叠置型变形执行器制造技术

本发明专利技术涉及叠置型弯曲执行器２，包括：具有弯曲或变形能力的至少两个片状件８；连接于所述片状件８，适于被激活时收缩的材料６；和电子控制器１０；其中，所述片状件８和所述适于被激活时收缩的材料６按希望的排列叠置。这种排列使执行器具有用于放大线性或旋转运动的弯曲能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及执行器。更具体地，本专利技术涉及具有用于放大线性或旋转运动的弯曲 能力的弯曲执行器。
技术介绍
最近几年利用智能材料的执行器已经得到普及。这种执行器有非常广泛的应用范 围，该范围从存在于计算机部件和电子装置中的执行器到存在于航空器和汽车上的紧固件 和安全附件。虽然在执行器中使用智能材料似乎是无限制的，但是仍有一些缺陷。智能材 料往往具有有限的使用年限，可能容易损坏，并且始终只能收缩大约3%。因此，要求改善材 料的寿命并放大通过收缩实现的运动。本专利技术提供了这样的解决方案，其中，叠置型弯曲执行器放大了线性的和旋转的 运动以及三维运动。
技术实现思路
相应地，本专利技术涉及叠置型弯曲执行器，包括具有弯曲或变形能力的至少两个片状件，连接于所述片状件适于被激活时收缩的材料；以及电子控制器其中，所述片状件和所述适于被激活时收缩的材料按希望的排列叠置。在大多数实施例中，这种叠置型弯曲执行器包括超过两个的片状件以及线状或 片状的适于被激活时收缩的材料。这种适于被激活时收缩的材料优选形状记忆合金(SMA) 线或条。形状记忆合金是已知的并且常常大部分地或全部地用钛和镍制成。形状记忆合金 还可以包括其他材料，例如铝、锌和铜。形状记忆合金能够在预先确定的转变温度下呈现一 种形状，而一旦其温度超过转变温度就变为第二种形状。相反地，当形状记忆合金在转变温 度之下冷却时，形状记忆合金可以再次呈第一形状。与本专利技术的各个方面相关，当在原地加 热时，形状记忆合金收缩。目前能够获得的形状记忆合金线，例如售出的有商标的镍钛合 金，在通过加热被激活时能收缩大约3%。利用连接于装置的导线，适于被激活时收缩的材料的激活优选通过电阻加热获 得。利用例如安全系统的布线系统，可以从中部位置开始激活形状记忆合金线。通过遥控 设备(例如通过使用包括微波，电磁，声波，红外，射频等的任何适当形式的能量操作的手 持工具)开始的激活也在本专利技术的范围内。本专利技术的范围在各个方面都不必然限于使用形状记忆合金。也可以使用其他材 料。而且，虽然可通过加热进行激活，但其他的激活方式也是适合的并且也在本专利技术的范围 内。本专利技术的片状件是叠置的，并能围绕支持件在中部被连接，支持件可以连接于电 路板。本领域的技术人员应该认识到支持件可以沿着片状件设置在任何位置。然后SMA条叠置于片状件之间。在许多实施例中，优选片状件包围SMA条。这可以通过一个片状件围 绕顶部和底部包围并在顶部和底部夹紧实现，或者通过片状件处于SMA条两侧上以及在顶 部和底部相连接而实现。片状件可以包括多种材料，但是为了描述本专利技术，将讨论金属片状 件。 电子控制器给弯曲执行器提供能量。一旦电流流过，产生的热激活SMA材料。这 种激活导致SMA材料收缩，将片状件弯成椭圆形或长椭圆形。因为热通过弯曲执行器传导， 片状件系统地弯曲，产生执行器的放大运动。这为本专利技术带来了通过用小的激活提供大的 无声的运动的乘数效应。例如，在一种设置中，这种弯曲执行器能够通过旋转运动获得星形。SMA条可以叠 置于片状件之间并围绕在一端的支持件在中部被连接。一旦SMA条被激活，片状件将以旋 转的方式围绕支持件弯曲，形成星形。只要SMA条被激活并收缩，这个形状就会保持。一旦冷却，SMA条就不处于收缩的状态，并且放松。这个动作导致片状件连同SMA 条变长并且恢复到最初的叠置位置。SMA条的收缩和放松可以发生许多次。在某些情况下，例如上面讨论的星形，希望可以将LED连接于相连接的片状件和 SMA条的顶部。当弯曲执行器被激活时LED就会发光。这增加了星形的美学效果，用于在圣 诞树，门，办公桌，餐桌等上的装饰。一旦本领域的技术人员意识到在许多情况下SMA材料和片状件可以如上所述进 行叠置，而不是围绕支持件在中部被连接，那么每个片状件可以在不同的位置连接于支持 件。这就产生不同的结构，例如，其中，当SMA激活时片状件弯曲成线性状态而不是在星形 中讨论的旋转状态。