專利名稱：可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)及其激發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)及其激發(fā)方法，主要應用于作為產(chǎn)品零部 件連接部位之間的連接件。
背景技術(shù)：
目前電子產(chǎn)品主要采用人工拆卸或機械破碎的方式進行預處理，前者效率很低， 后者會破壞可重用的零部件或元器件。針對這些問題，國外有專家提出了主動拆卸的概念， 即通過在設(shè)計產(chǎn)品時應用主動拆卸結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)品連接件，使產(chǎn)品在加熱到特定溫度 時自動拆解，目前采用的主動拆卸結(jié)構(gòu)是以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件或以 形狀記憶高分子材料為材質(zhì)的塑料卡扣，目前針對這些結(jié)構(gòu)，主要有五種加熱激發(fā)的方法 空氣對流加熱即空氣浴、沉浸法加熱如水浴加熱、微波加熱、遠紅外線加熱及感應加熱，五 種加熱方式各有利弊，如水浴或空氣浴均為對整件產(chǎn)品進行加熱，對耐熱性較差的其它零 部件可能造成損害，而且加熱時能量分散，能耗較高，熱量傳遞到產(chǎn)品內(nèi)部的主動拆卸結(jié)構(gòu) 耗時較長，激發(fā)時間不可控，產(chǎn)品的拆卸效率下降；國外有專家曾研究以熱塑性熱熔粘結(jié)劑 為材質(zhì)制成產(chǎn)品零部件之間的連接件，將細金屬線或雙金屬片埋入連接件的內(nèi)部，金屬線 或雙金屬片通電之后局部產(chǎn)生集中的熱量，將以熱塑性熱熔粘結(jié)劑為材質(zhì)的連接件迅速熔 化，零部件之間的連接關(guān)系失效，但連接部位之間連接件的強度有所降低，連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計 較復雜，只適用一些結(jié)構(gòu)簡單的小型電子產(chǎn)品。因此迫切需要一種可行的主動拆卸結(jié)構(gòu)激發(fā)方法，使主動拆卸結(jié)構(gòu)更易于激發(fā)， 零部件連接部位間連接關(guān)系更易于失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)及其 激發(fā)方法，以期采用電熱激發(fā)方法實現(xiàn)所述主動拆卸結(jié)構(gòu)在零部件連接部位間的連接關(guān)系 失效，實現(xiàn)主動拆卸。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下方案本發(fā)明可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)，其特征是包括設(shè)置以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，所述主動拆卸驅(qū)動部件在通電 激發(fā)后提供主動拆卸驅(qū)動力；或設(shè)置作為零部件連接部位之間連接件的塑料卡扣，所述塑料卡扣是以形狀記憶 高分子材料為材質(zhì)，在塑料卡扣的表面設(shè)置電熱片或內(nèi)置電熱絲，以電熱片或內(nèi)置電熱絲 通電激發(fā)塑料卡扣變形使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸；所述塑料卡扣 或是以熱塑性塑料為材質(zhì)，在所述塑料卡扣的根部內(nèi)置電熱絲，電熱絲通電使塑料卡扣的 根部熔斷，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸。