一种形状记忆合金驱动器

一种形状记忆合金驱动器
1.本案是以申请日为2022-12-30，申请号为cn202211712481.x，名称为“一种形状记忆合金驱动器”的发明专利为母案而进行的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及动力传动装置技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金驱动器。


背景技术：

3.形状记忆合金(sma)材料因其具有形状记忆效应，可以将其作为驱动器使用，sma驱动器具有结构简单、驱动力大、功率重量比高、响应迅速等优点，在实际中特别是在飞行器机翼变体结构中得到了大量的应用。
4.sma驱动器的冷却时间直接影响驱动器的响应速度，目前sma驱动器冷却方式有机械通风冷却、水冷、空冷、散热器冷却等，但上述冷却方式均存在冷却时间较长的问题，无法满足sma驱动器的正常工作需求；因此，如何缩短sma驱动器的冷却时间，提升sma驱动器的响应速度成为了本领域亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种响应速度快的形状记忆合金驱动器。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种形状记忆合金驱动器，包括
7.sma驱动结构；
8.电源，与所述sma驱动结构电连接；
9.储液罐，所述储液罐内灌装有制冷液体；
10.电磁阀结构，与所述储液罐的出液口通过管道相连；
11.控制核心，所述控制核心与所述电源以及所述电磁阀结构电连接；
12.喷雾结构，所述喷雾结构与所述电磁阀结构相连，用于向所述sma驱动结构喷射冷却喷雾。
13.本发明的有益效果在于：本发明提供的形状记忆合金驱动器具有响应速度快的特点，设置控制核心对电源以及电磁阀结构进行控制，电源用于对sma驱动结构通电，电磁阀结构驱动储液罐内的制冷液体输送至喷雾结构处，通过喷雾结构将制冷液体雾化后形成冷却喷雾并喷射至sma驱动结构表面对其进行降温，冷却喷雾喷附在sma驱动结构的热源表面形成液膜，依靠液膜受热蒸发和换热表面核态沸腾提高冷却能力，冷却效果相较于传统冷却方式得到显著增强，提升了响应速度。
附图说明
14.图1为本发明实施例一的形状记忆合金驱动器的简化结构示意图；
15.图2为本发明实施例一的形状记忆合金驱动器的sma驱动结构的结构示意图；
16.图3为图2中a处的细节图；
17.图4为本发明实施例二的形状记忆合金驱动器的简化结构示意图；
18.图5为本发明实施例二的形状记忆合金驱动器的sma驱动结构的结构示意图；
19.图6为图5中b处的细节图。
20.标号说明：
21.1、储液罐；2、电磁阀结构；21、第一电磁阀；22、第二电磁阀；3、控制核心；4、喷雾结构；41、第一连接管；411、第一喷头；42、第二连接管；421、第二喷头；51、第一sma弹簧；511、第一固定支架；512、第一旋转电机；513、第一旋转安装座；514、第一伸缩喷管；52、第二sma弹簧；521、第二固定支架；522、第二旋转电机；523、第二旋转安装座；524、第二伸缩喷管；525、喷雾孔；53、传动件；54、传动轮；55、传动轴；6、电源；7、多通道驱动器。
具体实施方式
22.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
23.请参照图1至图6，一种形状记忆合金驱动器，包括
24.sma驱动结构；
25.电源6，与所述sma驱动结构电连接；
26.储液罐1，所述储液罐1内灌装有制冷液体；
27.电磁阀结构2，与所述储液罐1的出液口通过管道相连；
28.控制核心3，所述控制核心3与所述电源6以及所述电磁阀结构2电连接；
29.喷雾结构4，所述喷雾结构4与所述电磁阀结构2相连，用于向所述sma驱动结构喷射冷却喷雾。
30.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：设置控制核心3对电源6以及电磁阀结构2进行控制，电源6用于对sma驱动结构通电，电磁阀结构2驱动储液罐1内的制冷液体输送至喷雾结构4处，通过喷雾结构4将制冷液体雾化后形成冷却喷雾并喷射至sma驱动结构表面对其进行降温，冷却喷雾喷附在sma驱动结构的热源表面形成液膜，依靠液膜受热蒸发和换热表面核态沸腾提高冷却能力，冷却效果相较于传统冷却方式得到显著增强，提升了响应速度。
31.进一步的，所述sma驱动结构包括第一固定支架511、第二固定支架521、传动件53、传动轮54和传动轴55；所述第一固定支架511设有与所述传动件53的一端相连的第一sma弹簧51，所述第一sma弹簧51与所述电源6电连接；所述第二固定支架521设有与所述传动件53的另一端相连的第二sma弹簧52，所述第二sma弹簧52与所述电源6电连接；所述传动轮54安装于所述传动轴55上，所述传动件53缠接于所述传动轮54，用于驱动所述传动轮54转动，所述传动轴55用于输出动力。
32.由上述描述可知，在所述传动轮54上设置传动件53驱动其转动，通过传动件53两端的所述第一sma弹簧51与第二sma弹簧52的伸缩实现对传动件53的驱动。
33.进一步的，所述喷雾结构4包括第一连接管41和第二连接管42，所述第一连接管41的一端以及所述第二连接管42的一端分别与所述电磁阀结构2相连；所述第一连接管41的另一端设有与所述第一固定支架511连接的第一喷头411，所述第一喷头411用于向所述第
