[发明专利]温控扭矩输出驱动装置及其装配方法以及其形状记忆合金卷簧的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温控扭矩输出驱动装置及其装配方法以及其形状记忆合金卷簧的制备方法，属于温度变化驱动技术领域。

背景技术

随着时代的发展，要求仅能依靠环境温度变化实现特定作用的设备成为各行业的研发重点，而其中又以温度响应的驱动元器件为该类设备的核心。

形状记忆效应是指材料变形后，在达到一定温度的情况下，具有恢复到原有形状的特性。目前以这类材料制备的温度变化驱动器，以输出方式划分，可以分为直线力输出和扭力输出。而现有的扭力输出装置，都亦是先实现直线力输出后通过机械结构转换后实现。这类扭力输出驱动器不仅结构尺寸上过大，而且由于增加了机械转换装置，增大了驱动器的自重和结构复杂性。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提出一种温控扭矩输出驱动装置，该温控扭矩输出驱动装置在温度变化的情况下不仅能够直接产生扭力输出，而且其具有外形紧凑和角度行程较大的特点。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种温控扭矩输出驱动装置，包括底座、支架、转轴、形状记忆合金卷簧和回复卷簧，所述支架设置于底座上，所述转轴通过轴承固定于支架上；所述回复卷簧的一端通过第一转接轴套固定在转轴上，另一端固定在底座上；所述形状记忆合金卷簧的一端通过第二转接轴套固定在转轴上，另一端固定在底座上；所述形状记忆合金卷簧的外侧还设置有保型外框，且该保型外框与底座固定连接；所述回复卷簧与形状记忆合金卷簧相互之间设置有预紧角度。

优选的：所述第一转接轴套在回复卷簧缠绕的部分其外轮廓为第一涡线，该第一涡线距为回复卷簧的簧片厚度；所述第二转接轴套在形状记忆合金卷簧缠绕的部分其外轮廓为第二涡线，该第二涡线距为形状记忆合金卷簧的簧片厚度。

优选的：所述形状记忆合金卷簧为镍钛合金材料制作的形状记忆合金卷簧。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述所述温控扭矩输出驱动装置中的形状记忆合金卷簧的制备方法，包括以下步骤：第一步、截取一段形状记忆合金基本带材，在一端加工2个定位孔；第二步、将该基本带材放于马弗炉内，以温度在400度至450度之间加热5分钟至15分钟，取出冷却；第三步、将基本带材的另一端固定于转接轴套后，将带材紧密缠绕在第二转接轴套上，并通过外卡固定，保持在使用前的形状。

优选的：所述外卡的内轮廓为第三涡线，该第三涡线距为形状记忆合金卷簧的簧片厚度。

本发明的又另一目的在于提供一种基于上述所述温控扭矩输出驱动装置的装配方法，包括以下步骤：第一步、将支架设置于底座上，将转轴通过轴承固定于支架上，并通过螺丝将支架固定于底座上；第二步、将回复卷簧的一端通过第一转接轴套与转轴固定，另一端通过螺丝固定于底座上；将已装配好保型外框、外卡以及第二转接轴套的形状记忆合金卷簧的一端固定于底座上，同时将保型外框固定连接在底座上，且将第二转接轴套套在转轴上，然后卸去外卡；第三步、转动转轴，带动回复卷簧收紧，当回复卷簧的预紧量达到要求后，将转轴固定；第四步、将第二转接轴套与转轴固定连接，卸去第三步中的转轴的固定。

优选的：第三步中，所述回复卷簧的预紧量达到要求为当回复卷簧的预紧量达到达900^o，继续以扭力扳手预紧回复卷簧使其预紧扭矩达到0.15N·m。

本发明的一种温控扭矩输出驱动装置，相比现有技术，具有以下有益效果：由于形状记忆合金卷簧为驱动元器件，通过与回复卷簧的共同作用,即通过形状记忆合金卷簧与回复卷簧的同轴设置,以及他们之间存在的预紧角度，实现在温度变化条件下的扭力双向输出,因此其不仅能够直接产生扭力输出，而且其具有外形紧凑和角度行程较大的特点。

附图说明

图1为本发明温控涡卷式扭矩输出驱动装置的结构示意图；

图2为本发明温控涡卷式扭矩输出驱动装置的中制备的形状记忆卷簧的结构示意图；

其中：1为转轴，2为支架，3为轴承，4为回复卷簧，5为第一顶丝，6为第一转接轴套，7为保型外框，8为形状记忆合金卷簧，9为第二顶丝，10为第二转接轴套，11为后部底座，12为第三螺丝，13为第二螺丝，14为第一螺丝，15为前部底座，16为第四螺丝，17为外卡。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明一个优选实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

实施例1