[发明专利]一种用于进气道鼓包调节的SMA弯曲驱动器

权利要求书

1.一种用于进气道鼓包调节的SMA弯曲驱动器，其特征在于，包括弹性钢板(1)、前固定板(2)、后固定板(3)、SMA丝(4)、绝缘导轨(5)、绝缘环(6)、绝缘块(7)、前铰链(11)、滑块(12)、轨道(13)、后铰链(14)；

所述弹性钢板(1)两端分别与前固定板(2)、后固定板(3)连接，弹性钢板(1)内侧面上固定有多个绝缘导轨(5)；

所述前固定板(2)两端分别设置一个绝缘块(7)，中间设有绝缘环(6)；前固定板(2)通过前铰链(11)与进气道壁连接；

所述后固定板(3)上设有多个绝缘环(6)；后固定板(3)通过后铰链(14)与滑块(12)连接，滑块(12)能沿固定在进气道壁上的轨道(13)移动；

所述绝缘导轨(5)上设有3个不同高度的横向通孔，不同的孔能提供不同的偏心距；

所述SMA丝(4)以多组V形并列的方式悬空布置在弹性钢板(1)的内侧面，其转折处绕在绝缘环(6)上，直线部分穿过绝缘导轨(5)上的横向通孔从而与弹性钢板(1)保持恒定间距，SMA丝(4)的两端固定在绝缘块(7)上；

需要进行鼓包调节时，对SMA丝(4)通电使其受热收缩产生驱动力，由于驱动力的作用方向相对于前固定板(2)、后固定板(3)是偏心的，因此该驱动力能驱动前固定板(2)、后固定板(3)分别绕前铰链(11)、后铰链(14)旋转，滑块(12)在轨道(13)中滑动，使后固定板(3)向前固定板(2)一侧移动，进而使弹性钢板(1)产生弯曲变形，从而实现进气道鼓包的调节；

当SMA丝(4)断电冷却后，弹性钢板(1)驱动SMA丝(4)恢复至预拉伸的状态，实现驱动器形状的自行回复。

2.根据权利要求1所述的SMA弯曲驱动器，其特征在于，所述SMA丝(4)以多组V形并列的方式布置，并借助绝缘导轨(5)上的横向通孔保持与弹性钢板(1)之间的间距恒定。

3.根据权利要求1所述的SMA弯曲驱动器，其特征在于，所述弹性钢板(1)上沿着SMA丝(4)的布置路径开有多组V形排列的通孔。

4.根据权利要求1所述的用于进气道鼓包调节的SMA弯曲驱动器，其特征在于，所述前固定板(2)、后固定板(3)上均设有圆柱型凸台，用于绝缘环(6)的限位；圆柱型凸台的数量以及位置，根据SMA丝(4)的V形布置情况来进行对应设计。

5.根据权利要求1所述的SMA弯曲驱动器，其特征在于，所述前固定板(2)上设有凹槽状凸台，用于绝缘块(7)的限位。

6.根据权利要求1所述的SMA弯曲驱动器，其特征在于，弹性钢板(1)与前固定板(2)、弹性钢板(1)与后固定板(3)、前固定板(2)与前铰链(11)、后固定板(3)和后铰链(14)之间均采用螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的SMA弯曲驱动器，其特征在于，所述绝缘导轨(5)为伞状结构，伞帽部分与弹性钢板(1)配合，伞柄从弹性钢板(1)上的通孔穿出，伞柄上不同高度上设有3个横向通孔。

8.一种用于权利要求1所述的SMA弯曲驱动器的设计方法，其特征在于，将该驱动器弹性钢板(1)的弯曲状态的侧视图近似为一段圆弧，从而得到其简化数学模型为：

α：SMA丝(4)的V形布置转角的二分之一；

ε_L：弹性钢板(1)处于平直状态时SMA丝(4)的应变；

ε_H：弹性钢板(1)处于设计弯曲状态时SMA丝(4)的应变；

t：SMA丝(4)与弹性钢板(1)之间的间距；

h：驱动器达到设计弯曲状态时弹性钢板(1)的最大挠度，即设计鼓包高度；

θ：所述弹性钢板(1)在设计弯曲状态下对应圆弧角的二分之一。