專利名稱：Sma組件及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及SMA絲(形狀記憶合金絲)組件及其模塊化的安裝方法。
背景技術(shù)：
采用SMA絲-彈簧驅(qū)動單元的機構(gòu)都需要安裝SMA絲，如本申請人提交的“微型低載荷SMA空間同步解鎖機構(gòu)”(專利申請?zhí)?200610011632. 3)、“微型大載荷SMA空間同步 解鎖機構(gòu)”(專利申請?zhí)?00610011626. 8)、“采用形狀記憶合金驅(qū)動的頂緊裝置”(專利申 請?zhí)?00710177158. 6)、等等。在這些傳統(tǒng)機構(gòu)中所采用的SMA絲裝配安裝方案都很不方便。具體表現(xiàn)為第一，這些SMA絲安裝方案的現(xiàn)場操作必須包括對SMA絲的調(diào)整和緊固步驟；第二，采用螺絲固定SMA絲的方案，不僅操作不便，而且可靠性、通用性差；第三，在使用過程中如果SMA絲出現(xiàn)問題也不能方便地更換。SMA安裝方法上，國內(nèi)外都做了一些努力，但均有缺陷。以“微型低載荷SMA空間 同步解鎖機構(gòu)”(專利號=200610011632. 3)為例，如圖1所示，其SMA組件由下固定件101、 上固定件102、緊定螺釘103、SMA絲105、絕緣套筒113和加強片114組成，其中下固定件 101、上固定件102和緊定螺釘103用于對SMA絲兩端進行固定，加強片114充當滑輪作用， 使SMA絲105沿其上進行180度的拐彎。這種現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下問題1、SMA絲通過緊定螺釘和上下固定件壓緊來固定，這種方法易使SMA絲因過度折 彎而發(fā)生斷裂。2,SMA絲組件完全依附于機構(gòu)的其它零件，要求復(fù)雜的現(xiàn)場操作，使得SMA絲的裝 配極為不方便。3、產(chǎn)品中使用的SMA絲會出現(xiàn)衰退失效、斷裂等問題，所以需要進行更換，而對 SMA絲的更換必須對整個機構(gòu)進行拆除后再行更換，造成產(chǎn)品使用效率低。4、由于產(chǎn)品中SMA絲的更換需要對產(chǎn)品中絕大部分零件進行拆卸，因此需要專業(yè) 技術(shù)人員才能進行，限制了產(chǎn)品的使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述SMA絲易斷裂、SMA絲組件安裝困難、更換困難等問 題，本發(fā)明人提供了一種SMA組件方案及其模塊化安裝方法，很好地解決了現(xiàn)在技術(shù)中存 在的上述問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，SMA絲組件包括一段 SMA 絲，一個陶瓷滑輪，一個陶瓷支座，兩小段不銹鋼管，陶瓷支座和陶瓷滑輪上有兩個直徑略大于SMA絲直徑的小孔，SMA絲先穿過陶瓷支座上的其中一個小孔、再穿過陶瓷滑輪上的一個小孔，繞陶瓷滑輪進行約180度拐彎，再 從陶瓷滑輪另一小孔穿出，再從陶瓷支座上另一個小孔穿出，最后再在SMA絲兩端套上兩 小段不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑略大于SMA絲直徑，鋼管外徑遠大于陶瓷支座小孔直徑，再將不 銹鋼管用液壓機壓扁，最終完成了 SMA絲組件的制作。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，提供了一種SMA絲組件模塊。SMA組件安裝包括 將SMA組件安裝到機構(gòu)主體，該機構(gòu)主體包括作為與SMA組件的安裝接口的支座架/支座 固定部分和滑輪架/滑輪固定部分。支座架/支座固定部分用于安裝所述陶瓷支座，滑輪 架/滑輪固定部分用于安裝所述陶瓷滑輪。