本發(fā)明主動拆卸結(jié)構(gòu)的電熱激發(fā)方法，其特征是針對以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，接通電源，激發(fā)所述主動拆卸驅(qū)動部件使其在變形時產(chǎn)生滿足零部件分離所需的驅(qū)動力要求，實現(xiàn)零部件之間的主動分 離，控制所述主動拆卸驅(qū)動部件的電功率以調(diào)節(jié)其被激發(fā)變形的時間。針對以形狀記憶高分子材料為材質(zhì)的塑料卡扣，接通電熱片或電熱絲電源，電熱 片或電熱絲通電后產(chǎn)生的熱量使塑料卡扣被激發(fā)變形產(chǎn)生滿足零部件連接關(guān)系失效所需 的變形量要求，控制電熱片或電熱絲的功率調(diào)節(jié)塑料卡扣被激發(fā)變形的時間；針對所述以熱塑性塑料為材質(zhì)的塑料卡扣，接通電熱絲電源，電熱絲通電后使塑 料卡扣的根部熔斷，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸，控制電熱絲的功率 調(diào)節(jié)塑料卡扣被熔斷的時間。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)與以傳統(tǒng)的熱激發(fā)法激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)相同，以形 狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，其電熱激發(fā)方式為自熱激發(fā)，對于以形狀記憶高 分子材料為材質(zhì)的塑料卡扣，以內(nèi)置電熱絲激發(fā)其變形為內(nèi)熱激發(fā)，以貼在塑料卡扣表面 的電熱片激發(fā)其變形為外熱激發(fā)，對于以熱塑性塑料為材質(zhì)的塑料卡扣，以內(nèi)置電熱絲熔 斷塑料卡扣根部為內(nèi)熱熔斷，自熱激發(fā)、外熱激發(fā)、內(nèi)熱激發(fā)、內(nèi)熱熔斷均為局部熱激發(fā)或 局部熔斷，能量集中，能耗較小，有效的避免了傳統(tǒng)的熱激發(fā)方式對零部件的損害，主動拆 卸時間均可控，極大的提高了電子產(chǎn)品在生命終端的拆卸效率，有效的避免了傳統(tǒng)的人工 拆卸方式或機械破碎方式對零部件的損害，提高了對可重用零部件的回收率，降低零部件 的回收成本。


圖la、圖Ib為本發(fā)明中可電熱激發(fā)的形狀記憶彈簧驅(qū)動件示意圖。圖2為本發(fā)明中可電熱激發(fā)的形狀記憶高分子材料卡扣示意圖。圖3a、圖北為本發(fā)明中可電熱激發(fā)的熱塑性塑料卡扣示意圖。圖中標號U電源，1上蓋零部件，2形狀記憶合金彈簧，3彈簧導向柱，4下蓋零部 件，5卡槽，6形狀記憶高分子材料卡扣，7電熱片，8熱塑性塑料卡扣，9電熱絲。
具體實施例方式針對以形狀記憶合金制成的主動拆卸驅(qū)動部件如形狀記憶合金彈簧、箔片、圓管， 其具有良好的電熱性能與熱穩(wěn)定性，且變形后輸出力大，主動拆卸驅(qū)動部件在接通電源后 產(chǎn)生熱量，當達到主動拆卸驅(qū)動部件的激發(fā)溫度時，激發(fā)所述主動拆卸驅(qū)動部件使其在變 形時產(chǎn)生滿足零部件分離所需的驅(qū)動力要求，實現(xiàn)零部件之間的主動分離，通過控制主動 拆卸驅(qū)動件的功率調(diào)節(jié)其被激發(fā)變形的時間。圖1所示為形狀記憶合金彈簧驅(qū)動件，材質(zhì)為Ni-Ti形狀記憶合金，圖Ia所示的 形狀記憶彈簧2為連接的工作狀態(tài)，即產(chǎn)品裝配時或正常使用時的狀態(tài)，形狀記憶彈簧2 與普通彈簧具有相同的結(jié)構(gòu)，其中立柱3對彈簧被激發(fā)變形后產(chǎn)生的輸出驅(qū)動力起導向作 用；圖Ib所示的形狀記憶彈簧2為激發(fā)狀態(tài)，即在產(chǎn)品拆卸時彈簧被接通電源后的激發(fā)變 形狀態(tài)，此時彈簧已經(jīng)發(fā)生了變形產(chǎn)生滿足零部件分離所需的驅(qū)動力要求，在零部件上蓋1 與下蓋4連接關(guān)系失效的條件下，將零部件上蓋1與下蓋4主動分離。