[实用新型]一种热涨纤维弹性驱动器

说明书

本实用新型涉及一种热涨纤维弹性驱动器，包括：第一弹性片和第二弹性片，其特征在于还包括制冷片和热涨纤维，其中：所述制冷片为P型半导体原件和N型半导体原件构成的半导体制冷器，安装在第一弹性片与第二弹性片之间，且相邻的两个所述制冷片的极性相反；所述热涨纤维紧密缠绕并粘接在所述第一弹性片和第二弹性片外。作为一种全新的驱动器结构，由于纤维与弹性板采用粘接方方式连接，应力的传递效果更好，输出力更大，且在弹性片的保护下其强度更高，同时与传统振驱动器有更好的互换性，通用性更好。

技术领域

本实用新型属于新型驱动器领域，具体涉及一种热涨纤维弹性驱动器。

背景技术

随着功能材料的发展，基于功能材料的新型驱动器在近年来得到了广泛的应用，在机电、医疗、通信、安全、机器人等领域解决了大量的实际问题，为上述领域的发展提供了新的活力。一些具有功能特性的新型材料纤维的出现得到了广泛的研究，特别是高热膨胀系数的材料通过构造特殊结构实现热驱动效果，也已经得到了研究与验证，目前已有的纤维编织结构驱动器件以绳索结构或柔性编织结构存在，在传统机械中应用需要特殊的结构设计与之配合，存在驱动能力与通用性较差的问题。

发明内容

为了解决目前热响应纤维驱动装置存在的驱动能力与通用性较差的问题，提出了一种热涨纤维弹性驱动器，该驱动器由第一弹性片和第二弹性片其特征在于还包括制冷片和热涨纤维构成，通过在制冷片上施加电压获得两极上的高温与低温，通过控制相邻两个不同极性的制冷片交替工作，使得缠绕并粘接在弹性片外侧的热涨纤维发生膨胀与收缩变形，带动弹性片发生弯曲，形成一种新型振子，具有结构紧凑、输出力高、通用性强等方面的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：本实用新型一种热涨纤维弹性驱动器，包括：第一弹性片和第二弹性片其特征在于还包括制冷片和热涨纤维，其中：所述第一弹性片和第二弹性片为导热性良好的矩形薄片；所述制冷片为P型半导体原件和N型半导体原件构成的半导体制冷器上下表面分别为制冷极和加热极，安装在第一弹性片与第二弹性片之间，所述的制冷极和加热极分别与所述第一弹性片和第二弹性片贴紧安装，且相邻的两个所述制冷片的极性相反；所述热涨纤维紧密缠绕并粘接在所述第一弹性片和第二弹性片外。由于采用纤维与弹性板粘接工艺，应力的传递效果更好，输出力更大，且在弹性片的保护下其强度更高，同时所形成的振子与传统的双金属片振子、压电振子等类型振子有更好的互换性，通用性更好。

使用时，给相同极性的一组制冷片施加驱动信号，在第一组制冷片与第一弹性片接触的表面上产生低温，热涨纤维发生收缩变形，带动第一弹性片向第一弹性片外的热涨纤维一侧弯曲，同时在第二弹性片表面上产生高温，热涨纤维发生膨胀，带动第二弹性片向第二弹性片一侧弯曲，即第一弹性片和第二弹性片同时向第一金属片一侧弯曲；随后给相反极性的一组制冷片施加驱动信号，温度变化与上述过程相反，振子的弯曲方向相反；交替给第一组制冷片和相反极性制冷片施加驱动信号，则振子发生往复弯曲变形，形成驱动能力。

附图说明

图1 是本实用新型一种热涨纤维弹性驱动器结构剖面示意图。

图2 是本实用新型一种热涨纤维弹性驱动器整体视图。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型一种热涨纤维弹性驱动器，包括：第一弹性片和第二弹性片其特征在于还包括制冷片和热涨纤维，其中：所述第一弹性片和第二弹性片为导热性良好的矩形不锈钢薄片；所述制冷片为P型半导体原件和N型半导体原件构成的半导体制冷器上下表面分别为制冷极和加热极，安装在第一弹性片与第二弹性片之间，所述的制冷极和加热极分别与所述第一弹性片和第二弹性片贴紧安装，且相邻的两个所述制冷片的极性相反；所述热涨纤维紧密缠绕并粘接在所述第一弹性片和第二弹性片外。

使用时，给相同极性的一组制冷片施加驱动信号，在第一组制冷片与第一弹性片结束的表面上产生低温，热涨纤维发生收缩变形，带动第一弹性片向第一弹性片外的热涨纤维一侧弯曲，同时在第二弹性片表面上产生高温，热涨纤维发生膨胀，带动第二弹性片向第二弹性片一侧弯曲，即第一弹性片和第二弹性片同时向第一金属片一侧弯曲；随后给相反极性的一组制冷片施加驱动信号，温度方向与上述过程相反，振子的弯曲方向相反；交替给第一组制冷片和相反极性制冷片施加驱动信号，则振子发生往复弯曲变形，形成驱动能力。