[發明專利]一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構

在審

• 申請號: 202211660014.7
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115726939A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 裴永臣;劉忠豪;王寶華;姚澤穎;王翔宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構主要由內板部分和外板部分兩部分組成，通過電驅記憶合金絲的方式，能夠更準確的調控整體結構的剛度；整體為一維平行桿式，外板與內板相互平行，記憶合金絲和連接桿相互平行，安裝方便，并且可以定向控制結構剛度；采用銷和金屬絲楔緊的方式進行連接，這種連接方式簡單并且牢固；上下內板相同，上下外板也相同，內板和外板可在同一平面向四周任意拓撲，使得變剛度結構可以布置在不同面積的區域。整個變剛度結構具有結構簡單、原理明確、成本低廉的優點。

技術領域

本發明涉及一種變剛度結構，特別是一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構。

背景技術

記憶合金絲相較于傳統材料而言，具有獨特的形狀記憶效應特性，通過簡單地施加電流就可以控制其長度和剛度發生變化，被廣泛應用于實際工程應用中，如航空航天、微型機器人、精密測量及生物醫學等領域。目前，國內外對于記憶合金絲特性的研究，已有較為完備的理論基礎。

在工業活動中，剛度是運動精度、負載能力和軌跡跟蹤控制的首要指標。降低剛度可以保護機器在非結構化環境中工作時不受操作人員或其他因素的影響。變剛度結構能夠根據任務或運動類型調整其剛度。目前，變剛度結構采用的材料大多都是高非線性的，存在控制難度高，形變能力差的問題。現存的變剛度結構復雜，安裝困難，且受尺寸因素的影響，加工成本較高。

綜上所述，一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構，通過通電控制單根絲長度和剛度變化，進而調節整體結構的剛度，并采用可拓撲結構布置在不同面積的區域。本發明用以解決變剛度結構控制難度大，形變能力差和受尺寸影響的問題，能夠降低加工成本，安裝簡單，具有重大的理論研究意義和市場應用價值。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構，整體為平行桿式一維結構，外板與內板相互平行，記憶合金絲和連接桿相互平行，通過向記憶合金絲通不同的電流，控制單根絲長度和剛度變化，以達到定向調控整體結構剛度的目的；結構中的外板和內板可在同一平面內向四周任意拓撲，以達到拓撲結構的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種電驅記憶合金絲平行桿式一維可控變剛度拓撲結構主要由內板部分和外板部分兩部分組成，兩部分中的外板與內板相互平行，記憶合金絲和連接桿相互平行，構成平行桿式一維結構，通過向兩部分的記憶合金絲通電，使單根絲長度和剛度發生變化，進而定向控制變剛度結構的剛度變化；兩部分通過桿件和孔之間的過盈配合相連接；內板為相同結構，外板也為相同結構，且都為可拓撲結構，可在同一平面向四周任意拓撲。

所述的外板部分是由兩塊相同外板和記憶合金絲組成，記憶合金絲通過銷楔緊在外板的孔上。

所述的內板部分是由兩塊相同內板和記憶合金絲組成，記憶合金絲通過銷楔緊在內板的孔上。

本發明的優勢在于：通過電驅記憶合金絲的方式，能夠更準確的調控整體結構的剛度；整體為一維平行桿式，外板與內板相互平行，記憶合金絲和連接桿相互平行，結構簡單，安裝方便，并且可以定向控制結構剛度；采用銷和記憶合金絲楔緊的方式進行連接，這種連接方式簡單并且牢固；上下內板相同，上下外板也相同，內板和外板可在同一平面向四周任意拓撲，使得變剛度結構可以布置在不同面積的區域。整個變剛度結構具有原理明確、成本低廉的優點。

附圖說明

圖1為單元結構整體示意圖

圖2為單元結構立體裝配圖

圖3為楔緊方式的剖面圖

圖4為2×2結構整體示意圖

圖5為2×2外板示意圖

圖6為2×2內板示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。