[发明专利]一种基于形状记忆合金丝的柔性旋转驱动器

说明书

本发明公开了一种基于形状记忆合金丝的柔性旋转驱动器，属于驱动器技术领域。本发明的一种基于形状记忆合金丝的柔性旋转驱动器包括转动轴以及套设于所述转动轴上的涡卷弹簧，所述转动轴一端通过联轴器连接有编码器，所述转动轴另一端固设有绞盘，所述涡卷弹簧上固设有形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝设于所述涡卷弹簧的表面，且沿所述涡卷弹簧的卷曲方向设置，所述形状记忆合金丝一端固定设置于所述涡卷弹簧的外圈，所述形状记忆合金丝另一端固定设置于所述涡卷弹簧的内圈。本发明的基于形状记忆和金丝的柔性旋转驱动器结构简单、不需附加设备即可实现旋转运动；旋转时，形状记忆合金与涡卷弹簧之间不产生摩擦，避免了因摩擦产生的能量损失。

技术领域

本发明属于驱动器技术领域，尤其是涉及一种基于形状记忆合金丝的柔性旋转驱动器。

背景技术

形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”功能的合金。形状记忆合金的工作原理是：在形状记忆合金的温度低于相变温度时，改变其形状，当对形状记忆合金加热，形状记忆合金的温度逐渐升高，当达到其相变温度时，形状记忆合金就会恢复成变形前的形状。因其特殊的物理性质，形状记忆合金在航空航天、机械电子产品、生物医疗、建筑结构等方面得到广泛的应用。

形状记忆合金结构简单，所能承受的负载较大，但是运动速度慢，并且精度低，适用于低速、低精度的场所，在机器人领域，形状记忆合金可以克服传统关节驱动电机的缺点，在一些对结构、速度、精度要求不高的场合，有广阔的应用前景。

现有的形状记忆合金驱动器大多采用记忆合金与弹簧相结合的方式实现直线或曲线的驱动，而如果想要实现旋转运动，就需要通过一些附加的机构将直线运动转换成为旋转运动，这些附加的机构结构复杂，并且会占用驱动器的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于形状记忆合金丝的柔性旋转驱动器，结构简单，在不需要附加结构的情况下实现旋转运动。

本发明解决上述技术问题所采用的解决方案是：提供一种基于形状记忆合金丝的柔性驱动旋转器，包括转动轴以及套设于所述转动轴上的涡卷弹簧，所述转动轴一端通过联轴器连接有编码器，所述转动轴另一端固设有绞盘，所述涡卷弹簧上固设有形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝设于所述涡卷弹簧的表面，且沿所述涡卷弹簧的卷曲方向设置，所述形状记忆合金丝一端固定设置于所述涡卷弹簧的外圈，所述形状记忆合金丝另一端固定设置于所述涡卷弹簧的内圈。

作为上述技术方案的进一步改进，沿所述涡卷弹簧的卷曲方向上，所述涡卷弹簧开设有用于容置所述形状记忆合金丝的容置槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述形状记忆合金丝的两端均连接有铝夹头，所述铝夹头固设于所述涡卷弹簧上、与所述形状记忆合金丝相对一面上，所述形状记忆合金丝穿过所述涡卷弹簧并与所述铝夹头固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述记忆和金丝一端设置于所述涡卷弹簧的最外圈，所述形状记忆合金丝另一端设置于所述涡卷弹簧的最内圈。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转动轴横截面呈D形结构，所述涡卷弹簧中心开设有与之匹配的D形孔，从而使所述转动轴与所述涡卷弹簧同步转动。

作为上述技术方案的进一步改进，还还包括编码器座以及支座，所述编码器座上开设有用于固定所述编码器的第一安装孔，所述支座上开设有用于固定所述转动轴的第二安装孔，所述编码器嵌设于所述第一安装孔内，所述转动轴上套设有轴承，且所述轴承嵌设于所述第二安装孔内。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括底座，所述编码器座、所述支座通过螺栓固设于所述底座上。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括弹簧固定板，所述弹簧固定板固设于所述支座上，所述涡卷弹簧的最外圈通过螺栓与所述弹簧固定板固定连接。

本发明的有益效果是：