根據(jù)實現(xiàn)零部件主 動分離所需的驅(qū)動力即形狀記憶合金彈簧的變形輸出力要求設(shè)計形狀記憶合金彈簧，根據(jù)形狀記憶合金彈簧的質(zhì)量、比熱、激發(fā)其變形的時間以及激發(fā)溫度計算其所需的功率，對形 狀記憶合金彈簧的功率選擇提供數(shù)據(jù)參考。針對以形狀記憶高分子材料為材質(zhì)的塑料卡扣，簡稱形狀記憶高分子材料卡扣， 在形狀記憶高分子材料卡扣的根部貼有電熱片或內(nèi)置電熱絲，接通電熱片或電熱絲電源， 電熱片或電熱絲通電后產(chǎn)生的熱量對形狀記憶高分子材料卡扣進行熱傳導，當達到形狀記 憶高分子材料卡扣的激發(fā)溫度時，形狀記憶高分子材料卡扣被激發(fā)變形產(chǎn)生滿足零部件連 接關(guān)系失效所需的變形量要求，內(nèi)置電熱絲的功率要求較低，避免形狀記憶高分子材料卡 扣的記憶性能被破壞，只起到激發(fā)形狀記憶高分子材料卡扣變形的目的，采用此方法能量 集中，更易激發(fā)形狀記憶高分子材料卡扣變形，控制電熱片或電熱絲的功率調(diào)節(jié)形狀記憶 高分子材料卡扣被激發(fā)變形的時間。圖2所示為形狀記憶高分子材料卡扣，圖中顯示出了兩個狀態(tài)，實線部分表達為 連接的工作狀態(tài)，即產(chǎn)品裝配時或正常使用時的狀態(tài)；此時卡扣6被卡在卡槽5中，由卡扣 6與卡槽5實施兩個零部件之間的卡接；虛線部分表達為主動拆卸的狀態(tài)，為激發(fā)狀態(tài)，即 產(chǎn)品拆卸時卡扣6被電熱片7通電激發(fā)后的狀態(tài)。將普通塑料注塑為卡扣6在激發(fā)狀態(tài) 的形狀，根據(jù)激發(fā)溫度的不同施加不同劑量的輻照，將輻照后的卡扣加熱到激發(fā)溫度以上 20°C，并模壓為卡扣6工作狀態(tài)的形狀，保持壓力并冷卻到激發(fā)溫度以下后，卡扣6即保持 為工作狀態(tài)的形狀，將電熱片7貼在卡扣6的根部，按普通的卡扣裝配方式裝配，在產(chǎn)品拆 卸時電熱片7接通電源后對卡扣6進行熱傳導，當達到卡扣6的激發(fā)溫度時，激發(fā)卡扣6變 形，脫離了卡槽5，從而失去了連接功能，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，電熱片7的厚 度不超過0. 5mm,電熱片7內(nèi)部有功率很高的電熱絲，電熱絲具有良好的電熱性能，外部有 極其柔軟的絕緣層，絕緣層應具有良好的的熱傳導性能，電熱片7與卡扣6能夠在卡扣6變 形過程中始終保持貼緊狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)電熱片7的功率改變卡扣6被激發(fā)變形的時間?；?在熱塑性塑料注塑為卡扣6在激發(fā)狀態(tài)的同時，將電熱絲埋入其根部，電熱絲通電后同樣 可激發(fā)形狀記憶高分子材料卡扣變形，使得卡扣與卡槽的連接關(guān)系失效，達到主動拆卸的 目的。針對所述以熱塑性塑料為材質(zhì)的塑料卡扣，簡稱熱塑性塑料卡扣，將電熱絲埋入 熱塑性塑料卡扣中，接通電熱絲電源，電熱絲通電后使熱塑性塑料卡扣的根部熔斷，使零部 件連接之間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸，控制電熱絲的功率調(diào)節(jié)熱塑性塑料卡扣被熔斷 的時間。圖3所示為熱塑性塑料卡扣，圖3a表達為連接的工作狀態(tài)，即產(chǎn)品裝配時或正常 使用的狀態(tài)，此時卡扣8被卡在卡槽5中，由卡扣8與卡槽5實施兩個零部件之間的卡接； 圖北為主動拆卸的狀態(tài)，為熔斷狀態(tài)，即在產(chǎn)品拆卸時卡扣8被電熱絲9接通電源后熔斷 的狀態(tài)。在熱塑性塑料注塑為卡扣的過程中將電熱絲9埋入其根部，在熱塑性塑料卡扣成 型后可按普通卡扣的方式裝配，電熱絲9接通電源后局部會產(chǎn)生很高的熱量，將卡扣8根部 熔斷，使得卡槽5與卡扣8的連接關(guān)系失效，通過調(diào)節(jié)電熱絲9的功率改變卡扣8被熔斷的 時間。當熱塑性塑料卡扣8由工作狀態(tài)到卡扣根部處于熔斷狀態(tài)時，連接關(guān)系失效。
