自驅(qū)動折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由鎳鈦形狀記憶合金彈簧、剪式單元、兩桿連接件、三桿連接件、四桿連接件、半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路組成的形狀記憶合金驅(qū)動的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，適用于一般折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的折疊和展開過程。
【背景技術(shù)】
[0002]折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)造型新穎，折展方便，便于運(yùn)輸和貯存，可重復(fù)使用。在現(xiàn)代生活中，它有著廣泛的用途，如緊急救援帳篷、旅游帳篷、臨時攤位、反復(fù)使用的暖房等。在航空和航天工業(yè)中，折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更以其獨(dú)特的性能顯示出強(qiáng)大的生命力，如制作宇宙空間站的骨架、雷達(dá)天線、可折疊的翼和弦桿等。一般的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)折疊和展開方式為人力操作，不僅費(fèi)時費(fèi)力，且折疊展開不便利，不利于運(yùn)輸，在災(zāi)區(qū)等場合適用性有所減弱；折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一個多點(diǎn)驅(qū)動系統(tǒng)，具有多個驅(qū)動單元，如需對其進(jìn)行驅(qū)動控制，折疊展開時需要有一個完善精確的控制系統(tǒng)，如果驅(qū)動的同步性不好，就會出現(xiàn)走偏或拉歪的現(xiàn)象。
[0003]本發(fā)明提出的形狀記憶合金驅(qū)動折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)折疊和展開過程的自動化，節(jié)省了人力，為折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更好地應(yīng)用于多種場合提供了條件；且形狀記憶合金彈簧相對于折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對稱布置，各部分受力也是對稱的，故能保證折疊展開過程中各個驅(qū)動單元的同步性。
[0004]形狀記憶合金是擁有“記憶”效應(yīng)的合金，它之所以具有變形恢復(fù)能力，是因?yàn)樽冃芜^程中材料內(nèi)部發(fā)生的熱彈性馬氏體相變。根據(jù)不同的熱力荷載條件，形狀記憶合金呈現(xiàn)出兩種性能:形狀記憶效應(yīng)、偽彈性，在各個領(lǐng)域都有不少應(yīng)用。利用形狀記憶合金的特性，可產(chǎn)生驅(qū)動效果，用于實(shí)現(xiàn)折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)折疊和展開過程自動化:折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)展開時，雙程形狀記憶效應(yīng)的鎳鈦記憶合金彈簧依靠半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路對其升溫，當(dāng)由室溫(20°C )上升到逆相變點(diǎn)溫度(80°C )時，合金彈簧就會自動伸長不斷恢復(fù)到預(yù)定的長度，帶動剪式單元展開；折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)折疊時，將溫度下降至室溫(20°C)，合金彈簧就會自動縮短到原來的長度，帶動剪式單元聚攏。據(jù)此可實(shí)現(xiàn)折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在折疊和展開不同狀態(tài)間的自由轉(zhuǎn)換。
[0005]半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路為用四個直流固態(tài)繼電器構(gòu)成的換向電路，其實(shí)質(zhì)是電子切換開關(guān)。從控制儀表輸出兩種信號，一個是加熱信號，一個是制冷信號。當(dāng)輸入加熱信號時，直流固態(tài)繼電器SSR1與SSR3導(dǎo)通，電源電壓經(jīng)SSR1的0UT+、0UT_，制冷片的黑端，紅端，SSR3的0UT+、OUT-端到地，使制冷片在加熱狀態(tài)。在制冷時，直流固態(tài)繼電器SSR2與SSR4導(dǎo)通。
[0006]在繼承了形狀記憶合金和折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了形狀記憶合金驅(qū)動的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，將形狀記憶合金彈簧作用在折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的剪式單元上，較之傳統(tǒng)折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架折疊展開過程的自動化，且半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路所使用的半導(dǎo)體制冷片工作時沒有震動、噪音、壽命長、安裝容易，易于推廣，適用于一般折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中；一種形狀記憶合金驅(qū)動的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可隨時進(jìn)行折疊和展開過程，在需要使用時可以方便地展開，提供開闊的空間，在不需要使用時可以方便地折疊，占據(jù)空間少，便于運(yùn)輸與儲存。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了使折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動展開和折疊過程，該方案不僅能減少折疊展開折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)過程中的人力消耗，且半導(dǎo)體制冷片具有工作狀態(tài)良好、易于安裝、可同時實(shí)現(xiàn)制冷制熱功能、制冷制熱時間快等優(yōu)點(diǎn)，使大型折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更好地應(yīng)用于各個場所，還綜合了形狀記憶合金與折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了折疊網(wǎng)架折疊和展開過程不便利、不流暢、不同步等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了兩種不同結(jié)構(gòu)的協(xié)同運(yùn)作，同時為形狀記憶合金在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用拓寬了道路。
