[發明專利]一種擺動致動器

有效

• 申請號: 201410467730.2
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104481822B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李響;袁長宏;李振華
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅林探控有限公司
• 主分類號: F03G1/00
• 分類號: F03G1/00;F03G7/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方放

技術領域

本發明涉及致動器技術領域，具體涉及一種擺動致動器。

背景技術

擺動是基本的運動形式之一，擺動驅動的形式在實際應用的場合有很多。目前，國內外已經有許多研究機構利用電機、壓電陶瓷材料等驅動方式對擺動致動器展開了研究，傳統的電機驅動的擺動致動器具有輸出力大，擺動角度大的優點，但是存在著機械結構復雜、價格昂貴、體積大、質量大、能效低、噪聲大、靈活性差等缺點。壓電陶瓷驅動的擺動致動器具有響應快，輸出力大的優點，但是該驅動產生的變形小，需要放大機構，功率質量比小。除了電機、壓電陶瓷等驅動的擺動致動器外，現在有一種技術是采用介電彈性體通電變形，實現執行機構的擺動，該機構具有響應速度快、擺動角度大等優點，但該機構同時存在著驅動電壓高(數千伏的驅動電壓)、驅動力小(驅動力僅幾牛頓到幾十牛頓)以及對結構形狀有特殊的要求等缺陷。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種擺動致動器，該擺動致動器驅動電壓低、驅動力大、結構簡單、可反復使用、可靠性高、可長時間工作、成本低、便于安裝。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種擺動致動器，包括支撐架，所述支撐架包括兩個以上的彈簧座，彈簧座上下布置，相鄰兩個彈簧座之間設置有支撐桿及兩根以上豎直的彈簧，彈簧的材料為雙程記憶合金，彈簧的上下兩端分別固定連接在與其相鄰的上下兩個彈簧座上，相鄰兩個彈簧座之間通過支撐桿連接在一起，每個支撐桿的上端均通過銷軸鉸接在其上方的彈簧座上且下端均固定連接在其下方的彈簧座上。

優選地，每根彈簧均通過隔熱套與彈簧座相連，隔熱套固定連接在彈簧座上，每根彈簧的端部均固定連接在隔熱套上。

優選地，每根彈簧均螺紋連接在隔熱套的內壁上。

優選地，所述隔熱套的內腔設置有隔斷臺，隔斷臺將隔熱套的內腔分隔成上腔和下腔。

優選地，彈簧座的下端面相對設置有兩個凸塊，支撐桿的上端卡入兩個凸塊之間，所述銷軸將支撐桿和兩個凸塊連接在一起。

優選地，所述彈簧座整體呈長方體形，其中部鏤空。

優選地，彈簧由CuZnAl雙程記憶合金材料制成，其表面鍍錫。

優選地，相鄰兩個彈簧座之間設置的彈簧的數量為2～10個。

優選地，所述彈簧為加熱時伸長的雙程記憶合金彈簧，相鄰兩個彈簧座之間的每根彈簧的預拉伸量為10％～30％。

優選地，所述彈簧為加熱時縮短的雙程記憶合金彈簧，相鄰兩個彈簧座之間的每根彈簧的預壓縮量為10％～30％。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

本發明擺動致動器采用雙程記憶合金材料的彈簧作為擺動執行件，初始狀態，擺動致動器兩側的彈簧抗力相同，故擺動致動器處于平衡狀態；當給一側的彈簧通電加熱時，在熱激勵下彈簧發生相變，另一側的預拉伸或預壓縮的彈簧具有回復到原長的趨勢，擺動致動器兩側的彈簧抗力失衡，故擺動致動器擺向一側。當通電加熱的激勵撤去后，彈簧又能恢復到原來兩側的彈簧抗力相同的狀態，擺動致動器重新回到原來平衡狀態。本發明不僅具有驅動力大、結構簡單、可反復使用、可靠性高、可長時間工作、成本低、便于安裝等優點，而且具有類生物擺動的優異性能和簡潔緊湊的結構，雙程記憶合金彈簧的柔性好，保證擺動致動器的抗沖擊性。

另外，如果彈簧座的數量為三個以上，則擺動致動器的擺動角度可以由多個彈簧座的擺動角度累加而成，彈簧座越多，擺動致動器擺動角度就越大，擺動致動器的柔性就越大，其擺動靈活性就越高，實現了仿生驅動和柔性驅動。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明平衡狀態下的示意圖；

圖3為本發明擺動后的示意圖；

圖4為本發明中彈簧座的結構示意圖；

圖5為本發明中隔熱套的剖視圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。