[发明专利]一种基于梯度预应变的SMA致动器

权利要求书

1.一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，该SMA致动器在其整个长度范围内引入预应变，并且预应变的分布分为两个端部区段和一个中间区段，所述两个端部区段的预应变从端部往中间方向呈梯度或连续递增，最大值不超过所述中间区段的预应变，所述中间区段的预应变是均匀分布的；

所述梯度或连续递增为阶梯状递增或按线性或非线性连续函数规律变化；

所述SMA致动器分为三部分，具体分为两个端部区段和一个中间区段，端部区段中，预应变从头部往中间段方向是梯度递增的，而中间区段各处的预应变是均匀的，在整个埋长段范围内，梯度预应变是在靠近SMA伸出复合结构的区段中引入的，在整个埋段的中间区段是均匀的预应变段，且从端部往中间均匀预应变段预应变是递增的；

所述SMA致动器在制备时，制备出从两端到中间预应变依次变大的结构，具体为整个形状记忆合金沿着其自身延伸方向分为五段，依次为预应变为1％的第一段、预应变为2％的第二段、预应变为3％的第三段、预应变为2％的第四段、预应变为1％的第五段。

2.根据权利要求1所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述SMA致动器为丝状结构或片状结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述SMA致动器是经表面处理的圆截面或经压痕处理的变形截面丝状SMA致动器，或经表面处理的平板状或经压痕或激光处理的呈微凹凸状表面的片状SMA致动器。

4.根据权利要求2所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述SMA为丝状结构时，所述端部区段的制作方法为将原始丝状形状记忆合金通过分段多次拉伸制得，或采用直径不同的卡具对原始丝状形状记忆合金进行拉拔制得，或采用分段滚搓法制备而成，或在原始丝状形状记忆合金上进行局部增强然后一次拉伸制得。

5.根据权利要求2所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述SMA为片状结构时，所述端部区段的制作方法为将原始片状形状记忆合金通过分段多次拉伸制得，或采用分段压延所述原始片状形状记忆合金制得，或采用将原始形状记忆合金等厚度片材加工成某种形式的变宽度等厚度片材再经过一次拉伸制得。

6.根据权利要求2所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，丝状结构的SMA致动器埋入被驱动的基体中，片状结构的SMA致动器通过胶粘剂粘贴于被驱动的基体表面或埋入被驱动的基体中，形成形状记忆合金复合结构。

7.根据权利要求6所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述基体为热固性树脂、热塑性树脂、或它们的复合材料。

8.根据权利要求6所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述形状记忆合金复合结构成型时，若成型温度高于该形状记忆合金对应的相变温度时，采用侧压法维持所述SMA致动器端部区段的梯度预应变。

9.根据权利要求6所述的一种基于梯度预应变的SMA致动器，其特征在于，所述形状记忆合金的相变温度低于所述基体的允许使用温度。