[發(fā)明專利]溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置及其裝配方法以及其形狀記憶合金卷簧的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103352818A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王幫峰;吳佳俊;蘆吉云;丁萌;顧莉莉;張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F03G7/04
• 分類號: F03G7/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置及其裝配方法以及其形狀記憶合金卷簧的制備方法，屬于溫度變化驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著時代的發(fā)展，要求僅能依靠環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)特定作用的設(shè)備成為各行業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)，而其中又以溫度響應(yīng)的驅(qū)動元器件為該類設(shè)備的核心。

形狀記憶效應(yīng)是指材料變形后，在達(dá)到一定溫度的情況下，具有恢復(fù)到原有形狀的特性。目前以這類材料制備的溫度變化驅(qū)動器，以輸出方式劃分，可以分為直線力輸出和扭力輸出。而現(xiàn)有的扭力輸出裝置，都亦是先實(shí)現(xiàn)直線力輸出后通過機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)。這類扭力輸出驅(qū)動器不僅結(jié)構(gòu)尺寸上過大，而且由于增加了機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置，增大了驅(qū)動器的自重和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題的不足，提出一種溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置，該溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置在溫度變化的情況下不僅能夠直接產(chǎn)生扭力輸出，而且其具有外形緊湊和角度行程較大的特點(diǎn)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：一種溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置，包括底座、支架、轉(zhuǎn)軸、形狀記憶合金卷簧和回復(fù)卷簧，所述支架設(shè)置于底座上，所述轉(zhuǎn)軸通過軸承固定于支架上；所述回復(fù)卷簧的一端通過第一轉(zhuǎn)接軸套固定在轉(zhuǎn)軸上，另一端固定在底座上；所述形狀記憶合金卷簧的一端通過第二轉(zhuǎn)接軸套固定在轉(zhuǎn)軸上，另一端固定在底座上；所述形狀記憶合金卷簧的外側(cè)還設(shè)置有保型外框，且該保型外框與底座固定連接；所述回復(fù)卷簧與形狀記憶合金卷簧相互之間設(shè)置有預(yù)緊角度。

優(yōu)選的：所述第一轉(zhuǎn)接軸套在回復(fù)卷簧纏繞的部分其外輪廓為第一渦線，該第一渦線距為回復(fù)卷簧的簧片厚度；所述第二轉(zhuǎn)接軸套在形狀記憶合金卷簧纏繞的部分其外輪廓為第二渦線，該第二渦線距為形狀記憶合金卷簧的簧片厚度。

優(yōu)選的：所述形狀記憶合金卷簧為鎳鈦合金材料制作的形狀記憶合金卷簧。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述所述溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置中的形狀記憶合金卷簧的制備方法，包括以下步驟：第一步、截取一段形狀記憶合金基本帶材，在一端加工2個定位孔；第二步、將該基本帶材放于馬弗爐內(nèi)，以溫度在400度至450度之間加熱5分鐘至15分鐘，取出冷卻；第三步、將基本帶材的另一端固定于轉(zhuǎn)接軸套后，將帶材緊密纏繞在第二轉(zhuǎn)接軸套上，并通過外卡固定，保持在使用前的形狀。

優(yōu)選的：所述外卡的內(nèi)輪廓為第三渦線，該第三渦線距為形狀記憶合金卷簧的簧片厚度。

本發(fā)明的又另一目的在于提供一種基于上述所述溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置的裝配方法，包括以下步驟：第一步、將支架設(shè)置于底座上，將轉(zhuǎn)軸通過軸承固定于支架上，并通過螺絲將支架固定于底座上；第二步、將回復(fù)卷簧的一端通過第一轉(zhuǎn)接軸套與轉(zhuǎn)軸固定，另一端通過螺絲固定于底座上；將已裝配好保型外框、外卡以及第二轉(zhuǎn)接軸套的形狀記憶合金卷簧的一端固定于底座上，同時將保型外框固定連接在底座上，且將第二轉(zhuǎn)接軸套套在轉(zhuǎn)軸上，然后卸去外卡；第三步、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸，帶動回復(fù)卷簧收緊，當(dāng)回復(fù)卷簧的預(yù)緊量達(dá)到要求后，將轉(zhuǎn)軸固定；第四步、將第二轉(zhuǎn)接軸套與轉(zhuǎn)軸固定連接，卸去第三步中的轉(zhuǎn)軸的固定。

優(yōu)選的：第三步中，所述回復(fù)卷簧的預(yù)緊量達(dá)到要求為當(dāng)回復(fù)卷簧的預(yù)緊量達(dá)到達(dá)900^o，繼續(xù)以扭力扳手預(yù)緊回復(fù)卷簧使其預(yù)緊扭矩達(dá)到0.15N·m。

本發(fā)明的一種溫控扭矩輸出驅(qū)動裝置，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：由于形狀記憶合金卷簧為驅(qū)動元器件，通過與回復(fù)卷簧的共同作用,即通過形狀記憶合金卷簧與回復(fù)卷簧的同軸設(shè)置,以及他們之間存在的預(yù)緊角度，實(shí)現(xiàn)在溫度變化條件下的扭力雙向輸出,因此其不僅能夠直接產(chǎn)生扭力輸出，而且其具有外形緊湊和角度行程較大的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明溫控渦卷式扭矩輸出驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明溫控渦卷式扭矩輸出驅(qū)動裝置的中制備的形狀記憶卷簧的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為轉(zhuǎn)軸，2為支架，3為軸承，4為回復(fù)卷簧，5為第一頂絲，6為第一轉(zhuǎn)接軸套，7為保型外框，8為形狀記憶合金卷簧，9為第二頂絲，10為第二轉(zhuǎn)接軸套，11為后部底座，12為第三螺絲，13為第二螺絲，14為第一螺絲，15為前部底座，16為第四螺絲，17為外卡。

具體實(shí)施方式

附圖非限制性地公開了本發(fā)明一個優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1