支座架和滑輪架就其外形特征而言均可分為半封閉和全封閉兩種，其外形與機構(gòu) 主體的結(jié)構(gòu)相適配，而SMA組件模塊可以與具體的支座架和滑輪架的外形相適配。在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，一個半封閉的支座架包括一個槽，槽的寬度略大于陶瓷支座上兩個小孔中心之間的距離和小孔直徑之和，槽的長度略大于陶瓷支座的厚 度，從而保證陶瓷支座能被擋在支座架上而SMA絲能順利從槽中穿過。在根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的實施例中，一個全封閉的支座架包括一個孔，孔的 尺寸使所述陶瓷滑輪能夠通過該孔但同時又使得所述陶瓷支座無法通過該孔，從而保證陶 瓷滑輪能順利從支座架的該孔中穿過而陶瓷支座能被擋在支座架上面。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一個半封閉的滑輪架具有一個凸臺，凸臺的寬度要略 小于陶瓷滑輪上兩小孔中心的距離與小孔直徑的和，凸臺的高度大于陶瓷滑輪的寬度，從 而保證凸臺能擔在陶瓷滑輪底部的SMA絲之間而不和SMA絲接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一個全封閉滑輪架設(shè)置有一個方孔，該方孔的長度和 寬度分別大于陶瓷滑輪的長度和寬度，從而使陶瓷滑輪能穿過方孔，但方孔的寬度小于陶 瓷滑輪的長度。安裝時，將陶瓷滑輪穿過方孔，并旋轉(zhuǎn)一個角度(如90度)，使滑輪架能擋 住陶瓷滑輪，而SMA絲則從方孔中穿出。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，實現(xiàn)了 SMA組件的設(shè)計及其模塊化安裝，使得SMA絲組 件的安裝及更換變得方便快捷，同時安裝及更換不需要專業(yè)技術(shù)人員亦可順利進行，另外， 本發(fā)明采用了壓扁不銹鋼管緊固技術(shù)，使得SMA絲不易因緊固而折斷。具體表現(xiàn)在以下幾 個方面(1)本發(fā)明采用了壓扁不銹鋼管緊固技術(shù)，完全克服了因傳統(tǒng)的螺栓壓緊緊固技 術(shù)帶來的SMA絲因過度折彎而發(fā)生斷裂的問題，同時緊固結(jié)構(gòu)也大大簡化。(2)本發(fā)明對SMA絲組件的安裝進行了模塊化設(shè)計，使得SMA組件的安裝可在機構(gòu) 其它主體零件都安裝完后再進行，安裝時只需要將SMA組件的陶瓷滑輪或者陶瓷支座卡入 對應(yīng)的凹槽即可，方便快捷，也無需專業(yè)技術(shù)人員進行，大大提高了產(chǎn)品的使用效率。(3)產(chǎn)品中SMA絲是易損件，需要經(jīng)常更換，本發(fā)明對SMA絲組件的安裝進行了模 塊化設(shè)計，使得在產(chǎn)品使用過程中SMA絲組件的更換更容易。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的“微型低載荷SMA空間同步解鎖機構(gòu)”的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陶瓷組件的外觀圖。圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陶瓷支座的外觀圖，顯示了其上的孔。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種半封閉式支架座和陶瓷組件安裝圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種全封閉式支架座和陶瓷組件安裝圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種半封閉滑輪座和陶瓷組件安裝圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種全封閉滑輪座和陶瓷組件安裝圖(安裝過 程中)。