形状记忆合金致动装置制造方法及图纸

概括地说，本技术提供了SMA致动装置中的形状记忆合金(SMA)致动器丝的特定布置。在一种布置中，可以使用单个直的形状记忆合金致动器丝，该形状记忆合金致动器丝可以相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。在另一种布置中，可以使用两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝，其中SMA丝可以相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状记忆合金致动装置本技术总体上涉及一种形状记忆合金(SMA，shapememoryalloy)致动装置，其中至少一个长度段的SMA致动器丝(atleastonelengthofSMAactuatorwire)驱动可移动元件相对于支撑结构的移动。具体而言，本技术涉及SMA致动装置中的SMA致动器丝的布置。根据本技术的第一个方面，提供了一种形状记忆合金致动装置，包括：支撑结构；通过悬架系统(suspensionsystem)支撑在支撑结构上的可移动元件，该悬架系统被布置成引导可移动元件相对于支撑结构沿移动方向的移动；仅单个直的形状记忆合金致动器丝，其中，该形状记忆合金致动器丝连接在可移动元件和支撑结构之间，以用于驱动可移动元件相对于支撑结构的移动，并且该形状记忆合金致动器丝相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。当与使用2个、4个或8个SMA致动器丝的已知布置(其总体上布置成使得存在由SMA致动器丝产生的横向力的一些平衡)相比时，单个倾斜的SMA致动器丝可以产生相当大的横向力(lateralforce)。然而，通过分析和实验已经认识到，令人惊讶的是，在单个倾斜的SMA致动器丝的情况下，可能通过合适的悬架系统(诸如挠曲件(flexures)或轴承布置(bearingarrangement))充分地抵消这些横向力，该悬架系统可以包括至少一个轴承，该至少一个轴承包括支撑结构和可移动元件上的轴承表面以及设置在轴承表面之间的至少一个滚动轴承元件。这允许有益于简化单件SMA致动器丝的制造和附接。根据本技术的第二个方面，提供了一种形状记忆合金致动装置，包括：支撑结构；通过悬架系统支撑在支撑结构上的可移动元件，该悬架系统被布置成引导可移动元件相对于支撑结构沿移动方向的移动；两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝，其各自通过压接部(crimp)连接到突出部并且通过压接部连接到支撑结构，以用于驱动可移动元件相对于支撑结构的移动，形状记忆合金致动器丝相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。本技术的第一个方面和第二个方面可应用于光学设备，其中可移动元件是包括至少一个透镜的透镜元件，其中移动方向沿透镜元件的光轴。例如，SMA致动装置可以是照相机，其中支撑结构具有安装在其上的图像传感器，并且透镜元件布置成将图像聚焦在图像传感器上。在另一个非限制性示例中，可移动元件可以是光学设备的图像传感器，并且SMA致动器丝可以布置成移动图像传感器而不是透镜元件。总体上，SMA致动装置可以是任何类型的设备，其包括静态部分和相对于静态部分可移动的可移动部分。形状记忆合金致动装置可以是下列设备中的任一种或可以设置在下列设备中的任一种中：智能手机、照相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机照相机、可折叠图像捕获设备、阵列照相机、3D感测设备或系统、伺服电机、消费电子设备(包括家用电器，诸如真空吸尘器、洗衣机和割草机)、移动或便携式计算设备、移动或便携式电子设备、笔记本电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如鼠标、键盘、头戴式耳机、耳机、耳塞式耳机等)、音频设备(例如头戴式耳机、耳麦(headset)、耳机等)、安全系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、耳麦、可佩戴控制器、操纵杆等)、机器人或机器人设备、医疗设备(例如内窥镜、吸入器、药物分配器等)、增强现实系统或设备、虚拟现实系统或设备、可佩戴设备、无人机(空中、水上、水下等)、飞机、航天器、潜水船、交通工具、自动交通工具(例如无人驾驶车)、工具、手术工具、显示屏和触摸屏。在所附的从属权利要求中阐述了本技术的优选特征。现在将参考附图仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：图1是第一SMA致动装置的透视图；图2是第一SMA致动装置的分解图；图3是第一SMA致动装置的侧视图；图4至图6是用于第一SMA致动装置的不同轴承布置的平面图；图7是用于第一SMA致动装置的可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；图8是图7的可替代轴承的侧视图；图9是用于第一SMA致动装置的可替代轴承的横截面图，该横截面垂直于轴承的移动方向截取；图10是图9的可替代轴承的侧视图；图11是第二SMA致动装置的透视图；图12是在制造第二SMA致动装置期间的步骤的透视图；图13是第三SMA致动装置的透视图；图14是在制造第三SMA致动装置期间使用的支柱元件(strutelement)的侧视图；图15和图16是第四SMA致动装置的两种可替代形式的示意性侧视图；以及图17示出了第三SMA致动装置的可替代形式的透视图。概括地说，本技术提供了在SMA致动装置中的SMA致动器丝的特定布置。在一种布置中，可以使用单个直的形状记忆合金致动器丝，该形状记忆合金致动器丝可以相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。在另一种布置中，可以使用两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝，其中SMA丝可以相对于正交于移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。使用SMA致动器丝来驱动可移动元件相对于支撑结构的平移移动是已知的。SMA致动器丝在微型设备中具有特殊的优势，并且可以应用于包括手持设备(诸如照相机和移动电话)在内的大范围的消费电子设备中。例如，这样的SMA致动器丝可以用于光学设备(诸如照相机)中，以用于驱动照相机透镜元件沿其光轴的平移移动，例如以实现聚焦(自动聚焦，AF)或变焦。这样的照相机可能是很小的，且成本相对较低，并且提供大量功能，这些功能不仅用于拍照，还用于视频通话、扫描、物体识别、安全等。在WO2007/113478、WO2009/056822和WO2017/134456中公开了这种类型的照相机的SMA致动装置的示例。这样的SMA致动器丝可以类似地用于光学设备(例如照相机)中，以用于驱动照相机透镜元件横向于光轴的平移移动，例如以提供光学图像稳定(OIS)。WO2013/175197和WO2014/083318中公开了这种类型的照相机的SMA致动装置的示例。在WO2007/113478中，可移动元件是由悬架系统支撑在支撑结构上的照相机透镜元件，该悬架系统包括引导沿光轴的平移移动的挠曲件。在WO2007/113478中描述的一个示例中，SMA致动器丝是一件(apieceof)SMA丝，该一件SMA丝在其端部处连接到支撑结构，并钩挂在照相机透镜元件上的钩形件上，以用于驱动平移移动。由该件SMA丝的在钩形件任一侧上的部分形成的直的SMA致动器丝相对于平行于光轴的移动方向以大于0度的锐角延伸，这在本文中称为“成角度的V形布置”。与沿移动方向延伸的SMA致动器丝相比，以这种方式远离移动方向使SMA致动器丝成角度增加了移动的量。然而，制造这种具有成角度的V形布置的SMA致动装置具有挑战性。在制造期间，该件SMA丝必须在其端部处被压接并附接到支撑结构，同时该丝的中点必须钩挂在透镜元件上的突出部上，同时保持精确的丝长度、丝角度和在压接部处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金致动装置，包括：/n支撑结构；/n可移动元件，所述可移动元件通过悬架系统支撑在所述支撑结构上，所述悬架系统被布置成引导所述可移动元件相对于所述支撑结构沿移动方向的移动；/n两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝，每个形状记忆合金致动器丝通过压接部分连接到所述可移动元件，并且通过压接部分连接到所述支撑结构，以用于驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述形状记忆合金致动器丝相对于正交于所述移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180122 GB 1801007.4;20180621 GB 1810204.6;2018071.一种形状记忆合金致动装置，包括：
支撑结构；
可移动元件，所述可移动元件通过悬架系统支撑在所述支撑结构上，所述悬架系统被布置成引导所述可移动元件相对于所述支撑结构沿移动方向的移动；
两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝，每个形状记忆合金致动器丝通过压接部分连接到所述可移动元件，并且通过压接部分连接到所述支撑结构，以用于驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，所述形状记忆合金致动器丝相对于正交于所述移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。