[0008]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種自驅(qū)動的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括上端節(jié)點(diǎn)、下端節(jié)點(diǎn)、連接在上端節(jié)點(diǎn)和下端節(jié)點(diǎn)之間的剪式單元以及驅(qū)動所述剪式單元折疊的驅(qū)動單元，所述上端節(jié)點(diǎn)和下端節(jié)點(diǎn)均包括四個兩桿連接件、四個三桿連接件以及一個四桿連接件，所述四個兩桿連接件分布在一正方形的四個角上，所述三桿連接件分布在所述正方形的每條邊的中點(diǎn)上，所述四桿連接件位于所述正方形的中心，每個三桿連接件與兩側(cè)的兩桿連接件和中心的四桿連接件形成三個剪式單元的安裝面，所述剪式單元為十二個，在所述每個剪式單元的安裝面上安裝一個所述剪式單元，所述驅(qū)動單元包括形狀記憶合金伸縮件和半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路，所述形狀記憶合金伸縮件為二十四根，在每個剪式單元位于上端節(jié)點(diǎn)的兩個端部和位于下端節(jié)點(diǎn)的兩個端部之間分別設(shè)置一根所述形狀記憶合金伸縮件，所述半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路一端連接在上端節(jié)點(diǎn)中心與位于上端節(jié)點(diǎn)的十二根形狀記憶合金伸縮件連接用于加熱或制冷所述形狀記憶合金伸縮件，所述半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路的另一端連接在下端節(jié)點(diǎn)中心與位于下端節(jié)點(diǎn)的十二根形狀記憶合金伸縮件連接用于加熱或制冷所述形狀記憶合金伸縮件。
[0009]在所述剪式單元的端部設(shè)置有耳片，在所述形狀記憶合金伸縮件的端部設(shè)置有套環(huán)，所述形狀記憶合金伸縮件的兩端分別通過銷軸銷接連接在同一個剪式單元的不同耳片處。
[0010]所述形狀記憶合金伸縮件由形狀記憶合金彈簧與電鋁絲通過絕緣帶包纏并排連接，所述半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路與電鋁絲連接形成電流回路。
[0011]上端節(jié)點(diǎn)平面的每根形狀記憶合金伸縮件內(nèi)電鋁絲的電流回路流向?yàn)橛蓛?nèi)至外，上端節(jié)點(diǎn)平面的每根形狀記憶合金伸縮件內(nèi)電鋁絲的電流回路流向?yàn)橛赏庵羶?nèi)，上端電流在邊緣中點(diǎn)處用垂直的導(dǎo)線導(dǎo)入下端電流。
[0012]半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路為用四個直流固態(tài)繼電器構(gòu)成的換向電路，其實(shí)質(zhì)是電子切換開關(guān)。從控制儀表輸出兩種信號，一個是加熱信號，一個是制冷信號。當(dāng)輸入加熱信號時，直流固態(tài)繼電器SSR1與SSR3導(dǎo)通，電源電壓經(jīng)SSR1的0UT+、0UT_，制冷片的黑端，紅端，SSR3的0UT+、OUT-端到地，使制冷片在加熱狀態(tài)。在制冷時，直流固態(tài)繼電器SSR2與SSR4導(dǎo)通。
[0013]本發(fā)明形狀記憶合金驅(qū)動折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由鎳鈦形狀記憶合金彈簧、剪式單元、兩桿連接件、三桿連接件、四桿連接件、半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路六部分組成，鎳鈦形狀記憶合金彈簧位于剪式單元上下水平向兩端頭之間，鎳鈦形狀記憶合金彈簧的套環(huán)與剪式單元的耳片通過銷軸銷接連接，折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通過兩桿連接件、三桿連接件、四桿連接件組合成一個機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路通過電鋁絲對鎳鈦形狀記憶合金彈簧進(jìn)行升溫和降溫操作，改變其長度，使其產(chǎn)生較大的驅(qū)動力，通過耳片帶動剪式單元相對運(yùn)動，宏觀表現(xiàn)為折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的折疊和展開過程。
[0014]有益效果:
本發(fā)明提出的形狀記憶合金驅(qū)動折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，將鎳鈦形狀記憶合金彈簧作用在折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上，通過形狀記憶合金彈簧恢復(fù)形變時產(chǎn)生的驅(qū)動力帶動剪式單元，驅(qū)動折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的折疊和展開。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架折疊展開過程的自動化，且半導(dǎo)體制冷片加熱制冷換向電路所使用的半導(dǎo)體制冷片工作時沒有震動、噪音、壽命長、安裝容易，易于推廣，適用于一般折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中；形狀記憶合金驅(qū)動的折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可隨時進(jìn)行折疊和展開過程，在需要使用時可以方便地