[发明专利]活性材料致动的导流装置

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种基于活性材料的可逆向展开的导流装置(flow trip)，特别的，按照某一实施例所述，涉及具有将基于活性材料的铰链作为旋转致动器的导流装置。

背景技术

车辆上方、下方、周围、和/或穿过车辆的气流会影响车辆性能的很多方面，包括车辆的空气阻力、车辆升力和下压力、以及引擎罩内的冷却和制动器冷却。例如，车辆的空气动力学阻力与车辆的燃油经济性成反比。人们研制了许多系统和装置来改善车辆的空气动力学，减小车辆空气阻力以提高燃油经济性。最初一些控制车辆气流的装置通常具有不可调整的几何形状，位置和方向。这样的装置通常无法适应驾驶状况的变化，因此这种固定的装置无法调整车辆的气流更好地适应驾驶状况的改变。

随后车辆气流的发展包括可调整的控制装置。通过将装置连接到液压、机械或是电动致动器使其具有可调整性。例如，一些车辆扰流器通过响应致动器的信号可以对其位置和/或方向进行调整。但是，这种致动器通常需要额外的部件例如活塞、电机、螺线管和/或类似的机构用于激励，因此使得装置变得更为复杂，而且经常导致故障模式增多，重量加大，维修加工的成本也会提高。

活性材料例如形状记忆合金、压电体、磁流变聚合物、电活化聚合物等等，可以用作有限位移致动器。代替了机械致动器例如螺线管、伺服电机等的活性材料致动器的使用，最小化了与这些类型的致动器相关的复杂性。此外，这些材料通常提供轻量选择，最小化包装空间，并且在工作中产生更小的声场和电磁场(EMF)输出。但是，这些材料提供有限的位移，并且通常不能直接提供旋转。为了提供许多导流装置和其他应用所需的大位移，可以通过反复致动实现小位移的已知活性材料致动器，以在多次的小步增加后实现想要的大位移。通过这种增加的方式来获得大旋转位移的缺点是活性材料致动器会变得更为复杂，并且实现完全展开需要的时间也显著增加。

因此，需要一种改进的活性材料致动的导流装置。认识到活性导流装置有一个特别的优点，即在高车速且它们处于展开位置的情况下，它们能改善空气动力学，从而减小阻力和提高燃油经济性，而当车辆静止或低速行驶时且它们处于收藏位置的情况下，它们能保留车辆设计者原先设想的车体线条。

发明内容

在一个实施例中，一种导流装置，包括与车体物理连接的可移动主体部和包含活性材料的致动器，该活性材料与车体和可移动主体部可操作地连接；其中活性材料在接收到激励信号后经历性质的变化，其中这种性质的变化有效地通过致动器的运动使可移动主体部从初始位置或者气流中的展开位置中的任一个位置移动到初始位置或展开位置中的另一个位置。

用于车辆导流装置的活性致动器-铰链组件，包括：放置在致动器罩上的线性位移活性材料，其中活性材料构造为在接收到激励信号后经历性质的变化；与线性位移活性材料可操作地连接的径向输出轴，其中活性材料性质的变化有效地轴向移动径向输出轴；和枢轴组件，其与径向输出轴和致动器罩可操作地连接，构造为将输出轴的轴向移动转化成致动器罩的旋转运动。

使用车辆导流装置的方法，包括：将包含活性材料的致动器放置在车体和可移动主体部之间；激励活性材料以实现活性材料性质的变化，其中性质的变化通过致动器的运动使可移动主体部从初始位置或车辆气流中的展开位置中的任一个位置移动到初始位置或展开位置中的另一个位置；停止激励活性材料。

通过下面对本发明的各种特征以及包含其中的实施例的详细描述，可以更加容易地理解本发明。

附图说明

现在参考附图，其中相同的元件用相同的符号表示：

图1是布置在车轮室内的活性材料致动的导流装置的一个实施例的透视图；

图2是布置在车轮室内的活性材料致动的导流装置的一个实施例的透视图；

图3是布置在车轮室内的活性材料致动的导流装置的一个实施例的透视图；

图4是布置在车轮室内的活性材料致动的导流装置的另一实施例的透视图；

图5是布置在车轮室内的活性材料致动的导流装置的又一实施例的透视图；

图6是带有转换机构详细视图(B)的基于活性材料的致动器的一个实施例的透视图(A)；

图7是基于活性材料的致动器的一个实施例的透视图；

图8是活性材料致动的导流装置的另一实施例的透视图；

图9是活性材料致动的导流装置的另一实施例的透视图；

图10是活性材料致动的导流装置的另一实施例的透视图；

图11是活性材料致动的导流装置的另一实施例的透视图。

具体实施方式