2.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动装置，其中，当沿着所述移动方向观察时，所述两个形状记忆合金致动器丝具有在它们之间的小于180度的角度。


3.根据权利要求2所述的形状记忆合金致动装置，其中，当沿着所述移动方向观察时，所述两个形状记忆合金致动器丝具有在它们之间的从70度至110度的范围内的角度。


4.根据权利要求3所述的形状记忆合金致动装置，其中，当沿着所述移动方向观察时，所述两个形状记忆合金致动器丝具有在它们之间的90度的角度。


5.根据任一项前述权利要求所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述形状记忆合金致动器丝相对于正交于所述移动方向的平面以相同的锐角倾斜。


6.根据任一项前述权利要求所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述形状记忆合金致动器丝在相同的方向上相对于正交于所述移动方向的平面倾斜。


7.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述两个形状记忆合金致动器丝倾斜，使得所述两个SMA致动器丝中的一个驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构在第一方向上的移动，并且所述两个SMA致动器丝中的另一个驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构在第二方向上的移动，其中所述第二方向与所述第一方向相反。


8.根据权利要求7所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述两个形状记忆合金致动器丝位于所述可移动元件的相对侧上。


9.根据任一项前述权利要求所述的形状记忆合金致动装置，还包括设置在所述可移动元件上的电连接器，所述电连接器在所述两个形状记忆合金致动器丝之间提供电连接。


10.根据权利要求9所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述两个直的长度段的形状记忆合金致动器丝和所述电连接器是单件的SMA致动器丝的部分。


11.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述长度段的形状记忆合金致动器丝各自相对于正交于所述移动方向的平面以5度至15度范围内的角度倾斜。


12.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动装置，其中，所述长度段的形状记忆合金致动器丝各自相对于正交于所述移动方向的平面以8度至12度范围内的角度倾斜。


13.一种形状记忆合金致动装置，包括：
支撑结构；
可移动元件，所述可移动元件通过悬架系统支撑在所述支撑结构上，所述悬架系统被布置成引导所述可移动元件相对于所述支撑结构沿移动方向的移动；
仅单个直的形状记忆合金致动器丝，其中，所述形状记忆合金致动器丝连接在所述可移动元件和所述支撑结构之间，以用于驱动所述可移动元件相对于所述支撑结构的移动，并且相对于正交于所述移动方向的平面以大于0度的锐角倾斜。

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·马修·邦廷，安德鲁·本杰明·辛普森·布朗，马克赛巴斯蒂安·肖尔茨，詹姆斯·豪沃思，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB