SMA致动器组件制造技术

一种形状记忆合金致动器组件，包括第一部分、第二部分以及弹性偏置元件，第一部分包括表面，第二部分相对于第一部分在表面上移动，弹性偏置元件将第二部分偏置成与第一部分接触，从而在第一部分与第二部分之间产生摩擦力，以将第二部分保持在表面上。至少一个形状记忆合金致动器线连接在第一部分和第二部分之间，并且被布置成在形状记忆合金致动器线收缩时向第二部分施加力，该力具有平行于该表面的分力，该分力驱动第二部分相对于第一部分在该表面上移动。因此，当没有电力施加到形状记忆合线时，第二部分保持在该表面上，并且当施加电力时实现移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SMA致动器组件本申请涉及致动器组件，其中至少一个形状记忆合金(SMA)致动器线驱动第一部分和第二部分的相对移动。典型的SMA致动器组件需要向SMA致动器线施加电力，以在移动范围内保持给定位置。在一些只需要偶尔致动的应用中，这是一个问题。根据本技术，提供了一种形状记忆合金致动器组件，包括：第一部分、第二部分、弹性偏置元件以及至少一个形状记忆合金致动器线，第一部分包括表面；第二部分被布置为相对于第一部分在表面上移动；弹性偏置元件被布置为将第二部分偏置成与第一部分接触，从而在第一部分与第二部分之间产生摩擦力，以将第二部分保持在表面上的适当位置；至少一个形状记忆合金致动器线在第一部分和第二部分之间连接到第二部分，并且被布置为在该形状记忆合金致动器线收缩时，向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于表面的分力，以驱动第二部分相对于第一部分在表面上的移动。在该致动器组件中，弹性偏置元件将第二部分偏置成与第一部分的表面接触，从而在第二部分与第一部分之间产生摩擦力。当没有驱动信号施加到至少一个SMA致动器线时，摩擦力足以将第二部分保持在表面上的适当位置。然而，当驱动信号施加到至少一个SMA致动器线上导致其收缩时，该SMA致动器线向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于表面的分力，该分力驱动第二部分相对于第一部分在表面上移动。通过施加具有正交于表面的分力的力，至少一个SMA致动器线减少了第二元件和表面之间的反作用力，这减少了摩擦力。这种摩擦力的减小有助于通过由至少一个SMA致动器线施加的平行于表面的力的分力而克服摩擦力。因此，当没有施加电力时，致动器组件倾向于保持其位置，但是当施加电力时致动器组件能够移动。这在希望最小化功耗同时允许第二部分保持在预定位置的应用中是有利的。有利地，所述至少一个SMA致动器线可以包括至少两个相对的SMA致动器线，所述至少两个相对的SMA致动器线被布置成在其收缩时向第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有在相反的方向上的平行于所述表面的相应分力。在这种相对的布置中，两个相对的SMA致动器线彼此偏置，允许SMA致动器线在冷却时膨胀。然而，这不是必需的，并且可以提供单个SMA致动器线，在这种情况下，SMA致动器线的偏置可以由将第二部分偏置成与表面接触的弹性元件或者由附加的偏置元件来提供。所述至少一个SMA致动器线可以被布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面的分力，以提升第二部分，使其与表面脱离接触。这具有在向SMA致动器施加驱动信号时将摩擦力减小到零的效果。可选地，致动器组件还可以包括轴承装置，该轴承装置被布置成引导第二部分相对于第一部分在表面上沿着移动轴线移动。例如，轴承装置可以包括一对滚动轴承或滑动轴承。轴承装置的使用具有增加对第二部分的移动方向的控制的优点。在提供轴承装置的情况下，当正交于表面观察时，至少一个SMA可以相对于移动轴线以大于0°的锐角倾斜，以便在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有沿着移动轴线平行于表面的分力。至少一个SMA致动器线的这种倾斜有利地增加了第二部分的行进和SMA致动器线的张紧力(strain)之间的传动(gearing)。在这种情况下，至少两个相对的形状记忆合金致动器线可以被布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有平行于表面并且在相反的方向上沿着移动轴线的相应分力。在这种情况下，两个相对的形状记忆合金致动器线可以布置成在其收缩时向第二部分施加力，该力向第二元件施加围绕法向于表面的轴线的第一力偶，并且轴承装置可以布置成向第二部分施加围绕法向于表面的轴线的与第一力偶方向相反的第二力偶。以这种方式，由SMA致动器线施加的第一力偶可用于减小轴承装置中原本存在的游隙，从而增加对第二部分的移动方向的控制。作为提供轴承装置的替代方案，第二部分可以被布置成相对于第一部分在表面上在两个维度上移动。在这种情况下，可以提供至少两个SMA致动器线，所述至少两个SMA致动器线被布置成在其选择性地收缩时向第二部分施加力，该力具有正交于表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有在两个维度中的平行于表面的分力。以这种方式，致动器组件能够驱动第二部分相对于第一部分在在表面上在两个维度中移动。SMA致动器组件可应用于任何类型的设备，该设备包括第一部分和可相对于第一部分移动的第二部分。通过非限制示例，致动器组件可以是以下设备中的任一种，或可以被设置于以下设备中的任一种中：智能手机、相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机相机、可折叠消费电子设备、图像捕捉设备、3D感测设备或系统、伺服电动机、消费电子设备、移动计算设备、移动电子设备、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)、安保系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、耳麦、可佩戴控制器等)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可佩戴设备(例如，手表、智能手表、健身追踪器等)、无人机(空中、水上、水下等)、航空器、航天器、潜艇、交通工具以及自动化交通工具。应当理解，这是示例设备的非穷尽的列举。本文描述的致动器组件可用在适合于图像捕捉、3D感测、深度测绘、航空测量、陆地测量、在太空中的测量或来自太空的测量、水文测量、水下测量、场景检测、碰撞警告、安保、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、自动化交通工具、游戏、手势控制/识别、机器人化设备、机器人化设备控制、非接触型技术、家用自动化、医疗设备以及触觉学的设备/系统中。为了允许更好地理解，现在将参考附图通过非限制性示例来描述本技术的实施例，在附图中：图1是第一致动器组件的侧视图；图2是第一致动器组件的平面图；图3是第一致动器组件的第一改进形式的侧视图；图4是第一致动器组件的第一改进形式的平面图；图5至图7是三种不同轴承的详细平面图，这三种轴承可用于致动器组件的第一改进形式中；图8至图12是第一致动器组件的第二至第六改进形式的平面图；图13是第一致动器组件的第七改进形式的侧视图；图14至图16是第一致动器组件的第八至第十改进形式的平面图；图17至图20是第一致动器组件的第十一至第十四改进形式的平面图；图21是对第一致动器组件的偏置装置的第一改进的侧视图；图22是偏置装置的第一改进的透视图；图23是对第一致动器组件的偏置装置的第二改进的侧视图；图24是偏置装置的第二改进的横截面图；图25是对第一致动器组件的偏置装置的第三改进的侧视图；图26是偏置装置的第三改进的横截面图；图27是对第一致动器组件的偏置装置的第四改进的侧视图；图28是用于在光学装置中提供光学图像稳定的第二致动器组件的分解图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金致动器组件，包括：/n第一部分，其包括表面；/n第二部分，其被布置为相对于所述第一部分在所述表面上移动；/n偏置装置，其被布置为将所述第二部分偏置成与所述表面接触，从而在所述第一部分与所述第二部分之间产生摩擦力，以将所述第二部分保持在所述表面上的适当位置；和/n至少一个形状记忆合金致动器线，其连接在所述第一部分和所述第二部分之间，并且被布置为在所述形状记忆合金致动器线收缩时，向所述第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于所述表面的分力，以驱动所述第二部分相对于所述第一部分在所述表面上移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181214 GB 1820383.61.一种形状记忆合金致动器组件，包括：
第一部分，其包括表面；
第二部分，其被布置为相对于所述第一部分在所述表面上移动；
偏置装置，其被布置为将所述第二部分偏置成与所述表面接触，从而在所述第一部分与所述第二部分之间产生摩擦力，以将所述第二部分保持在所述表面上的适当位置；和
至少一个形状记忆合金致动器线，其连接在所述第一部分和所述第二部分之间，并且被布置为在所述形状记忆合金致动器线收缩时，向所述第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有平行于所述表面的分力，以驱动所述第二部分相对于所述第一部分在所述表面上移动。


2.根据权利要求1所述的形状记忆合金致动器组件，其中，所述至少一个形状记忆合金致动器线布置成在其收缩时向所述第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面的分力，正交于所述表面的所述分力提升所述第二部分，使所述第二部分与所述表面脱离接触。


3.根据权利要求1或2所述的形状记忆合金致动器组件，还包括轴承装置，所述轴承装置被布置成引导所述第二部分相对于所述第一部分在所述表面上沿着移动轴线移动。


4.根据权利要求3所述的致动器组件，其中，当正交于所述表面观察时，所述至少一个形状记忆合金相对于所述移动轴线以大于0°的锐角倾斜，以便在其收缩时向所述第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的分力，并且具有沿着所述移动轴线平行于所述表面的分力。


5.根据权利要求4所述的形状记忆合金致动器组件，所述至少一个形状记忆合金致动器线包括至少两个相对的形状记忆合金致动器线，所述至少两个相对的形状记忆合金致动器线被布置成在其收缩时向第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有平行于所述表面并且在相反的方向上沿着所述移动轴线的相应分力。


6.根据权利要求5所述的形状记忆合金致动器组件，其中：
所述两个相对的形状记忆合金致动器线布置成在其收缩时向所述第二部分施加力，所述力向所述第二部分施加围绕法向于所述表面的轴线的第一力偶，并且
所述轴承装置被布置成向所述第二元件施加围绕法向于所述表面的轴线的与所述第一力偶方向相反的第二力偶。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的形状记忆合金致动器组件，其中，所述轴承装置包括至少一个滚动轴承或滑动轴承。


8.根据权利要求3至7中任一项所述的形状记忆合金致动器组件，其中，所述形状记忆合金线被布置成对所述轴承装置加载。


9.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述至少一个形状记忆合金致动器线包括至少两个相对的形状记忆合金致动器线，所述至少两个相对的形状记忆合金致动器线被布置成在其收缩时向第二部分施加力，所述力具有正交于所述表面、使所述摩擦力减小的相应分力，并且具有平行于所述表面的在相反的方向上的相应分力。


10.根据权利要求9所述的形状记忆合金致动器组件，其中，当平行于所述表面观察时，所述两个相对的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·本杰明·辛普森·布朗，彼得·凡维克，
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