[发明专利]一种形状记忆合金与电磁联合驱动的旋转驱动器及方法

说明书

本发明公开一种形状记忆合金与电磁联合驱动的旋转驱动器，活动轴及其上部的磁铁座和电磁铁随形状记忆合金弹簧伸长变形而产生沿一定角度旋转运动，电磁铁通电时，转子在电磁力作用下随活动轴旋转一定角度，当形状记忆合金弹簧电压减小时，电磁铁断电，活动轴恢复原始状态，转子保持一定角度不变，工作时两个形状记忆合金弹簧同步伸长或缩短变形，对活动轴作用是同向的，同时施加两个形状记忆合金弹簧使活动轴具有较大转矩，恢复弹簧为恢复初始状态提供弹力，螺纹杆对形状记忆合金弹簧和恢复弹簧初始预紧力调节。本发明将电磁夹持技术与形状记忆合金驱动相结合，使非接触旋转驱动器具有较大的输出转矩，减小了能力损耗，具有更加广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种形状记忆合金与电磁联合驱动的旋转驱动器，属于旋转驱动器技术领域。

背景技术

精密驱动技术已经在微型机器人、航空航天、医疗器械以及精密定位等领域发挥重要作用，其中旋转驱动器则是一种广泛被应用的精密驱动装置。形状记忆合金作为一种智能材料，因具有体积小、变形大、驱动电压低等优点而受到关注和应用。形状记忆合金作为驱动材料主要用于微型机器人、微型直线执行器和驱动器，目前基于记忆合金驱动而设计的旋转驱动器相对较少。

本发明针对以上问题，提供一种由形状记忆合金驱动和电磁非接触夹持相结合的旋转驱动器，以便使得驱动器具有能耗低、输出力矩大、结构简单等优点。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种形状记忆合金与电磁联合驱动的旋转驱动器，其包括底座、支撑盘、形状记忆合金弹簧、恢复弹簧、螺纹杆、活动轴、磁铁座、电磁铁、转子和壳体，其特征在于，

所述支撑盘定位固定在所述底座上，所述壳体定位固定在所述支撑盘上；

所述支撑盘为方形环状结构，且所述支撑盘的前后侧面上分别设置有两个螺纹孔，四个螺纹孔内均螺纹连接有所述螺纹杆；

两个所述形状记忆合金弹簧的一端分别固定在其中一组成对角设置的两个螺纹杆上，两个所述恢复弹簧的一端分别固定在另外一组成对角设置的两个螺纹杆上；

两个所述形状记忆合金弹簧的另一端分别连接在所述活动轴的左右臂上，两个所述恢复弹簧的另一端也分别连接在所述活动轴的左右臂上；

所述活动轴的上端采用螺纹连接在所述磁铁座上；

所述磁铁座为圆柱体，且其侧面开有八个槽，八个所述电磁铁分别镶嵌于磁铁座侧面的各个槽内；

所述转子的底端为筒状中空结构，所述转子非接触套设于所述磁铁座和电磁铁的外部，且所述转子悬空于所述磁铁座和电磁铁的上方；

所述转子上端可转动的设置在所述壳体上，所述活动轴下端可转动的设置在所述底座上。

进一步，作为优选，两个形状记忆合金弹簧连接三角波信号发生器，所述电磁铁连接方波信号发生器。

进一步，作为优选，所述磁体座的端面均布有八个通孔，所述转子的筒状结构的上端面均匀分布有八个扇形孔。

进一步，作为优选，所述活动轴的左右臂设置在所述活动轴的中间段上，左右臂均为长方体臂，长方体臂正反面距离轴心相等位置处分别设有圆形槽，形状记忆合金弹簧的另一端和恢复弹簧的另一端均伸入定位在所述圆形槽内。

进一步，作为优选，所述支撑盘通过下端面左右两端的凸出结构固定在底座上方，所述壳体下端通过螺钉II与支撑盘和底座固定。

进一步，作为优选，所述活动轴下端通过轴承II与底座相连，轴用弹性挡圈I安装于活动轴下端的轴槽内，轴承II外侧通过轴承端盖II固定，轴承端盖II通过螺钉I固定于底座下端。