[发明专利]用于产生移位运动的促动器

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于借助形状记忆部件产生移位运动的促动器。

形状记忆部件在现有技术中是已知的。它们用于产生移位运动，所述移位运动由加热和与此相关的晶体转变而引起。在此，形状记忆部件能够记住先前通过退火处理得到的形状。这种效应称为热效应。为了能够保证移位运动的重复性，必须设置有复位部件，该复位部件在冷却状态下又使得形状记忆部件变形。然而，通常的复位弹簧部件具有缺点：它们由于其上升的弹性特性曲线而以并非不明显的程度减小了形状记忆部件的工作效力。如果形状记忆部件紧接着又被加热，它就恢复成其最初形状。在此，所述加热通过周围介质或者通过形状记忆部件的固有电阻来进行。借助周围介质进行的加热虽然在内部控制系统，却不允许在外部控制移位运动。利用固有电阻进行的加热由于在工程应用中往往有限的电流强度或电压虽然仅适用于较小的横截面，却具有可在外部控制的优点。

由US4806815已知一种直线运动执行器，其含有线材形式的形状记忆部件，线材在超过转变温度时收缩，且在这种情况下向上顶压棒材形式的操纵件。在形状记忆部件冷却时，刚性弹簧使得棒材又恢复至初始位置。操纵件为此仅进行通常的平移运动。此外在DE19802639A1中记载了一种带有形状记忆传动件的移动装置，其中，把一个形状记忆部件设置在操纵部件上，且穿过一个套筒，从而在形状记忆部件因温度变化发生收缩或延展时引起操纵部件的移位运动。同样利用刚性弹簧来实现恢复至初始状态。

基于所述现有技术，本发明的目的在于，提出一种促动器，用于借助形状记忆部件产生移位运动，其方式为，同样由形状记忆部件来承担复位功能，从而由此得到促动器的非常紧凑的简单的构造方式，并且附加地提高了促动器的功效。

本发明的另一目的在于，通过模块化的结构，例如通过对机械转换器的集成或连接，提高灵活性和应用优势。

为了实现该目的，本发明提出一种模块化构造的促动器，其带有设置在壳体上的被纵向引导的进行移位运动的操纵部件，该操纵部件与两个形状记忆部件适当地耦接，从而第一形状记忆部件在超过转变温度时产生操纵部件的平移的或旋转的移位运动，而第二形状记忆部件产生操纵部件的可调节的复位运动。

与现有技术相反，按照促动器的这种设计，操纵部件与两个形状记忆部件耦接，借助第二形状记忆部件来产生操纵部件的复位运动，伴随有优化的或可调节的移位运动，由此使得促动器构造紧凑且具备功效。一个明显的优点也在于，通过促动器的模块化的构造，使得操纵部件既可产生平移的移位运动，又可产生旋转的移位运动，且可产生不同的移位路程和移位力或者移位角度和力矩，还保证了多种多样的应用性。

根据一种有利的实施方式，两个形状记忆部件可彼此不同地布置，并保持在操纵部件上，该操纵部件在壳体内被纵向引导，其中，两个形状记忆部件的两个自由端分别固定在壳体的彼此相对的端部上。两个形状记忆部件形状配合地、力配合地或者材料配合地既固定在操纵部件上，又固定在壳体上。形状记忆部件例如可以借助螺钉固定在壳体上，或者直接注入到或喷入到塑料壳体中。

在基本结构中，两个形状记忆部件分别居中地保持在操纵部件上，并以其两个自由端分别固定在壳体的彼此相对的端部上，操纵部件在壳体内被纵向引导，其中，第一形状记忆部件在初始位置为V形，而在超过转变温度时当前的角度便发生改变，操纵部件由此进行移位运动。第二形状记忆部件在其初始位置具有基本上笔直的形状，但在第一形状记忆部件激活之后便处于V形的最终位置。

作为变型，替代地优选规定，两个形状记忆部件与四连杆活节的活节点连接，由此交叉地布置，或者两个形状记忆部件彼此垂直地布置。通过这些布置方式可改变移位路程和移位力。

优选规定，两个形状记忆部件根据应用领域要么具有热学形状记忆特性，要么具有伪弹性形状记忆特性。

第二形状记忆部件被设置成可控，且借助其热学形状记忆特性独立于第一形状记忆部件的冷却通过加热产生操纵部件的复位运动，其中，可产生梯级形的复位特性。如果第二形状记忆部件具有伪弹性形状记忆特性，则可通过主动控制来改变形状记忆部件的弹性，从而第二形状记忆部件产生不同的复位力。

根据促动器的一种优选的实施方式，可通过形状记忆部件相互间的不同的布置方式来改变平移的或旋转的移位运动的大小或者操纵部件的移位力或移位力矩的大小，其中，平移的或旋转的移位运动的大小或者操纵部件的移位力的大小可借助变换传动机构优选通过连杆传动机构来改变，或者可通过转变传动机构把平移运动转变为旋转运动。