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種全封閉滑輪座和陶瓷組件安裝圖(安裝完 成)。附圖標號說明101下固定件 102上固定件 103緊定螺釘 104大螺母105SMA絲106彈簧107滑塊108上板殼蓋109螺栓110底座111限位環(huán) 112外殼113絕緣套筒 114加強片115沉頭螺釘1不銹鋼管 2陶瓷支座 3SMA絲4陶瓷滑輪5支座架6支座架方孔 7支座架方槽 8滑輪架9滑輪架凸臺 10滑輪架方槽 11滑輪架方孔 12孔
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的SMA絲緊固裝置所存在的不足，本發(fā)明提供了 SMA組件及其 模塊化安裝方法。在如圖2所示的本發(fā)明的SMA絲組件實施例中，陶瓷滑輪4和陶瓷支座 2均采用陶瓷材料，使得其能耐很高溫度而且具有良好的絕緣性；如圖2A所示，陶瓷支座2 上有兩個孔12 ;SMA絲3依次穿過陶瓷支座2上的孔12中的一個和陶瓷滑輪4，再穿過陶瓷 支座2的孔12中的另一個，在SMA絲的兩個端部，各套上一個不銹鋼套管1，用液壓機將套 管1壓扁，直到不銹鋼套管1和SMA絲3之間沒有任何間隙為止，這時壓扁了的不銹鋼套管 1將SMA絲3夾緊，而壓扁后的不銹鋼套管1至少沿著一個方向的尺寸大于所述孔12沿著 該方向的尺寸，從而使壓扁了的不銹鋼套管1連同它所夾緊的SMA絲3卡在陶瓷支座2上， 而使穿過陶瓷支座2的孔12的SMA絲的端部無法退出，從而完成SMA絲組件的組裝。在如圖3所示的本發(fā)明的實施例中，一個半封閉支座架5具有方孔6和方槽7 ；方 孔6的長度大于卡在陶瓷支座2上的SMA絲3兩端的間距，從而保證陶瓷支座2從半封閉 支座架5的側(cè)面安裝到半封閉支座架5上后SMA絲3不和方孔6側(cè)邊發(fā)生接觸；方槽7的 寬度略大于陶瓷支座2的寬度，保證陶瓷支座2能從圖3中的左側(cè)向右推入方槽7中。在如圖4所示的本發(fā)明的實施例中，一個全封閉支座架5包括方孔6和方槽7，方 孔6的長度和寬度分別大于陶瓷滑輪4的長度和寬度，以便陶瓷滑輪4能從方孔6中穿過； 方孔6的長度大于卡在陶瓷支座2上的SMA絲3兩端的間距，從而保證陶瓷支座2從全封 閉支座架5的上面安裝到全封閉支座架5上后SMA絲3不和方孔6側(cè)邊發(fā)生接觸；方槽7 的長度和寬度分別略大于陶瓷支座2的長度和寬度，從而使陶瓷支座2能內(nèi)嵌到方槽7中， 從而起到對陶瓷支座2的定位作用。圖3的實施例和圖4的實施例的一個不同之處，在于圖3中的方孔6是半封閉的 孔(開放的孔)，而圖4的實施例中的方孔6是全封閉孔。
在如圖5所示的本發(fā)明的實施例中，一個半封閉滑輪架8具有凸臺9 ；凸臺9的寬 度小于裝配在陶瓷滑輪4上的SMA絲3兩端之間的間距，從而保證陶瓷滑輪4安裝到凸臺 9上之后SMA絲3能從凸臺9的兩側(cè)經(jīng)過而不與凸臺9發(fā)生接觸。安裝時將陶瓷滑輪4從 滑輪架8的前方推到凸臺9上，讓凸臺9托住陶瓷滑輪4即可。在如圖6所示的本發(fā)明的實施例中，一個全封閉滑輪架8包括位于其底部的方孔11和設(shè)置在孔11的兩個寬邊上的一對方槽10 ；方孔11的長度大于陶瓷滑輪4的長度，寬 度大于裝配在陶瓷滑輪4上的SMA絲3兩端之間的間距和SMA絲3的直徑之和并小于陶瓷 滑輪4的長度。方槽10的形狀與滑輪4的形狀相匹配。在安裝時先將陶瓷滑輪4從底向 上穿入滑輪架8至如圖6所示的狀態(tài)，再將陶瓷滑輪4旋轉(zhuǎn)一個角度(如90度)，再將陶瓷 滑輪4安裝在方槽10中即可，如圖7所示。請注意圖7中全封閉滑輪架8是剖面顯示的。在不脫離如權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對以上描述 的本發(fā)明具體實施方式
