[发明专利]用于使用SMA和MRC的无线致动器的装置

说明书

本发明涉及一种用于使用SMA和MRC的具有成本效益的无线致动器的装置。提供了使用磁谐振耦合（MRC）无线地控制形状记忆合金（SMA）致动器的系统和方法。SMA致动器是包括致动器线圈的接收器电路的一部分，其中，SMA致动器被构造成特定形状。所述系统包括具有发送器线圈和控制器的发送器电路，其中，发送器线圈接收AC电流，所述AC电流导致发送器线圈产生与在接收器电路中的致动器线圈谐振的振荡磁场并且磁性地耦合到所述致动器线圈。在致动器线圈中感生的电流生成热量，所述热量重新构造SMA致动器以提供致动。

技术领域

本发明总体上涉及一种无线地控制形状记忆合金（SMA）致动器的系统和方法以及，更具体地涉及一种使用磁谐振耦合（MRC）无线地控制SMA致动器的系统和方法。

背景技术

很多现代系统采用传感器、致动器、控制器、子系统、总线、等等，这些要求电线系统才能操作设备。随着处于工作中的系统的数量的增多，支持这些系统所需的电线系统也随之增多。然而，提供电线，尤其是提供很多电线有许多劣势。例如，在车辆中，所述电线的导电体，比如铜，有很重的重量。随着车辆重量的增大，燃料效率降低。另外，在车辆中的电线系统易被损坏，这增大了所述车辆的保修成本。并且，在整个所述车辆中需要电线系统降低了在所述车辆的设计和制造中的灵活性。进一步，在车辆中的所述电线系统中的至少一些电线常常需要定期保养。这样，电线系统增加了显著的花费和成本。而且，在所述车辆的制造中，线束的组装常常由于连接器销的断裂或者弯曲导致很多问题。因此，理想的是消除或者减少在车辆中的所述电线系统。

形状记忆合金（SMA）是本领域众所周知的合金，比如镍-钛（NiTi）合金，通常被称为镍钛诺。SMA能在仍是固体时经历相变，被称为马氏体相和奥氏体相。当所述SMA低于由特定合金定义的转变温度时，所述SMA处于马氏体相，在马氏体相时取决于所述SMA的尺寸和形状，能够使所述SMA符合特定构造并且所述SMA保持在那个形状。当所述SMA被加热到所述转变温度之上时，比如通过电流被加热，所述SMA 将从所述马氏体相转变为所述奥氏体相，这将导致所述SMA回到它的初始构造或者“母”构造。在热量被移除后所述SMA将保持在所述母构造，除非所述SMA被迫使形成另一种构造。

发明内容

本公开描述了一种使用磁谐振耦合（MRC）无线地控制形状记忆合金（SMA）致动器的系统和方法。所述SMA致动器是包括致动器线圈和电容器的接收器谐振电路的一部分，其中，所述SMA致动器被构造成一定形状。所述系统包括具有发送器线圈和控制器的发送器电路，其中，所述发送器线圈接收AC电流，所述AC电流导致所述发送器线圈产生与在所述接收器电路中的所述致动器线圈谐振的振荡磁场并且导致所述发送器线圈被磁耦合到所述致动器线圈。在所述致动器线圈中感生的电流在所述SMA致动器中流动，这进而产生热量，所述热量重新构造所述SMA致动器以提供致动。

结合附图阅读下述描述和所附权利要求，能清楚理解本发明的额外的特征。

本申请还提供了如下方案：

方案1. 一种磁谐振耦合（MRC）致动电路，其包括：

发送器电路，所述发送器电路包括控制器、基础线圈、可变电流源和调谐电容器，结合由所述调谐电容器提供的电容，所述可变电流源向所述基础线圈选择性地提供预定的交流电流，以便产生在预定频率上的振荡磁场；以及

至少一个接收器电路，所述至少一个接收器电路包括形状记忆合金（SMA）致动器和致动器线圈，所述控制器选择性地提供所述振荡磁场的所述频率，所述振荡磁场的所述频率将通过MRC被调谐到所述致动器线圈，以便加热所述SMA致动器并且导致所述SMA致动器改变它的构造。

方案2. 根据方案1所述的MRC电路，其中，所述接收器电路包括与所述SMA致动器和所述致动器线圈电连通的可变电容器，所述SMA致动器在所述至少一个接收器电路中作为电阻负载运行。