[發(fā)明專利]微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010214912.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111371341B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許立忠;王曉翠;王婷婷;付正龍;李瑞興;張廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/12
• 分類號(hào): H02N2/12
• 代理公司: 北京孚睿灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，其包括殼體、驅(qū)動(dòng)部分和傳動(dòng)部分；

所述殼體包括底座、下外筒和上外筒；所述底座為平面結(jié)構(gòu)，下外筒安裝在底座上表面，活齒架安裝在下外筒上部，上外筒安裝在活齒架上，中心輪安裝在上外筒內(nèi)部；下外筒沿著外表面的圓周方向上加工有方形的第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔的中心線與螺紋外套外表面相切，沿著所述螺紋外套外表面分別產(chǎn)生第一切點(diǎn)、第二切點(diǎn)、第三切點(diǎn)和第四切點(diǎn)，所述第一切點(diǎn)、第三切點(diǎn)的連線和所述第二切點(diǎn)、第四切點(diǎn)的連線都穿過(guò)所述螺紋外套外的中軸線，并且所述第一切點(diǎn)、第三切點(diǎn)的連線垂直于所述第二切點(diǎn)、第四切點(diǎn)的連線；

驅(qū)動(dòng)部分包括SMA絲、壓簧和激波器；所述SMA絲包括第一SMA絲和第二SMA絲；

所述激波器為圓柱體，所述圓柱體圓周表面套有激波器螺紋外套；所述激波器螺紋外套等高度位置有兩個(gè)凹槽平面，所述凹槽平面之間的圓心角為90度；所述壓簧頂在所述凹槽與下外筒之間，激波器下表面通過(guò)平衡鋼珠小球與底座相連，激波器上表面有圓形活齒軌道，所述活齒軌道的內(nèi)表面與活齒外表面匹配；

所述第一SMA絲的第一端連接第一電源的第一端，其第二端從下外筒的第一通孔里穿入，纏繞激波器螺紋外套半圓周180度后，從第三通孔穿出，與所述第一電源的第二端相連；所述第二SMA絲的第一端連接第二電源的第一端，其第二端從下外筒的第二通孔里穿入，纏繞激波器螺紋外套半圓周180度后，從第四通孔穿出，與所述第二電源的第二端相連；所述第一電源和第二電源的電流周期相差四分之一周期；所述電流周期等分為四個(gè)階段，第一階段給SMA絲通電預(yù)加熱，第二階段SMA絲繼續(xù)通電達(dá)到相變溫度，SMA絲相變做功，第三階段、第四階段斷電對(duì)SMA絲吹風(fēng)冷卻；所述壓簧頂在激波器螺紋外套凹槽平面與下外筒之間，壓簧能提供更大的驅(qū)動(dòng)力；激波器在SMA絲和壓簧共同的拉力作用下實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)，為微小型減速電機(jī)提供動(dòng)力；

傳動(dòng)部分包括活齒、活齒架、中心輪和輸出軸；

所述活齒為球形鋼珠，在活齒架的約束下沿著激波器上表面的圓周形活齒軌道運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)中心輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述活齒架為上下表面為平面的圓環(huán)狀，固定在上下外筒殼體之間，所述活齒架下表面與激波器留有空隙，垂直于所述活齒架上下表面加工有沿圓周均布的活齒通孔，所述活齒通孔的形狀與活齒外表面匹配，用于固定所述活齒進(jìn)行周向運(yùn)動(dòng)；

所述中心輪為上下表面為平面的圓環(huán)狀，安裝在活齒架的上方、上外筒的內(nèi)部，利用圓錐滾子軸承與上外筒相連，在中心輪下表面端加工有活齒運(yùn)動(dòng)軌道，活齒運(yùn)動(dòng)軌道內(nèi)表面與活齒外表面匹配，所述活齒軌道沿著圓周方向?yàn)橹芷谡也ㄐ蔚牟ɡ诵危糜诠潭ɑ铨X；所述活齒軌道周期正弦波形的周期數(shù)由活齒數(shù)和傳動(dòng)比確定；

所述輸出軸的軸線與中心輪的軸線重合，并且所述輸出軸與中心輪固定連接，用于輸出轉(zhuǎn)矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，安裝在中心輪內(nèi)部的輸出軸可拆卸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，所述第一電源和第二電源的電流周期為4s，第一秒電流為15.7mA，第二秒電流為14.5mA，第三秒和第四秒斷電、對(duì)SMA絲吹風(fēng)冷卻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，所述活齒架由螺釘固定在上外筒與下外筒之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，所述激波器上部圓柱直徑小、下部圓柱直徑大，螺紋外套套在上部圓柱的外圓周表面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，所述激波器下端加工有四個(gè)均布的圓形的凹槽，所述凹槽用于容納所述平衡鋼珠小球。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型SMA活齒傳動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，所述中心輪下表面的正弦波形活齒運(yùn)動(dòng)軌道內(nèi)表面的截面是上部窄下部寬的四邊形；所述激波器上表面的活齒軌道的內(nèi)表面的截面是底部窄上部開口寬的四邊形。