[发明专利]形状记忆合金驱动式的旋转式致动器

说明书

一种形状记忆合金驱动式的旋转式致动器，其包括作为致动元件的两个U形的形状记忆合金丝(3)，所述两个U形的形状记忆合金丝以拮抗构型连接至旋转的输入构件(1)，该旋转的输入构件(1)优选地通过齿轮联接件联接至以相反方式旋转的输出构件(2)，该输出构件(2)连接至使用者设备的轴(4)。

技术领域

本发明本身涉及一种结合有作为致动元件的两个形状记忆合金(SMA)丝的新颖且改进的旋转式致动器，特别地涉及汽车工业中所使用的致动器。

背景技术

一般而言，使用SMA丝作为致动元件相对于其他致动系统在重量、功耗、成本方面提供了各种优点。这些优点也已经在汽车工业中得到了认可，其中，可以使用SMA丝来代替相当大、嘈杂且较重的、具有高功耗并产生下述电磁干扰的步进电机：该电磁干扰可能会影响现代汽车中始终大量存在的精密且灵敏的电子器件。

与形状记忆合金驱动式的旋转式致动器相关的专利和申请的一些示例是US7082890、US 20140333088、US 20070175213、以及EP 1752661，所有上述示例都描述了由呈拮抗构型的一对SMA丝驱动的旋转式致动器。通过所述SMA丝中的一个SMA丝的焦耳效应所导致的受控加热使该SMA丝收缩并使从动元件的运动，而另一SMA丝可以仅被用于温度补偿，或者该另一SMA丝可以是提供沿相反方向运动的主动丝。

更具体地，US 7082890公开了一种形状记忆合金致动式仪表指针，在该仪表指针中，一对SMA丝在公共附接点与下述轭的基端之间延伸：所述一对SMA丝在相对于轭枢轴的相反侧上以拮抗构型被固定至该轭，使得所述一对SMA丝可以使该轭沿两个方向旋转。该轭的顶端部包括具有下述齿圈的弧形部分：该齿圈与行星齿轮啮合，该行星齿轮刚性地连接至被固定至下述仪表面板的引脚，仪表指针相对于该仪表面板移动，以便获得下述行星齿轮机构，该行星齿轮机构提供仪表指针相对于引脚的旋转的两级放大。该引脚还提供电源并且经由分别连接至公共附接点并连接至行星齿轮的相应的电绝缘的内部连接件和外部连接件作为接地回路操作。在另一实施方式中，该轭通过绕引脚卷绕的挠性机械连结件而接合引脚，并且通过引脚的电气连接部是不同的。

这种装置相当复杂，因为电源和接地回路必须通过固定引脚设置，并且此外，闭环反馈系统中由指针所到达的角位置的所述控制是通过下述感测方法(光学、电容式或电阻式的感测方法)来实现的：该感测方法意味着存在附加位置传感器(分别为LED、电容器或电阻条)。

US 20140333088公开了一种形状记忆合金致动器，该形状记忆合金致动器类似地包括一对拮抗的SMA丝，所述一对SMA丝连接至可旋转式驱动板，该可旋转式驱动板在一侧上承载惰齿轮并且在相对于该可旋转式驱动板的旋转轴的相反侧上承载惰齿轮组，以便使惰齿轮和惰齿轮组移动成与马达驱动式输入齿轮接触或脱离接触。这些致动器中的多个致动器构成适于与下述车门组件一起使用的单输入、多输出的驱动系统的一部分：在该车门组件中，单个马达可以驱动多个输出元件(例如，车窗、后视镜、把手)，所述多个输出元件能够在接合状态与脱离接合状态之间转换并且能够根据接合侧沿任一方向旋转。

由于SMA丝被安装在固定点与SMA丝所驱动的旋转构件之间，如先前所描述的装置中那样，在这种情况下还发现了必须通过驱动板的旋转轴来设置电源和接地回路的缺点。此外，该装置不提供对驱动板的角位置的任何控制，因为驱动板仅在具有固定行程末端位置的接合状态与脱离接合状态之间移动。

US 20070175213公开了一种形状记忆合金致动器，该形状记忆合金致动器由呈U形构型的一对拮抗的SMA丝形成，所述一对SMA丝成环形穿过连接至下述弦的端部的孔眼：该弦绕连接至用于进行机械工作的轴的滑轮行进。该环状的SMA丝的端部连接至下述锚固点：所述锚固点既机械地锚固SMA丝又提供用于从电源施加电流的电触点，使得滑轮和轴可以在所述SMA丝中的一个SMA丝的启用时沿任一方向旋转。