基于sma材料的驅動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于SMA材料的驅動裝置包括SMA卷簧、主軸以及底盤；所述SMA卷簧一端連接所述主軸，另一端連接所述底板；所述主軸設置在所述底板的上側。本發(fā)明提供了的基于SMA材料的驅動裝置還包括第一軸套和螺釘；所述SMA卷簧通過所述第一軸套連接所述主軸；所述第一軸套的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔；所述SMA卷簧一端嵌入所述切槽，所述第一軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸。本發(fā)明提供了的基于SMA材料的驅動裝置還包括SMA卷簧限位圈，所述SMA卷簧限位圈設置在所述SMA卷簧的外側，所述SMA卷簧限位圈的兩端連接所述底盤。本發(fā)明構型新穎且簡單，相對電機等輸出機構，具有重量輕，裝配工藝性良好的優(yōu)點。
【專利說明】基于SMA材料的驅動裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉驅動裝置及，具體地，涉及一種基于SMA材料的驅動裝置。

【背景技術】
[0002]隨著時代的發(fā)展，僅依靠環(huán)境溫度變化實現(xiàn)特定作用的設備因其具有自主控制、無功耗損失等特點，已成為各行業(yè)的發(fā)展重點。在航天領域中，熱控制是航天器的重要環(huán)節(jié)，其中主動熱控是現(xiàn)階段熱控的發(fā)展方向。
[0003]記憶合金材料中有些合金能實現(xiàn)雙程形狀記憶，使之在高溫、低溫時具有兩種狀態(tài)，其具有性能穩(wěn)定、變形能力強、輸出力矩大等優(yōu)點


【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于SMA材料的驅動裝置。通過SMA卷簧和卷簧輸出組合力矩，并通過轉角控制桿和限位螺釘控制輸出角度，從而實現(xiàn)驅動裝置在環(huán)境溫度條件影響下自主輸出一定角度內的往復轉動。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置包括SMA卷簧、主軸以及底盤；
[0006]所述SMA卷簧一端連接所述主軸，另一端連接所述底盤；所述主軸設置在所述底盤的上側。
[0007]優(yōu)選地，還包括第一軸套和螺釘；所述SMA卷簧通過所述第一軸套連接所述主軸；
[0008]所述第一軸套的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔；
[0009]所述SMA卷簧一端嵌入所述切槽，所述第一軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸。
[0010]優(yōu)選地，還包括SMA卷簧限位圈，所述SMA卷簧限位圈設置在所述SMA卷簧的外側，所述SMA卷簧限位圈的兩端連接所述底盤。
[0011]優(yōu)選地，還包括卷簧和第二軸套；
[0012]所述卷簧的一端連接所述底盤，另一端通過所述第二軸套連接所述主軸；
[0013]所述第二軸套的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔；
[0014]所述卷簧一端嵌入所述切槽，所述第二軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸。
[0015]優(yōu)選地，還包括軸支座底和軸支座蓋；所述軸支座底連接所述軸支座蓋；
[0016]所述主軸設置在所述軸支座底連接所述軸支座蓋之間；
[0017]所述軸支座底連接所述底盤。
[0018]優(yōu)選地，還包括轉角控制桿和限位螺釘；
[0019]所述轉角控制桿連接所述主軸，所述限位螺釘連接所述底盤；所述限位螺釘用于限制所述轉角控制桿的旋轉角度。
[0020]優(yōu)選地，所述底盤設置有圓弧槽，所述圓弧槽的兩端設置有倒角；圓弧槽設置在所述SMA卷簧的正下側
[0021]所述圓弧槽配合所述SMA卷簧限位圈限制SMA卷簧。
[0022]優(yōu)選地，所述SMA卷簧和所述卷簧的截面為阿基米德曲線。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024]1、本發(fā)明構型新穎且簡單，相對電機等輸出機構，具有重量輕，裝配工藝性良好的優(yōu)點；
[0025]2、本發(fā)明為無源驅動，無功耗損失；
[0026]3、本發(fā)明可根據(jù)功能需要，在同樣的SMA卷簧、卷簧的前提下，通過改變軸套的安裝角度，改變輸出力矩大小，也可通過設計不同夾角的轉角控制桿改變輸出轉動角度；
[0027]4、本發(fā)明基于進一步降低重量需求，可在主軸輸出端連接被驅動裝置的情況下，依次拆除軸支座蓋、墊片、軸支座底，從而進一步實現(xiàn)輕量化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0029]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明中一種軸套的結構示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明中另一種軸套的結構示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明中轉角控制桿的結構示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明中底盤的結構示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明中中軸支座底、軸支座蓋、墊片組合安裝示意圖。
[0035]圖中:
[0036]I為卷簧；
[0037]2為第二軸套；
[0038]3為SMA卷簧限位圈；
[0039]4 為 SMA 卷簧；
[0040]5為第一軸套；
[0041]6為轉角控制桿；
[0042]7為限位螺釘；
[0043]8為底盤；
[0044]9為墊片；
[0045]10為軸支座底；
[0046]11為主軸；
[0047]12為軸支座蓋。

