[發(fā)明專利]用于記憶合金金屬絲的預(yù)加載機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110194879.4
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102606007A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗蘭克·D·韋伯;克里斯托弗·波塔科夫斯基;恩斯特·拜爾
• 申請（專利權(quán)）人: 康爾福盛303公司
• 主分類號: E05B65/52
• 分類號: E05B65/52;E05B47/00;F03G7/04;B65D43/26
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;段斌

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體涉及致動系統(tǒng)和方法，具體涉及利用記憶合金金屬絲的致動器。更具體地，本公開內(nèi)容涉及用于記憶合金金屬絲的自調(diào)節(jié)預(yù)加載機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

提供安全儲存經(jīng)常需要帶蓋子的容器，該蓋子僅在滿足特定要求之后才釋放，例如確認(rèn)進(jìn)入容器的個(gè)人被授權(quán)進(jìn)入。這種系統(tǒng)使用某種類型的致動器來釋放鎖閉件，否則該鎖閉件將蓋子保持于閉合位置。常見的致動器包括螺線管和馬達(dá)，這兩者與容器的可用容積相比相對較大，這降低了容器的容積效率。

利用記憶合金金屬絲的致動器能夠提供充足的動力和行程來釋放安全容器的鎖閉件同時(shí)比螺線管或馬達(dá)占用更小的體積。也稱為“智能金屬絲(muscle?wire)”的記憶合金金屬絲由當(dāng)加熱時(shí)長度由于金屬的晶體結(jié)構(gòu)從其馬氏體形態(tài)變成其奧氏體形態(tài)而收縮的數(shù)種合金之一制成。記憶合金金屬絲當(dāng)其冷卻至其原始溫度并回到其馬氏體形態(tài)時(shí)能夠伸展回到其原始長度。示例性合金包括由美國海軍軍械實(shí)驗(yàn)室首先開發(fā)并在商品名稱Nitinol(從詞語Nickel?Titanium?Naval?Ordnance?Laboratories得名)下銷售的鎳-鈦合金。記憶合金金屬絲通常通過使電流通過金屬絲來加熱，從而由于金屬絲的內(nèi)阻而在金屬絲內(nèi)產(chǎn)生熱量。

當(dāng)用作致動器時(shí)，通常采用偏壓彈簧來對記憶合金金屬絲進(jìn)行預(yù)加載并使金屬絲在低溫條件下伸展。預(yù)加載的力減小了致動器能夠施加的力的量。預(yù)加載力在操作周期期間的損失會縮短致動器的壽命。

美國專利6,116,461(用于分配藥物的方法和裝置(Method?and?Apparatus?for?the?Dispensing?of?Drugs)，Broadfield等人)公開了一種利用記憶合金金屬絲致動器的自動化分配機(jī)器(ADM)。雖然該系統(tǒng)是藥品分配的顯著進(jìn)步，但記憶金屬絲由在致動器移動時(shí)對記憶合金金屬絲施加增量力的線性彈簧來預(yù)加載，從而減小了致動器能夠施加的力的量。

發(fā)明內(nèi)容

為了提供更牢固和可靠的致動器，有利的是提供一種記憶合金致動器，該記憶合金致動器提供連續(xù)的預(yù)加載力同時(shí)在致動期間減小該預(yù)加載力以增加可獲得的力的量。所公開的系統(tǒng)包括結(jié)合了提供這種優(yōu)點(diǎn)的自調(diào)節(jié)預(yù)加載機(jī)構(gòu)的記憶金屬絲致動器。

特定實(shí)施例包括一種用于記憶合金金屬絲制動器的預(yù)加載機(jī)構(gòu)，該預(yù)加載機(jī)構(gòu)包括構(gòu)造成圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件。該旋轉(zhuǎn)元件具有第一接觸點(diǎn)，該第一接觸點(diǎn)構(gòu)造成與記憶合金金屬絲致動器聯(lián)接使得記憶合金金屬絲致動器的收縮使第一接觸點(diǎn)位移，以使旋轉(zhuǎn)元件從第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置。該預(yù)加載機(jī)構(gòu)還包括偏壓元件，該偏壓元件帶有與旋轉(zhuǎn)元件的第二接觸點(diǎn)聯(lián)接的第一端和構(gòu)造成相對于樞軸被釘住的第二端。該偏壓元件具有從第二端穿過第一端延伸的作用線。該作用線具有偏移距離，該偏移距離是作用線與樞軸之間的最短距離。該偏移距離具有當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第一位置時(shí)的第一值和當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第二位置時(shí)的第二值，第二值小于第一值。

特定實(shí)施例包括一種致動器組件，該致動器組件包括：記憶合金金屬絲致動器；具有第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)以及樞軸的旋轉(zhuǎn)元件，其中該旋轉(zhuǎn)元件構(gòu)造成圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)；以及具有第一端和第二端的偏壓元件，第一端與旋轉(zhuǎn)元件的第二接觸點(diǎn)聯(lián)接且第二端構(gòu)造成相對于樞軸被釘住。旋轉(zhuǎn)元件的第一接觸點(diǎn)構(gòu)造成與記憶合金金屬絲致動器聯(lián)接使得記憶合金金屬絲致動器的收縮使第一接觸點(diǎn)位移，以使旋轉(zhuǎn)元件從第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置。該記憶合金金屬絲致動器包括具有第一端和第二端的記憶合金金屬絲和與記憶合金金屬絲的一端聯(lián)接的至少一個(gè)端子。該偏壓元件具有從第二端穿過第一端延伸的作用線。該致動器組件具有偏移距離，該偏移距離為所述作用線與樞軸之間的最短距離，其中該偏移距離具有當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第一位置時(shí)的第一值和當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第二位置時(shí)的第二值，且第二值小于第一值。

特定實(shí)施例包括一種帶蓋子的容器，該容器包括記憶合金金屬絲致動器、旋轉(zhuǎn)元件和偏壓元件。該記憶合金金屬絲致動器包括具有第一端和第二端的記憶合金金屬絲和與記憶合金金屬絲的一端聯(lián)接的至少一個(gè)端子。該旋轉(zhuǎn)元件具有第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)以及樞軸，其中旋轉(zhuǎn)元件構(gòu)造成圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)。第一接觸點(diǎn)構(gòu)造成與記憶合金金屬絲致動器聯(lián)接使得記憶合金金屬絲致動器的收縮使第一接觸點(diǎn)位移，以使旋轉(zhuǎn)元件從第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置。偏壓元件具有與旋轉(zhuǎn)元件的第二接觸點(diǎn)聯(lián)接的第一端和構(gòu)造成相對于樞軸被釘住的第二端。該偏壓元件具有從第二端穿過第一端延伸的作用線。該致動器組件具有偏移距離，該偏移距離為作用線與樞軸之間的最短距離。該偏移距離具有當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第一位置時(shí)的第一值和當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件處于第二位置時(shí)的第二值，并且第二值小于第一值。