權(quán)利要求
1.可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)，其特征是包括設(shè)置以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，所述主動拆卸驅(qū)動部件在通電激發(fā) 后提供主動拆卸驅(qū)動力；或設(shè)置作為零部件連接部位之間連接件的塑料卡扣，所述塑料卡扣是以形狀記憶高分 子材料為材質(zhì)，在塑料卡扣的表面設(shè)置電熱片或內(nèi)置電熱絲，以電熱片或內(nèi)置電熱絲通電 激發(fā)塑料卡扣變形使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸；所述塑料卡扣或是 以熱塑性塑料為材質(zhì)，在所述塑料卡扣的根部內(nèi)置電熱絲，電熱絲通電使塑料卡扣的根部 熔斷，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸。
2.—種權(quán)利要求1所述主動拆卸結(jié)構(gòu)的電熱激發(fā)方法，其特征是針對以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，接通電源，激發(fā)所述主動拆卸驅(qū)動 部件使其在變形時產(chǎn)生滿足零部件分離所需的驅(qū)動力要求，實現(xiàn)零部件之間的主動分離， 控制所述主動拆卸驅(qū)動部件的電功率以調(diào)節(jié)其被激發(fā)變形的時間。針對以形狀記憶高分子材料為材質(zhì)的塑料卡扣，接通電熱片或電熱絲電源，電熱片或 電熱絲通電后產(chǎn)生的熱量使塑料卡扣被激發(fā)變形產(chǎn)生滿足零部件連接關(guān)系失效所需的變 形量要求，控制電熱片或電熱絲的功率調(diào)節(jié)塑料卡扣被激發(fā)變形的時間；針對所述以熱塑性塑料為材質(zhì)的塑料卡扣，接通電熱絲電源，電熱絲通電后使塑料卡 扣的根部熔斷，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸，控制電熱絲的功率調(diào)節(jié) 塑料卡扣被熔斷的時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可電熱激發(fā)的主動拆卸結(jié)構(gòu)及其激發(fā)方法，其特征是設(shè)置以形狀記憶合金為材質(zhì)的主動拆卸驅(qū)動部件，在通電激發(fā)后提供主動拆卸驅(qū)動力；或設(shè)置作為零部件連接部位之間連接件的塑料卡扣，以形狀記憶高分子材料為材質(zhì)，在塑料卡扣的表面設(shè)置電熱片或內(nèi)置電熱絲，以電熱片或內(nèi)置電熱絲通電激發(fā)塑料卡扣變形使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸；或是以熱塑性塑料為材質(zhì)，在塑料卡扣的根部內(nèi)置電熱絲，電熱絲通電使塑料卡扣的根部熔斷，使零部件連接部位間連接關(guān)系失效，實現(xiàn)主動拆卸。本發(fā)明可提高對可重用零部件的回收率，降低零部件的回收成本。
文檔編號F16B1/04GK102128191SQ201010602800
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉志峰, 宋守許, 成煥波, 李新宇, 趙流現(xiàn) 申請人:合肥工業(yè)大學