这种情况可能适于例如灯笼或箱。为了获得更大的运动，本领域的技术人员认识到较小的片状件和SMA条可以叠置 于较大的片状件和SMA条之间，迫使弯曲执行器产生更大的、更加放大的运动。本领域的技术人员认识到，由此存在相对于连续的SMA材料条或线的优选的设 置。SMA材料条或线可以穿过片状件被系牢，使每个片状件弯曲成“S”形。然后每个片状件 可以与其他的片状件连接，以便形成椭圆形或长椭圆形，因而获得放大的线性运动。本领域 的技术人员意识到可能形成除椭圆形结构之外的其他形状。应该认识到上面的讨论将这种弯曲执行器描述为以平面方式运动。但是，其也可 能实现三维运动。虽然上面将片状件和SMA条描述为叠置的平面，但是也可能使用已经弯曲的形式 的片状件。使用弯曲的片状件可以帮助实现与放大运动的力比相同的位移。在平面片状件 的情况下，随着位移增加，力减少。用非常低的重量无声地启动并适于许多设置。由SMA条收缩产生的旋转或线性运 动致使本专利技术用途非常广泛。阅读下面的本专利技术的附图说明和具体实施方式的详细说明，本专利技术的其他优点和 方用非常低的重量无声地启动并适于许多设置。由SMA条收缩产生的旋转或线性运动致使 本专利技术用途非常广泛。阅读下面的本专利技术的附图说明和具体实施方式的详细说明，本专利技术的其他优点和 方面将变得明显。附图说明图1示出处于其未激活状态的具有两个片状件的叠置型弯曲执行器。图2示出处于激活状态的叠置型弯曲制动装置。图3示出处于其未激活的状态的具有多个片状件的叠置型弯曲执行器。图4示出处于其激活状态的具有多个片状件的叠置型弯曲执行器，其获得放大的 线性运动。图5示出通过在一个端部的支持件相连接的，处于未激活状态的，具有多个片状 件的叠置型弯曲执行器。图6示出通过在一个端部的支持件相连接而形成星形的，处于激活状态的，具有 多个片状件的叠置型弯曲执行器。图7示出处于未激活的十字形状态的叠置型弯曲执行器。图8示出处于激活的十字形状态的叠置型弯曲执行器。图9示出处于未激活的十字形状态的具有多个叠置的片状件的叠置型弯曲执行ο图10示出处于激活的十字形状态的具有多个叠置的片状件的叠置型弯曲执行ο图11示出处于其未激活的线性形式的叠置型弯曲执行器。图12示出处于其激活的线性形式的叠置型弯曲执行器。图13示出穿过片状件系牢的连续的SMA元件，其中，执行器处于其未激活状态。图14示出穿过片状件系牢的连续的SMA元件，其中，执行器处于其激活状态。图15示出穿过片状件系牢的连续的SMA元件，其中，执行器处于其激活状态，具有 不对称的线性形式。具体实施例方式在优选实施例中，本专利技术涉及叠置型弯曲执行器2，其包括具有弯曲或变形能力 的至少两个片状件8 ；连接于片状件8适于被激活时收缩的材料6 ；以及电子控制器10。适 于被激活时收缩的材料6优选条装或线状形式的记忆合金(SMA)材料。片状件8如图1所示叠置。SMA条或线6放置在片状件8之间。片状件8在两端 以将片状件8铰接的方式被连接。当电流(未示出)流过SMA线6时，SMA线6被激活并 开始收缩。因为SMA线6收缩，片状件8弯曲并变形成椭圆形或长椭圆形。参见图2。很可 能多个片状件8和多条SMA线6叠置在一起，如图3所示。因为SMA条6被激活，可注意到 以线性方式的运动，如图4所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠置型弯曲执行器，其包括：具有弯曲或变形能力的至少两个片状件，适于被激活时收缩的材料，其连接于所述片状件，以及电子控制器其中，所述片状件和所述适于被激活时收缩的材料按希望的排列叠置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-15 60/944,301一种叠置型弯曲执行器，其包括具有弯曲或变形能力的至少两个片状件，适于被激活时收缩的材料，其连接于所述片状件，以及电子控制器其中，所述片状件和所述适于被激活时收缩的材料按希望的排列叠置。2.如权利要求1所述的叠置型弯曲执行器，还包括电路板。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：D鲁达克，D格林，
申请(专利权)人：远程接合技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]