【具體實施方式】
[0048]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0049]在本實施例中，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置包括SMA卷簧3、主軸11以及底盤8 ；
[0050]所述SMA卷簧3 —端連接所述主軸11，另一端連接所述底盤8 ;所述主軸11設置在所述底盤8的上側。
[0051]本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置還包括第一軸套5和螺釘；所述SMA卷簧3通過所述第一軸套5連接所述主軸11 ;
[0052]所述第一軸套5的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔；
[0053]所述SMA卷簧3 —端嵌入所述切槽，所述第一軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸11。
[0054]本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置還包括SMA卷簧限位圈3，所述SMA卷簧限位圈3設置在所述SMA卷簧4的外側，所述SMA卷簧限位圈3的兩端連接所述底盤8。
[0055]本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置還包括卷簧I和第二軸套2 ;所述卷簧I的一端連接所述底盤8，另一端通過所述第二軸套2連接所述主軸11 ;所述第二軸套2的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔；所述卷簧I 一端嵌入所述切槽，所述第二軸套2通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸11。
[0056]本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置還包括軸支座底10和軸支座蓋12 ;所述軸支座底10連接所述軸支座蓋12 ;所述主軸11設置在所述軸支座底10連接所述軸支座蓋12之間；所述軸支座底10連接所述底盤8。本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置還包括轉角控制桿6和限位螺釘7 ;
[0057]所述轉角控制桿6連接所述主軸11，所述限位螺釘7連接所述底盤8 ;所述限位螺釘7用于限制所述轉角控制桿6的旋轉角度。
[0058]所述底盤8設置有圓弧槽，所述圓弧槽的兩端設置有倒角；圓弧槽設置在所述SMA卷簧4的正下側。所述圓弧槽配合所述SMA卷簧限位圈限制SMA卷簧可能發(fā)生的不規(guī)則變形，從而保證SMA卷簧變形規(guī)則輸出力矩穩(wěn)定可靠。
[0059]所述SMA卷簧4和所述卷簧I的截面為阿基米德曲線。第一軸套5、第二軸套2開有切槽，切槽與卷簧連接部位截面一致，兩者通過嵌入連接。軸套材料為鋁合金，為凸臺形式，一端連接卷簧I或SMA卷簧4，一端開有螺紋孔，用緊釘螺釘固定于主軸上。
[0060]卷簧1、SMA卷簧4的安裝位置決定轉動輸出方向。以面向主軸11輸出端順時針轉動為驅動，逆時針轉動為回復為例，SMA卷簧4末端安裝于面向輸出端左側，卷簧I的末端安裝于面向輸出端右側?？上鄬χ鬏S11旋轉第一軸套5、第二軸套2安裝角度，調節(jié)組合輸出力矩，即SMA卷簧驅動力矩、卷簧阻力矩之差和回復力矩即卷簧反向驅動力矩、SMA卷簧恢復力矩之和的大小。
[0061]轉角控制桿6通過螺母壓緊安裝于主軸11上，通過綜合考慮限位螺釘直徑、驅動裝置預定轉動角，從而得到轉角控制桿自身兩邊夾角。如需設置驅動裝置轉動角90°，選用限位螺釘為M3，則設置轉角控制桿兩端夾角為103°。軸支座底10、軸支座蓋12固定主軸11，使主軸11軸線與底盤8安裝面平行，穩(wěn)定輸出力矩。當主軸11輸出段連接被驅動裝置后，為減輕驅動裝置重量，可依次拆除軸支座蓋12、墊片9、軸支座底10，從而取下以上三部分。
[0062]本發(fā)明提供的基于SMA材料的驅動裝置采用形狀記憶合金材料(SMA)的卷簧作為動力源，常規(guī)不銹鋼卷簧輔助復位，兩卷簧通過機械連接于主軸11上，通過轉角控制桿6限定旋轉角度。當外界環(huán)境溫度升高，SMA卷簧4產(chǎn)生變形，輸出轉矩，克服卷簧I阻力矩，從而通過主軸11輸出力矩；當溫度降低，SMA卷簧4回復變形，卷簧輸出力矩與SMA卷簧4同向，輔助反向輸出力矩。由于轉角控制桿等限制，本發(fā)明可作為驅動裝置實現(xiàn)輸出相應角度的往復轉動。
[0063]相對電機等有源驅動裝置，本發(fā)明重量輕、系統(tǒng)簡單、無功耗損失，且可隨溫度環(huán)境自主控制，在航天等領域具有較強的應用前景。
[0064]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【權利要求】
1.一種基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，包括SMA卷簧、主軸以及底盤； 所述SMA卷簧一端連接所述主軸，另一端連接所述底盤；所述主軸設置在所述底盤的上側。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，還包括第一軸套和螺釘；所述SMA卷簧通過所述第一軸套連接所述主軸； 所述第一軸套的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔； 所述SMA卷簧一端嵌入所述切槽，所述第一軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，還包括SMA卷簧限位圈，所述SMA卷簧限位圈設置在所述SMA卷簧的外側，所述SMA卷簧限位圈的兩端連接所述
。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，還包括卷簧和第二軸套； 所述卷簧的一端連接所述底盤，另一端通過所述第二軸套連接所述主軸； 所述第二軸套的一端設置有切槽，另一端設置有螺紋孔； 所述卷簧一端嵌入所述切槽，所述第二軸套通過螺釘旋入所述螺紋孔連接所述主軸。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，還包括軸支座底和軸支座蓋；所述軸支座底連接所述軸支座蓋； 所述主軸設置在所述軸支座底連接所述軸支座蓋之間； 所述軸支座底連接所述底盤。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，還包括轉角控制桿和限位螺釘； 所述轉角控制桿連接所述主軸，所述限位螺釘連接所述底盤；所述限位螺釘用于限制所述轉角控制桿的旋轉角度。
7.根據(jù)權利要求3所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，所述底盤設置有圓弧槽，所述圓弧槽的兩端設置有倒角；圓弧槽設置在所述SMA卷簧的正下側 所述圓弧槽配合所述SMA卷簧限位圈限制SMA卷簧。
8.根據(jù)權利要求2所述的基于SMA材料的驅動裝置，其特征在于，所述SMA卷簧和所述卷簧的截面為阿基米德曲線。
【文檔編號】F03G7/06GK104454414SQ201410572753
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權日:2014年10月23日
【發(fā)明者】張濤, 翟載騰, 謝龍, 周麗平, 孫延博 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所