體部；包含活性材料的致動器，該活性材料與車體和可移動主體部可操作地連接；其中活性材料在接收到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì)的變化，其中這種性質(zhì)的變化有效地通過致動器的運動使可移動主體部從初始位置或者氣流中的展開位置中的任一個位置移動到初始位置或展開位置中的另一個位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的車輛導(dǎo)流裝置，其特征在于，活性材料包括形狀記憶合金、電活化聚合物、磁流變彈性體、壓電材料、磁致伸縮材料、電致伸 縮材料、電流變彈性體、鐵磁開鄰記憶合金或包含至少一種，活性材料的組合。
3、 如權(quán)利要求1所述的車輛導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述性質(zhì)的變化包 括尺寸的變化、形狀的變化、剪切力的變化、形狀取向的變化、彎曲模量的變 化，或者包含至少一種戰(zhàn)性質(zhì)的組合的變化。
4、 如權(quán)利要求1所述的車輛導(dǎo)流裝置，其特征在于，激勵信號包括熱激 勵信號、電、^I]信號、磁纟繊信號、化學(xué)激勵信號、機械載荷或是包含至少一 種i^激勵信號的組合。
5、 如權(quán)利要求1所述的車輛導(dǎo)流裝置，還包含與車體及可移動主體部可 操作地連接的回位^幾構(gòu)，其中該回位機構(gòu)構(gòu)造為提供與活性材料提供的力相反 的力，其中所述力導(dǎo)致可移動主體部回到展開位置或初始位置中的任一個位 置，其中活性材料在被激勵時有效克服回位機構(gòu)提供的力。
6、 如權(quán)利要求5所述的車輛導(dǎo)流裝置，還包括與車體和可移動主體部可 操作地連接的無動力保持鎖定機構(gòu)，其中所述無動力保持鎖定機構(gòu)構(gòu)造為當(dāng)活 性材料失去激勵時將可移動主體部保持在展開位置或初始位置中的任一個位 置，其中釋放鎖定允許所選擇的回位機構(gòu)和活性材料其中之一將可移動主體部 移動至帳開位置或初始位置中的另一個位置。
7、 如權(quán)利要求1所述的車輛導(dǎo)流裝置，其特征在于，致動器還包括在桿 的周圍同心放置的管，其中所述桿在每個端部布置有盤，其中活性材料布置在 桿周圍并與盤相連接，活性材料構(gòu)造為在收到激勵信號后相對于所述桿向所述 管施加旋轉(zhuǎn)偏置。
8、 一種用于 導(dǎo)流裝置的活性致動1鉸鏈組件，包括放置在致動器 罩上的線性位移活性材料，其中活性材料構(gòu)造為在接收到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì) 的變化；與線性位移活性材料可操作地連接的徑向輸出軸，其中活性材料性質(zhì)的變 化有效地提供徑向輸出軸的軸向移動；禾口樞軸組件，其與徑向輸出軸和致動器罩可操作ite接，構(gòu)造為將輸出軸的軸向移動轉(zhuǎn)化成致動器罩的旋轉(zhuǎn)運動。
9、 如權(quán)禾腰求8所述的活性致動l鉸鏈組件，其特征在于，致動器罩包 摘頃斜槽，其中所述徑向輸出軸在傾斜槽中移動，從而實現(xiàn)致動器罩的旋轉(zhuǎn)運 動。
10、 如權(quán)利要求8所述的活性致動l鉸鏈組件，其特征在于，活性材料包括形狀記憶合金、電活化聚合物、磁流變彈性體、壓電材料、電致伸縮材料、 磁致伸縮材料、電流變彈性體、鐵磁形狀記憶合金、或者包含至少一種上述活性材料的組合。
11、 如權(quán)禾腰求8所述的活性致動l鉸鏈組件，其特征在于，所述性質(zhì)的變化包括尺寸的變化、形狀的變化、剪切力的變化、形狀取向的變化、彎曲模 量的變化，或者包含至少一種，性質(zhì)的組合的變化。
12、 如權(quán)利要求8所述的活性致動黑鉸鏈組件，其特征在于，激勵信號包 括熱ma信號、電、W]信號、磁敫勵信號、化學(xué)激勵信號、機械載荷或是包含 至少一種J^激勵信號的組合。
13、 如權(quán)利要求8所述的活性致動l鉸鏈組件，還包括放置在致動器罩內(nèi) 部且與樞軸組件可操作地連接的回位機構(gòu)，其中該回位機構(gòu)構(gòu)造為使活性材料 恢復(fù)到性質(zhì)變化前的狀態(tài)。
14、 一種使用車輛導(dǎo)流裝置的方法，包括 將包含活性材料的致動器放置在車體和可移動主體部之間； 激勵活性材料以實現(xiàn)活性材料性質(zhì)的變化，其中性質(zhì)的變化通過致動器的運動使可移動主體部從初始位置或車輛氣流中的展開位置中的任一個位置移動 到初始位置或展開位置中的另一個位置； 停止ma活性材料。
15、 如權(quán)禾腰求14所述的方法，還包括使鎖定機構(gòu)接合。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，活性材料包括照犬記憶合金、電活化聚合物、磁流變彈性體、壓電材料、電劍申縮材料、磁致伸縮材料、電 流變彈性體、鐵磁開別犬記憶合金，或者包含至少一種，活性材料的組合。
17、 如權(quán)禾腰求14所述的方法，其特征在于，所述性質(zhì)的變化包括尺寸的 變化、形狀的變化、剪切力的變化、形狀取向的變化、彎曲模量的變化，或者 包含至少一種上述性質(zhì)的組合的變化。
18、 如權(quán)禾腰求14所述的方法，其特征在于，停止激勵活性材料有效地將 可移動主體部回位到展開位置或初始位置中的任一個位置。
19、 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括通過與車體及可移動主體部可操作 土tt接的回位機構(gòu)將可移動主體部回位到初始位置，其中該回位機構(gòu)構(gòu)造為提 供與活性材料提供的力相反的力，其中所述力導(dǎo)致可移動主體部回到展開位置 或初始位置中的任一個位置，其中活性材料在被'W]時有效克服回位機構(gòu)提供 的力。
20、 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，將可移動主體部回位還包括 釋放與車體和可移動主體部可操作地連接的無動力保持鎖定機構(gòu)，其中所述無 動力保持鎖定機構(gòu)構(gòu)造為在活性材料失去、激勵時將可移動主體部保持在展開位 置或初始位置中的任一^H立置，其中釋放鎖定允許回位機構(gòu)將可移動主體部移動至帳開位置或初始位置中的另一個位置。
21、 如權(quán)禾腰求14所述的方法，其特征在于，激勵活性材料包括提供激勵信號，其中所述ma信號包括熱激勵信號、電激勵信號、磁激勵信號、化學(xué)ma信號、機械載荷，或是包含至少一種J^^MM言號的組合。
全文摘要
一種車輛導(dǎo)流裝置，包括與車體物理連接的可移動主體部和包含活性材料的致動器，該活性材料與車體和可移動主體部可操作地連接；其中活性材料在接收到激勵信號后經(jīng)歷性質(zhì)的變化，其中這種性質(zhì)的變化有效地通過致動器的運動使可移動主體部從初始位置或者氣流中的展開位置中的任一個位置移動到初始位置或展開位置中的另一個位置。
文檔編號B62D35/00GK101172491SQ20071019297
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者A·C·基夫, A·L·布勞恩, B·哈利希, C·P·亨里, D·M·斯米克, G·A·赫雷拉, G·P·麥奈特, N·L·約翰遜 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司