[发明专利]一种SMA驱动的步进电机

说明书

技术领域

本发明涉及步进电机的技术领域，尤其涉及一种SMA驱动的步进电机。

背景技术

步进电机因具有过载性好，控制方便，整体结构简单而被广泛应用，在电子钟表、工业机器手、包装机械、矿井提升、汽车测试等都有应用。由步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电动机驱动器。以往的驱动器较复杂，成本高，整个电机的结构也较为复杂，制作工艺复杂成本高，重量不轻，所占空间大，限制了步进电机的使用范围。

SMA(shape memory alloys，形状记忆合金，简称SMA)是一种新型智能材料，这种材料具有形状记忆效应和较高的功重比，并且驱动简单、控制方便，已经作为驱动元件得到了广泛的应用。但是SMA作为驱动器还存在一些不足：在现有技术中SMA作为驱动器只是单向驱动，驱动的稳定性不强，而且节省能源效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服以上的不足和缺陷提出一种SMA驱动的步进电机

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种SMA驱动的步进电机，包括轮轴、齿轮盘、轨道圆盘、左驱动装置和右驱动装置；所述轮轴输出电机动力，所述齿轮盘安装于所述轮轴；所述轨道圆盘位于所述齿轮盘的外沿；

所述左驱动装置包括左驱动臂、左驱动SMA线、左弹性连接件和左复位SMA线；所述左驱动臂的驱动端与所述齿轮盘上的轮齿啮合，所述左驱动SMA线的一端连接于所述左驱动臂的另一端，所述驱动SMA线由正常状态转变为缩短状态时拉动所述左驱动臂带动齿轮盘旋转；所述左复位SMA线在缩短状态时将所述左驱动臂的驱动端拉离所述齿轮盘；所述左弹性连接件的一端连接于所述左驱动臂；

所述右驱动装置包括右驱动臂、右驱动SMA线、右弹性连接件和右复位SMA线；所述右驱动臂的驱动端与所述齿轮盘上的轮齿啮合，所述右驱动SMA线的一端连接于所述右驱动臂的另一端，所述右驱动SMA线由正常状态转变为缩短状态时拉动所述右驱动臂带动齿轮盘旋转；所述右复位SMA线在缩短状态时将所述右驱动臂的驱动端拉离所述齿轮盘；所述右弹性连接件的一端连接于所述右驱动臂；

所述左驱动SMA线、左弹性连接件、右驱动SMA线和右弹性连接件均沿着所述轨道圆盘伸缩；所述左驱动装置和右驱动装置同时顺时针驱动所述齿轮盘。

优选的，还设置有上驱动装置和下驱动装置；

所述上驱动装置包括上驱动臂、上驱动SMA线、上弹性连接件和上复位SMA线；所述上驱动臂的驱动端与所述齿轮盘上的轮齿啮合，所述上驱动SMA线的一端连接于所述上驱动臂的另一端，所述上驱动SMA线由正常状态转变为缩短状态时拉动所述上驱动臂带动齿轮盘旋转；所述上复位SMA线在缩短状态时将所述上驱动臂的驱动端拉离所述齿轮盘；所述上弹性连接件的一端连接于所述上驱动臂；

所述下驱动装置包括下驱动臂、下驱动SMA线、下弹性连接件和下复位SMA线；所述下驱动臂的驱动端与所述齿轮盘上的轮齿啮合，所述下驱动SMA线的一端连接于所述下驱动臂的另一端，所述下驱动SMA线由正常状态转变为缩短状态时拉动所述下驱动臂带动齿轮盘旋转；所述下复位SMA线在缩短状态时将所述下驱动臂的驱动端拉离所述齿轮盘；所述下弹性连接件的一端连接于所述下驱动臂；

所述上驱动SMA线、上弹性连接件、下驱动SMA线和下弹性连接件均沿着所述轨道圆盘伸缩；所述左驱动装置和右驱动装置同时顺时针驱动所述齿轮盘。

优选的，所述右驱动SMA线的另一端与所述上驱动SMA线的另一端连接；所述右弹性连接件的另一端与所述下弹性连接件的另一端连接；所述左驱动SMA线的另一端与所述下驱动SMA线的另一端连接；所述左弹性连接件的另一端与所述上弹性连接件的另一端连接；所述右复位SMA线的一端垂直连接于所述右驱动臂的驱动端；所述左复位SMA线的一端垂直连接于所述左驱动臂的驱动端；所述上复位SMA线的一端垂直连接于所述上驱动臂的驱动端；所述下复位SMA线的一端垂直连接于所述下驱动臂的驱动端。

优选的，所述左驱动臂、上驱动臂、右驱动臂和下驱动臂的驱动端均设置有凸钩，所述凸钩与所述齿轮盘上的轮齿啮合。

优选的，所述左驱动SMA线、上驱动SMA线、右驱动SMA线、下驱动SMA线、下驱动SMA线、左复位SMA线、右复位SMA线、上复位SMA线和下复位SMA线均为镍钛合金线。

优选的，包括用于控制所述左驱动SMA线、上驱动SMA线、右驱动SMA线、下驱动SMA线、左复位SMA线、右复位SMA线、上复位SMA线和下复位SMA线在正常状态和缩短状态之间变化的控制电板。