[发明专利]一种Ti-Ni形状记忆合金焦耳热驱动装置

说明书

本发明公开了一种Ti‑Ni形状记忆合金焦耳热驱动装置，属于机电设备技术领域。包括固定于底盘上的驱动机构，所述驱动机构连接齿轮传动机构。本发明的有益效果是：利用直齿轮传动机构将SMA弹簧的输出位移放大；通过电能产生的焦耳热进行驱动，对活塞的密封性，保温隔热性要求较低，能量的转化效率更高。

技术领域

本发明涉及一种基于形状记忆合金的驱动装置，属于机电设备技术领域。

背景技术

形状记忆合金是一种的新型的功能性金属材料，它产生于上世纪六十年代初，目前在包括机电、航空航天、医疗器械、汽车等许多领域被广泛应用。形状记忆合金具有优良的的形状记忆效应，可通过合理的加热和控制来改变形状，输出较大的位移和驱动力，因此可被制成驱动器等应用在智能机器人领域。传统的形状记忆合金热机采用冷热水驱动，对于热机的密封性要求很高，且热水的热能对SMA弹簧加热转化效率很低，热能利用率低，热机中装载水体增加了本身质量，移动负荷大。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种轻便灵活、能量转换率高的Ti-Ni形状记忆合金焦耳热驱动装置。

本发明的技术方案是：一种Ti-Ni形状记忆合金焦耳热驱动装置，包括固定于底盘上的驱动机构，所述驱动机构连接齿轮传动机构。

所述驱动机构包括，位于活塞缸体内的SMA弹簧，所述SMA弹簧两端分别连接正极铜片和负极铜片，所述正极铜片固定于活塞缸体端部，负极铜片连接活塞，所述活塞与活塞缸体内壁滑动连接，连杆一端转动所述活塞、另一端铰接曲柄，所述正极铜片和负极铜片均连接加热电源。

所述SMA弹簧两端设有SMA弹簧座a和SMA弹簧座b，有SMA弹簧座a和SMA弹簧座b分别连接负极铜片和正极铜片。

所述齿轮传动机构为直齿轮传动机构，包括，与曲柄连接的转动轴b，所述转动轴b两端设有主动直齿轮，所述主动直齿轮啮合转动轴c两端的传动直齿轮，所述传动直齿轮啮合转动轴a上的从动直齿轮，所述转动轴a、转动轴b以及转动轴c均贯穿固定座并通过法兰轴承转动连接所述固定座。

所述主动直齿轮的齿数多于传动直齿轮，所述传动直齿轮的齿数多于从动直齿轮。

所述固定座通过螺栓固定在底盘上。

所述驱动机构通过固定座固定在底板上。

所述活塞、负极铜片以及SMA弹簧座a之间通过胶体粘接，所述正极铜片与SMA弹簧座b之间通过胶体粘接。

所述驱动机构为两个，对称分布于所述齿轮传动机构两侧。

STM32单片机连接控制所述加热电源。

本发明的有益效果是：利用直齿轮传动机构将SMA弹簧的输出位移放大；通过电能产生的焦耳热进行驱动，对活塞的密封性，保温隔热性要求较低，能量的转化效率更高。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为驱动结构的剖视图；

图3为齿轮传动机构结构图；

图4为齿轮传动机构轴测图。

图中附图标记如下：1、底盘，2、齿轮传动机构，2.1、转动轴a，2.2、从动直齿轮，2.3、传动直齿轮，2.4、主动直齿轮，2.5、法兰轴承，2.6、固定座，2.7、转动轴b，2.8、转动轴c，3、驱动机构，3.1、曲柄，3.2、连杆，3.3、正极铜片，3.4、活塞，3.5、负极铜片，3.6、SMA弹簧座a，3.7、活塞缸体，3.8、SMA弹簧座b，4、固定座。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明做进一步说明：