[發明專利]用于產生移位運動的促動器

在審

• 申請號: 201180073857.0
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN104105874A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: S·朗貝因;A·塞喬維奇
• 申請（專利權）人: FG-創新有限責任公司
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周志明;楊國治

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于借助形狀記憶部件產生移位運動的促動器。

形狀記憶部件在現有技術中是已知的。它們用于產生移位運動，所述移位運動由加熱和與此相關的晶體轉變而引起。在此，形狀記憶部件能夠記住先前通過退火處理得到的形狀。這種效應稱為熱效應。為了能夠保證移位運動的重復性，必須設置有復位部件，該復位部件在冷卻狀態下又使得形狀記憶部件變形。然而，通常的復位彈簧部件具有缺點：它們由于其上升的彈性特性曲線而以并非不明顯的程度減小了形狀記憶部件的工作效力。如果形狀記憶部件緊接著又被加熱，它就恢復成其最初形狀。在此，所述加熱通過周圍介質或者通過形狀記憶部件的固有電阻來進行。借助周圍介質進行的加熱雖然在內部控制系統，卻不允許在外部控制移位運動。利用固有電阻進行的加熱由于在工程應用中往往有限的電流強度或電壓雖然僅適用于較小的橫截面，卻具有可在外部控制的優點。

由US4806815已知一種直線運動執行器，其含有線材形式的形狀記憶部件，線材在超過轉變溫度時收縮，且在這種情況下向上頂壓棒材形式的操縱件。在形狀記憶部件冷卻時，剛性彈簧使得棒材又恢復至初始位置。操縱件為此僅進行通常的平移運動。此外在DE19802639A1中記載了一種帶有形狀記憶傳動件的移動裝置，其中，把一個形狀記憶部件設置在操縱部件上，且穿過一個套筒，從而在形狀記憶部件因溫度變化發生收縮或延展時引起操縱部件的移位運動。同樣利用剛性彈簧來實現恢復至初始狀態。

基于所述現有技術，本發明的目的在于，提出一種促動器，用于借助形狀記憶部件產生移位運動，其方式為，同樣由形狀記憶部件來承擔復位功能，從而由此得到促動器的非常緊湊的簡單的構造方式，并且附加地提高了促動器的功效。

本發明的另一目的在于，通過模塊化的結構，例如通過對機械轉換器的集成或連接，提高靈活性和應用優勢。

為了實現該目的，本發明提出一種模塊化構造的促動器，其帶有設置在殼體上的被縱向引導的進行移位運動的操縱部件，該操縱部件與兩個形狀記憶部件適當地耦接，從而第一形狀記憶部件在超過轉變溫度時產生操縱部件的平移的或旋轉的移位運動，而第二形狀記憶部件產生操縱部件的可調節的復位運動。

與現有技術相反，按照促動器的這種設計，操縱部件與兩個形狀記憶部件耦接，借助第二形狀記憶部件來產生操縱部件的復位運動，伴隨有優化的或可調節的移位運動，由此使得促動器構造緊湊且具備功效。一個明顯的優點也在于，通過促動器的模塊化的構造，使得操縱部件既可產生平移的移位運動，又可產生旋轉的移位運動，且可產生不同的移位路程和移位力或者移位角度和力矩，還保證了多種多樣的應用性。

根據一種有利的實施方式，兩個形狀記憶部件可彼此不同地布置，并保持在操縱部件上，該操縱部件在殼體內被縱向引導，其中，兩個形狀記憶部件的兩個自由端分別固定在殼體的彼此相對的端部上。兩個形狀記憶部件形狀配合地、力配合地或者材料配合地既固定在操縱部件上，又固定在殼體上。形狀記憶部件例如可以借助螺釘固定在殼體上，或者直接注入到或噴入到塑料殼體中。

在基本結構中，兩個形狀記憶部件分別居中地保持在操縱部件上，并以其兩個自由端分別固定在殼體的彼此相對的端部上，操縱部件在殼體內被縱向引導，其中，第一形狀記憶部件在初始位置為V形，而在超過轉變溫度時當前的角度便發生改變，操縱部件由此進行移位運動。第二形狀記憶部件在其初始位置具有基本上筆直的形狀，但在第一形狀記憶部件激活之后便處于V形的最終位置。

作為變型，替代地優選規定，兩個形狀記憶部件與四連桿活節的活節點連接，由此交叉地布置，或者兩個形狀記憶部件彼此垂直地布置。通過這些布置方式可改變移位路程和移位力。

優選規定，兩個形狀記憶部件根據應用領域要么具有熱學形狀記憶特性，要么具有偽彈性形狀記憶特性。

第二形狀記憶部件被設置成可控，且借助其熱學形狀記憶特性獨立于第一形狀記憶部件的冷卻通過加熱產生操縱部件的復位運動，其中，可產生梯級形的復位特性。如果第二形狀記憶部件具有偽彈性形狀記憶特性，則可通過主動控制來改變形狀記憶部件的彈性，從而第二形狀記憶部件產生不同的復位力。

根據促動器的一種優選的實施方式，可通過形狀記憶部件相互間的不同的布置方式來改變平移的或旋轉的移位運動的大小或者操縱部件的移位力或移位力矩的大小，其中，平移的或旋轉的移位運動的大小或者操縱部件的移位力的大小可借助變換傳動機構優選通過連桿傳動機構來改變，或者可通過轉變傳動機構把平移運動轉變為旋轉運動。