[实用新型]带主动散热的套装结构的形状记忆合金弹簧吸盘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能产生较大吸力的无源形状记忆合金弹簧吸盘装置，具体技术是利用多个规格不同的形状记忆合金弹簧组成特殊的套装结构。 

背景技术

吸盘在工业生产中和特种作业中有非常大的应用需求，如平板玻璃或屏幕生产，特种爬壁机器人等。 

形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的合金材料。单程记忆合金材料在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状(记忆中的形状)。由于采用形状记忆合金弹簧的吸盘无需提供气源和负压，所以称为无源吸盘。现有的无源形状记忆合金弹簧吸盘一般由吸盘外壳、形状记忆合金弹簧、偏置弹簧、导杆、弹性体构成。原理是形状记忆合金弹簧在通电状态下加热收缩，拉动弹性体，弹性体变形，使无源形状记忆合金弹簧吸盘内产生负压，从而使吸盘吸附在被吸附体上。形状记忆合金弹簧在断电状态下发生相变恢复为柔弱的马氏体，在偏置弹簧变形回复力的作用下，形状记忆合金弹簧逐渐恢复到初始状态，弹性体不变形，吸盘内的负压消失。 

目前无源形状记忆合金弹簧吸盘的缺点是产生吸力较小和反应速度较慢，使得无源形状记忆合金弹簧吸盘的应用受到极大的限制。原因主要有形状记忆合金弹簧的温度响应较慢和单根形状记忆合金丝弹簧的收缩力不足等。 

若要采用单根形状记忆合金弹簧产生足够大的吸附力，则需要吸盘装置的尺寸很大。对于采用了多根形状记忆合金弹簧平行并列安装结构，共同拉动导杆的吸盘，会由于合金弹簧之间的收缩量不均匀而导致导杆所受的拉力不均匀，不利于导杆的轴向光滑滑动。 

发明内容

为了克服现有无源形状记忆合金弹簧吸盘产生吸力较小的缺点，本实用新型提供设计一种特殊结构的无源形状记忆合金弹簧。 

为了达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下： 

用4条外径、螺距、弹簧丝粗细规格均不同的形状记忆合金弹簧依次同轴嵌套；内圈的形状记忆合金弹簧的外径要小于外圈的；内圈的形状记忆合金弹簧的记忆形状长度要短于外圈的；内圈的形状记忆合金弹簧的弹簧丝直径粗于外圈的；内圈的形状记忆合金弹簧的螺距小于外圈的。初始室温状态下，4条形状记忆合金弹簧的变形后长度一致；在通电状态下，4条形状记忆合金弹簧被加热，产生收缩，使得偏置弹簧被拉长，且同时拉动硅胶弹性体吸盘发生变形，使吸盘与被吸附表面之间产生负压腔体，从而实现吸附功能；在断电状态下，弹簧自然冷却，温度下降，4条形状记忆合金弹簧发生相变恢复为柔弱的马氏体，在偏置弹簧变形回复力的作用下，形状记忆合金弹簧逐渐恢复到初始状态，同时硅胶弹性体恢复到原形，吸盘内的负压消失，实现释放功能。 

所述的形状记忆合金弹簧和偏执弹簧安装在金属缸内；金属缸有两部分腔体，上部为圆柱体，下部为圆锥体；形状记忆合金弹簧一端与金属缸上端面固定连接，一端与滑块固定连接；偏置弹簧一端与滑块固定连接，一端与金属缸下端面固定连接；滑块可在金属缸内滑动；滑动下端面安装有导杆；导杆的下端与硅胶弹性体吸盘面固定连接；同时吸盘面边缘与金属缸下部的圆锥体下端面边缘密封连接。 

本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果： 

由于4根形状记忆合金弹簧同时发生收缩形变，可使吸盘产生较大的吸附力。 

由于4根形状记忆合金弹簧采用不同的规格，内圈的形状记忆合金弹簧的弹簧丝直径粗于外圈的，螺距小于外圈的，所以内圈的弹簧温度相应快于外圈的，使得滑块受到的收缩拉力中心大，外围小，受力均匀分布，利于滑块的轴向滑动。 

吸力变强使得本实用新型形状记忆合金弹簧的功效得到优化，应用效益明显加强。 

附图说明

图1是释放状态下本实用新型的结构原理示意图(纵剖面构造图)。图2是吸附状态下本实用新型的结构原理示意图(纵剖面构造图)。图3是图 1的I-I剖视图。图4是电扇开关状态控制的原理图 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示，金属缸13由两部分腔体组成，上部为圆柱体，下部为圆锥体。两部分之间有隔断，隔断中间开导杆孔，并安装润滑轴承14。金属缸13可采用铝合金材质，直径要略大于形状记忆合金弹簧5外径，上部圆柱体的长度要略大于形状记忆合金弹簧5、偏置弹簧3和滑块4长度之和。上部圆柱体上端面开有2个圆孔，小圆孔安装导线孔轴套10，大圆孔安装电扇15。下部圆锥体的底端与边缘带突起的弹性体吸盘面1的边缘密封连接。吸盘面1可采用硅胶材质，厚度适中，要有足够的抗拉强度和韧性。导杆2一端与滑块4连接，可采用螺纹配合方式，一端与吸盘面1连接，可采用胶粘合方式。