[实用新型]一种回转关节的形状记忆合金驱动装置

权利要求书

1.一种回转关节的形状记忆合金驱动装置，包括传动机构和驱动器，其特征在于：传动机构包括末端执行件、曲柄、连杆和滑块，曲柄的一端通过旋转关节连接在末端执行件上，另一端通过旋转关节连接有一连杆，连杆的另一端活动连接有一滑块；

驱动器包括导轨和弹性体；传动机构的滑块活动安装在驱动器的导轨上，可在导轨中自由滑动，导轨的两端分别固定连接有材料为形状记忆合金的第一弹簧和第二弹簧；第一弹簧和第二弹簧之间固定连接传动机构的滑块；

第一弹簧和第二弹簧分别通过导线连接着反馈控制回路，反馈控制回路控制第一弹簧与第二弹簧的通断电状态。

2.按权利要求1所述的回转关节的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：第一弹性体在高温奥氏体状态下的弹性系数K_1H与第二弹性体在低温马氏体下的弹性系数K_2L满足关系式：

K_1H≥K_2L+5.29

第二弹性体在高温奥氏体状态下的弹性系数K_2H与第一弹性体在低温马氏体下的弹性系数K_1L需满足关系式

K_2H≥K_1L+1.04

3.按权利要求1所述的回转关节的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：第一弹性体的压缩变形能力为第二弹性体的1.5～1.8倍；第二弹性体的伸长变形能力为第一弹性体的1.5～1.8倍。

4.按权利要求1所述的回转关节的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述反馈控制回路包括RS触发器，RS触发器的两输入端分别连接有第一行程开关K_S1与第二行程开关K_S2，通过第一行程开关K_S1与第二行程开关K_S2的开/关，控制RS触发器的输出信号，RS触发器的输出端控制第二继电器II的开/关达到控制第二弹簧的通断电状态；RS触发器的Q输出端控制第一继电器I开/关达到控制第一弹簧的通断电状态，第一行程开关K_S1与第二行程开关K_S2固定于驱动装置上，末端执行件的回转角度不超出设定值。

5.按权利要求1所述的回转关节的形状记忆合金驱动装置，其特征在于：传动机构和驱动器的结构参数满足下列各式：

Fx=FB+FNμ]]>

=MRsin(α+arcsinRsinα+eL)(1-(Rsinα+eL)2+Rsinα+eLμ)---(4)]]>

FQ=πτd38kD0---(5)]]>

上式中，S为滑块在导轨中的行程，分别为滑块在导轨上的两个极限位置，R为曲柄的长度，α为初始时刻曲柄与X轴的夹角，为曲柄摆动的最大角度值，L为连杆的长度，e为偏心距，μ为滑块与导轨之间的动摩擦系数；F_x为形状记忆合金驱动装置所产生驱动力在X轴方向的合力，F_B为第一弹性体和第二弹性体对滑块的合力，F_N为滑块受到的摩擦力，M代表驱动器需克服的回转关节摩擦力矩；F_Q为驱动装置所产生的驱动力，k为加权系数，根据工作环境的温度取值，τ为弹簧的弹性模量，D₀为形状记忆合金弹簧的中径；，d为形状记忆合金弹簧的丝径。