[实用新型]一种基于记忆合金丝驱动的柱状驱动器

说明书

本实用新型涉及一种基于记忆合金丝驱动的圆柱状驱动器，包括作为承载结构的支架、螺旋弹簧片、记忆合金丝、对应所述控制记忆合金丝的末端定子、传动部件、输出轴检测用编码器以及相应的控制电路。所述驱动器通过通电加热记忆合金丝实现驱动器的旋转，不仅消除了传统驱动器的噪音问题，还简化了结构，使应用该驱动器的机器人更有机会向着微小型、轻便型发展，为驱动器的发展提供了新思路。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于记忆合金丝驱动的柱状驱动器。

背景技术

随着新技术的快速发展，形状记忆合金作为一种重要的智能材料在制造、医疗和航空航天等领域有着越来越广泛的应用。形状记忆合金易于实现驱动器微型化和自动化，有着传统驱动器不可比拟的性能优点。目前，机器人大多是采用饲服电机驱动。饲服电机本身的功重比小，又需要减速机构，使机器人变得粗大、笨重且电机驱动时存在噪音和污染。伺服电机的驱动电压也比较高，对于机器人向微小型化及家庭和服务行业发展非常不利。同时驱动器中零部件数量过多，也会导致制造成本上升并使工作可靠性下降。而随着机构执行元件向着自动化和轻型化发展，基于智能材料的驱动器以其自身能克服传统驱动器缺点的优势，有着越来越大的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于记忆合金丝驱动的柱状驱动器，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型的技术方案为一种基于记忆合金丝驱动的柱状驱动器，其包括：支架部件，该支架部件包括支撑件、圆形的顶板和底板，其中支撑件固定在所述的顶板和底板之间，以形成顶板和底板之间的柱形空间；设置在所述的柱形空间内的螺旋弹簧组件，所述的螺旋弹簧组件具有固定端和自由端，所述的固定端与支架部件固定连接；设置成沿螺旋方向绕所述的螺旋弹簧组件外周的记忆合金丝；与所述的螺旋弹簧组件的自由端连接的输出部件。所述的螺旋弹簧组件包括：与所述的支架部件的顶板固定的弹簧座；从所述的弹簧座延伸的弹性的螺旋体。所述的输出部件包括：沿所述的螺旋中心轴方向布置的输出轴，该输出轴与安装在所述的底板上的轴承同轴配合。

进一步，螺旋体的外周设有螺旋凹槽以容纳所述的记忆合金丝，并且至少所述的螺旋凹槽设有绝缘层。

进一步，所述的螺旋体靠近弹簧座的一端通过第一固定端子与螺旋凹槽中的记忆合金丝固定连接，并且所述的螺旋体在自由端通过第二固定端子与所述的记忆合金丝固定连接。

进一步，所述的第一固定端子具有空心柱的形状，并且包括成形在空心柱壁上的切平面以及贯穿空心柱壁的通孔；所述的螺旋体的截面为矩形；所述的第二固定端子包括矩形槽和设置在矩形槽的边缘的边孔，其中允许记忆合金丝穿进所述的边孔，从而使得第二固定端子固定套接在所述的螺旋体的自由端时连同记忆合金丝一起定位和固定。

进一步，所述的弹簧座包括：用于容纳所述的第一固定端子的侧孔；成形在侧孔中的，与所述的第一固定端子的切平面匹配的横面；贯穿所述横面的螺丝孔。

进一步，所述的螺旋弹簧组件包括过渡形成在所述的弹簧座和所述的螺旋体之间的锲形部，该锲形部设有连通至所述的螺旋凹槽的斜孔，其中，允许来自螺旋凹槽记忆合金丝穿过第一固定端子的通孔后进入所述的斜孔，并且由螺丝孔中的螺丝对第一固定端子实施固定，从而使得第一固定端子拉紧或压紧记忆合金丝。

进一步，所述的螺旋弹簧组件的自由端设有朝向螺旋中心轴的连接部，所述的输出部件包括：穿过所述的输出轴后与所述的连接部固定连接的连接轴，该连接轴被配置成与所述螺旋中心轴垂直。

进一步，所述的输出轴包括具有连接孔的第一轴体，该连接孔的尺寸与所述的连接轴的直径匹配，以允许连接轴穿过该连接孔并且能够进行相对移动；与所述的轴承配合的第二轴体，该第二轴体与所述的第一轴体之间形成有轴肩；从所述的第二轴体延伸的轴端。

进一步，所述的柱状驱动器还包括：与所述的输出轴同轴连接的编码器；与所述的编码器通信连接的运动控制器；与所述的记忆合金丝接触连接的加热装置。