進行各種變形和修正。具體地說，方孔6、方槽7、凸臺8等，可以用 起同樣或類似限位作用的部分代替。這些修正和變形，都屬于所附權(quán)利要求書限定的范圍。
權(quán)利要求
用于安裝SMA絲(3)的裝置，其特征在于，其包括一個滑輪(4)，所述SMA絲繞設(shè)在所述滑輪上，一個支座(2)，所述支座包括兩個SMA孔(12)，所述SMA絲(3)的兩端分別穿過所述支座的所述兩個SMA孔(12)，兩個套管(1)，它們分別被套設(shè)并壓扁在分別穿過所述支座的所述兩個SMA孔(12)的所述SMA絲的兩端上，其中，壓扁后的套管(1)至少沿著一個方向的尺寸大于其所對應(yīng)的所述SMA孔(12)的沿著該方向的尺寸，用于固定所述支座(2)的一個支座固定部分(5)，和用于固定所述滑輪(4)的一個滑輪固定部分(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝SMA絲的裝置，其特征在于， 所述支座固定部分(5)包括一個支座固定孔(6)，所述支座固定孔(6)沿著至少一個第一方向的尺寸大于所述兩 個SMA孔(12)的間距，所述支座固定孔(6)沿著至少一個第二方向的尺寸小于所述支座 (2)與所述SMA絲延伸方向大體垂直的截面沿著至少一個方向的尺寸，從而能夠阻止所述 支座(2)通過所述支座固定孔(6)， 所述滑輪固定部分(8)包括阻止所述滑輪(4)沿著所述SMA絲的延伸方向移動的部分(9，11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于安裝SMA絲的裝置，其特征在于，所述支座固定孔(6)是一個開放的孔，且所述支座固定孔(6)的邊緣處設(shè)有與所述支 座(2)的形狀相匹配的槽(7)，從而使所述支座(2)能夠從所述支座固定孔的開放的一側(cè)被 嵌到所述槽(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于安裝SMA絲的裝置，其特征在于，所述支座固定孔(6)是一個閉合的孔，所述支座固定孔(6)的尺寸允許所述滑輪(4) 穿過所述支座固定孔(6)，且所述支座固定孔(6)的邊緣處設(shè)有與所述支座(2)的形狀相匹 配的槽(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于安裝SMA絲的裝置，其特征在于所述阻止所述滑輪(4) 沿著所述SMA絲的延伸方向移動的部分包括一個凸臺(9)，該凸臺的寬度小于裝配在所述滑輪⑷上的SMA絲(3)之間的間距，從 而能夠?qū)⑺龌?4)從所述滑輪固定部分(8)的前方推到所述凸臺(9)上而讓所述凸臺 (9)抵住所述滑輪(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于安裝SMA絲的裝置，其特征在于所述阻止所述滑輪(4) 沿著所述SMA絲的延伸方向移動的部分包括設(shè)置在所述滑輪固定部分(8)上的一個滑輪固定孔(11)，所述滑輪固定孔(11)的長度 大于所述滑輪(4)的長度，所述滑輪固定孔(11)的寬度大于裝配在所述滑輪(4)上的所述 SMA絲(3)之間的間距和所述SMA絲3的直徑之和并小于所述滑輪⑷的長度，設(shè)置在所述滑輪固定孔(11)的寬邊上的一對滑輪固定槽(10)，所述滑輪固定槽(10) 的形狀與所述滑輪(4)的形狀相匹配。
