[发明专利]一种形状记忆合金致动器及其制造方法

说明书

一种形状记忆致动器包括：单个形状记忆合金；合金的形状记忆效应(SME)区部被构造用于致动；合金的伪弹性(PE)区部被构造为能够进行位置传感的传感器；和控制系统，被构造以通过基于PE区部的传感器结果控制经过至少SME区部的电流而控制致动器。一种控制形状记忆致动器的方法，该方法包括：施加经过致动器的预定电流；测量SME区部的第一电阻；测量PE区部的第二电阻；基于第一和第二电阻计算致动器的估计位置；基于估计位置适配施加于致动器的电流。一种制造形状记忆致动器的方法，所述方法包括：激光处理；热机械处理；训练形状记忆合金。

对相关申请的引用

本文件是正式申请，基于2016年9月14日提交的临时申请62/394,491 并要求该临时申请的权益，该临时申请在此通过引用并入本文。

技术领域

在此公开的实施例涉及一种形状记忆合金致动器(包括应变计传感器和/ 或位置估计)和一种制造致动器的方法。

背景技术

形状记忆合金(SMA)是一类材料，呈现出特有的性能，包括形状记忆效应(SME)和伪弹性(PE)。首次观察到SME表现发生在1932年，由Arne Olander通过镉金合金实现。不过，直到1960年后，才将形状记忆合金的名称给予一组呈现出相似性能的材料。形状记忆合金的多种合金组分已被识别出，包括CuAlNi、TiNb FePt和许多更多组分。不过，最广泛使用且商业销售的SMA 是NiTi，常被称为Nitinol。NiTi相对于其它SMA提供多种优点，例如力与质量的比率高、可恢复应变大、超弹性、和生物相容性。

SMA用于各种应用中，例如生物医疗血管支架、机动车辆、机器人技术、航空、和振动吸收等作为示例。不过，仍存在一些缺陷可能限制SMA的应用，包括难以获取致动器的位置和/或应变反馈。

这样，需要一种改进的致动器和制造或生产方法以克服传统SMA致动器的至少一些问题。

发明内容

根据本文中的一个方面，提供一种形状记忆致动器，包括：单个形状记忆合金；

所述单个形状记忆合金的形状记忆效应(SME)区部，被构造用于致动；

所述单个形状记忆合金的伪弹性(PE)区部，被构造为能够进行位置传感的传感器；和

控制系统，被构造以通过基于所述PE区部的传感器结果控制经过至少所述 SME区部的电流而控制所述致动器。

在特定情况下，所述PE区部可被构造为应变计。

根据本文中的另一方面，提供一种控制形状记忆致动器的方法，所述方法包括：

通过控制系统施加经过所述致动器的预定电流；

测量所述致动器的形状记忆效应(SME)区部的第一电阻；

测量所述致动器的伪弹性(PE)区部的第二电阻；

通过所述控制系统基于所述第一和第二电阻计算所述致动器的估计位置；

通过所述控制系统基于所述估计位置适配施加于所述致动器的所述电流。

根据本文中的另一方面，提供一种制造形状记忆致动器的方法，所述方法包括：

激光处理形状记忆合金以提供在相变温度上不同于现存伪弹性(PE)区部的形状记忆效应(SME)区部；

对所述激光处理后的形状记忆合金进行热机械处理；和

对所述热机械处理后的形状记忆合金进行训练。