[发明专利]微小型SMA活齿传动的电机

权利要求书

1.一种微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，其包括壳体、驱动部分和传动部分；

所述壳体包括底座、下外筒和上外筒；所述底座为平面结构，下外筒安装在底座上表面，活齿架安装在下外筒上部，上外筒安装在活齿架上，中心轮安装在上外筒内部；下外筒沿着外表面的圆周方向上加工有方形的第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔的中心线与螺纹外套外表面相切，沿着所述螺纹外套外表面分别产生第一切点、第二切点、第三切点和第四切点，所述第一切点、第三切点的连线和所述第二切点、第四切点的连线都穿过所述螺纹外套外的中轴线，并且所述第一切点、第三切点的连线垂直于所述第二切点、第四切点的连线；

驱动部分包括SMA丝、压簧和激波器；所述SMA丝包括第一SMA丝和第二SMA丝；

所述激波器为圆柱体，所述圆柱体圆周表面套有激波器螺纹外套；所述激波器螺纹外套等高度位置有两个凹槽平面，所述凹槽平面之间的圆心角为90度；所述压簧顶在所述凹槽与下外筒之间，激波器下表面通过平衡钢珠小球与底座相连，激波器上表面有圆形活齿轨道，所述活齿轨道的内表面与活齿外表面匹配；

所述第一SMA丝的第一端连接第一电源的第一端，其第二端从下外筒的第一通孔里穿入，缠绕激波器螺纹外套半圆周180度后，从第三通孔穿出，与所述第一电源的第二端相连；所述第二SMA丝的第一端连接第二电源的第一端，其第二端从下外筒的第二通孔里穿入，缠绕激波器螺纹外套半圆周180度后，从第四通孔穿出，与所述第二电源的第二端相连；所述第一电源和第二电源的电流周期相差四分之一周期；所述电流周期等分为四个阶段，第一阶段给SMA丝通电预加热，第二阶段SMA丝继续通电达到相变温度，SMA丝相变做功，第三阶段、第四阶段断电对SMA丝吹风冷却；所述压簧顶在激波器螺纹外套凹槽平面与下外筒之间，压簧能提供更大的驱动力；激波器在SMA丝和压簧共同的拉力作用下实现蠕动，为微小型减速电机提供动力；

传动部分包括活齿、活齿架、中心轮和输出轴；

所述活齿为球形钢珠，在活齿架的约束下沿着激波器上表面的圆周形活齿轨道运动，从而带动中心轮转动；

所述活齿架为上下表面为平面的圆环状，固定在上下外筒壳体之间，所述活齿架下表面与激波器留有空隙，垂直于所述活齿架上下表面加工有沿圆周均布的活齿通孔，所述活齿通孔的形状与活齿外表面匹配，用于固定所述活齿进行周向运动；

所述中心轮为上下表面为平面的圆环状，安装在活齿架的上方、上外筒的内部，利用圆锥滚子轴承与上外筒相连，在中心轮下表面端加工有活齿运动轨道，活齿运动轨道内表面与活齿外表面匹配，所述活齿轨道沿着圆周方向为周期正弦波形的波浪形，用于固定活齿；所述活齿轨道周期正弦波形的周期数由活齿数和传动比确定；

所述输出轴的轴线与中心轮的轴线重合，并且所述输出轴与中心轮固定连接，用于输出转矩。

2.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，安装在中心轮内部的输出轴可拆卸。

3.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，所述第一电源和第二电源的电流周期为4s，第一秒电流为15.7mA，第二秒电流为14.5mA，第三秒和第四秒断电、对SMA丝吹风冷却。

4.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，所述活齿架由螺钉固定在上外筒与下外筒之间。

5.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，所述激波器上部圆柱直径小、下部圆柱直径大，螺纹外套套在上部圆柱的外圆周表面。

6.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，所述激波器下端加工有四个均布的圆形的凹槽，所述凹槽用于容纳所述平衡钢珠小球。

7.根据权利要求1所述的微小型SMA活齿传动的电机，其特征在于，所述中心轮下表面的正弦波形活齿运动轨道内表面的截面是上部窄下部宽的四边形；所述激波器上表面的活齿轨道的内表面的截面是底部窄上部开口宽的四边形。