7.SMA絲的安裝方法，其特征在于包括 把所述SMA絲(3)繞設(shè)在一個滑輪⑷上，使所述SMA絲的兩端分別穿過一個支座(2)的上的兩個孔(12)， 把兩個套管(1)分別套設(shè)并壓扁在分別穿過所述支座的所述兩個孔(12)的所述SMA 絲(3)的兩端上，其中，壓扁后的套管(1)至少沿著一個方向的尺寸大于其所對應(yīng)的所述孔 的沿著該方向尺寸，把所述支座(2)固定在一個支座固定部分(5)上， 把所述滑輪(4)固定在一個滑輪固定部分(8)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SMA絲的安裝方法，其特征在于，所述把所述支座(2)固定在一個支座固定部分(5)上的步驟進一步包括 使所述滑輪(4)通過所述支座固定部分(5)上的一個支座固定孔(6)，所述支座固定孔 (6)的尺寸允許所述滑輪(4)穿過所述支座固定孔(6)但能阻止所述支座(2)穿過所述支 座固定孔(6)；把所述支座(2)安放到所述支座固定孔(6)的邊緣處設(shè)置的與所述支座(2)的形狀相 匹配的槽(7)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SMA絲的安裝方法，其特征在于，所述把所述滑輪(4)固定在一個滑輪固定部分(8)上的步驟進一步包括 使所述滑輪(4)穿過設(shè)置在所述滑輪固定部分(8)上的一個滑輪固定孔(11)，所述滑 輪固定孔(11)的長度大于所述滑輪的長度，所述滑輪固定孔(11)的寬度大于裝配在所述 滑輪⑷上的SMA絲(3)之間的間距和所述SMA絲(3)的直徑之和并小于所述滑輪⑷的 長度，使穿過所述滑輪固定孔(11)之后的所述滑輪(4)轉(zhuǎn)動一個角度， 把轉(zhuǎn)動了所述角度之后的所述滑輪(4)安放到設(shè)置在所述滑輪固定孔(11)的寬邊上 的一對滑輪固定槽(10)中，所述滑輪固定槽(10)的形狀與所述滑輪(4)的形狀相匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SMA絲的安裝方法，其特征在于，所述把所述滑輪(4)固定在一個滑輪固定部分(8)上的步驟進一步包括 將所述滑輪(4)從所述滑輪固定部分(8)的前方推到所述滑輪固定部分(8)上的一個 凸臺(9)上，從而讓所述凸臺(9)抵住所述滑輪(4)；所述把所述支座(2)固定在一個支座固定部分(5)上的步驟進一步包括 把所述支座(2)從所述支座固定部分(5)上設(shè)置的一個開放的支座固定孔(6)的開放 的一側(cè)，嵌到所述支座固定孔(6)的邊緣處設(shè)置的與所述支座(2)的形狀相匹配的槽(7) 中。
11.一種SMA絲組件，包括 一段 SMA 絲(3)，一個滑輪(4)，所述SMA絲(3)繞設(shè)在所述滑輪(4)上，一個支座(2)，所述支座包括兩個孔(12)，所述SMA絲(3)的兩端分別穿過所述支座的 所述兩個孔(12)，兩個套管(1)，它們分別被套設(shè)并壓扁在分別穿過所述支座的所述兩個孔(12)的所述 SMA絲(3)的兩端上，其中，壓扁后的套管(1)至少沿著一個方向的尺寸大于其所對應(yīng)的所述孔(12)的沿著 該方向尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于安裝SMA絲的裝置，其包括用于繞設(shè)SMA絲的滑輪；包括兩個SMA孔的支座，SMA絲的兩端分別穿過所述兩個SMA孔；分別被套設(shè)并壓扁在分別穿過所述兩個SMA孔的SMA絲的兩端上的兩個套管，其中，壓扁后的套管至少沿著一個方向的尺寸大于SMA孔的沿著該方向的尺寸；用于固定支座的支座固定部分；和用于固定滑輪的滑輪固定部分。其安裝方法包括把SMA絲繞設(shè)在滑輪上，使SMA絲的兩端分別穿過支座的上的兩個孔，把兩個套管分別套設(shè)并壓扁在分別穿過所述兩個孔的SMA絲的兩端上，把支座固定在支座固定部分上，把滑輪固定在滑輪固定部分上。本發(fā)明使得SMA絲不易斷裂、SMA絲組件安裝、更換方便快捷。
文檔編號G05G17/00GK101830291SQ20091007939
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者傅石雨, 劉穎, 張小勇, 張輝, 聶景旭, 閆曉軍 申請人:北京航空航天大學(xué)