一sma弹簧51喷射冷却喷雾；所述第二连接管42的另一端设有与所述第二固定支架521连接的第二喷头421，所述第二喷头421用于向所述第二sma弹簧52喷射冷却喷雾。
34.进一步的，还包括第一旋转安装座513与第二旋转安装座523；所述第一旋转安装座513与所述第一固定支架511转动连接，所述第一喷头411安装于所述第一旋转安装座513；所述第二旋转安装座523与所述第二固定支架521转动连接，所述第二喷头421安装于所述第二旋转安装座523。
35.由上述描述可知，所述第一旋转安装座513用于实现所述第一喷头411喷涂角度的调整，确保了所述第一喷头411能够以合适的角度对所述第一sma弹簧51喷涂冷却喷雾；第二旋转安装座523用于实现所述第二喷头421喷涂角度的调整，确保了所述第二喷头421能够以合适的角度对所述第二sma弹簧52喷涂冷却喷雾。
36.进一步的，所述第一固定支架511上设有与所述第一旋转安装座513连接的第一旋转电机512；所述第二固定支架521上设有与所述第二旋转安装座523连接的第二旋转电机522。
37.由上述描述可知，所述第一旋转电机512用于控制所述第一旋转安装座513转动，使得所述第一喷头411能够朝所述第一sma弹簧51的伸长方向喷涂冷却喷雾；所述第二旋转电机522用于控制所述第二旋转安装座523转动，使得所述第二喷头421能够朝所述第二sma弹簧52的伸长方向喷涂冷却喷雾；利于冷却效果的提升。
38.进一步的，所述喷雾结构4包括第一连接管41和第二连接管42，所述第一连接管41的一端以及所述第二连接管42的一端分别与所述电磁阀结构2相连；所述第一固定支架511上设有与所述第一sma弹簧51靠近所述传动件53的一端连接的第一伸缩喷管514，所述第一伸缩喷管514开设有沿其长度方向延伸的多个喷雾孔525，所述第一伸缩喷管514与所述第一连接管41的另一端连通；所述第二固定支架521上设有与所述第二sma弹簧52靠近所述传动件53的一端连接的第二伸缩喷管524，所述第二伸缩喷管524开设有沿其长度方向延伸的多个喷雾孔525，所述第二伸缩喷管524与所述第二连接管42的另一端连通。
39.由上述描述可知，所述第一伸缩喷管514能够根据所述第一sma弹簧51的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第一sma弹簧51的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧51在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；所述第二伸缩喷管524能够根据所述第二sma弹簧52的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第二sma弹簧52的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧51在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；提升了散热的均匀性，减小了制冷液体的浪费。
40.进一步的，所述传动件53为拉绳、传动带或链条。
41.由上述描述可知，可根据实际的应用需求对所述传动件53进行选择。
42.进一步的，所述传动件53的两端分别设有卡勾，所述第一sma弹簧51以及所述第二sma弹簧52分别设有与所述卡勾连接的卡环。
43.由上述描述可知，所述卡勾与所述卡环便于所述第一sma弹簧51以及所述第二sma弹簧52连接所述传动件53。
44.进一步的，所述传动件53和/或所述传动轮54设有防滑槽。
45.由上述描述可知，所述防滑槽能够降低所述传动件53与所述传动轮54产生相对滑动的风险。
46.实施例一
47.请参照图1至图3，本发明的实施例一为：一种形状记忆合金驱动器，包括sma驱动结构、电源6、储液罐1、电磁阀结构2、控制核心3(即mcu)和喷雾结构4；所述电源6与所述sma驱动结构电连接；所述储液罐1内灌装有制冷液体；所述电磁阀结构2与所述储液罐1的出液口通过管道相连；所述控制核心3与所述电源6以及所述电磁阀结构2电连接；所述喷雾结构4与所述电磁阀结构2相连，用于向所述sma驱动结构喷射冷却喷雾；设置控制核心3对电源6以及电磁阀结构2进行控制，电源6用于对sma驱动结构通电，电磁阀结构2驱动储液罐1内的制冷液体输送至喷雾结构4处，通过喷雾结构4将制冷液体雾化后形成冷却喷雾并喷射至sma驱动结构表面对其进行降温，冷却喷雾喷附在sma驱动结构的热源表面形成液膜，依靠液膜受热蒸发和换热表面核态沸腾提高冷却能力，冷却效果相较于传统冷却方式得到显著增强，提升了响应速度，具体的，所述sma驱动结构包括第一固定支架511、第二固定支架521、传动件53、传动轮54和传动轴55；所述第一固定支架511设有与所述传动件53的一端相连的第一sma弹簧51，所述第一sma弹簧51的两端分别与所述电源6电连接形成一闭合回路；所述第二固定支架521设有与所述传动件53的另一端相连的第二sma弹簧52，所述第二sma弹簧52的两端分别与所述电源6电连接形成一闭合回路；所述传动轮54安装于所述传动轴55上，所述传动件53缠接于所述传动轮54，用于驱动所述传动轮54转动，所述传动轴55用于输出动力，在所述传动轮54上设置传动件53驱动其转动，通过传动件53两端的所述第一sma弹簧51与第二sma弹簧52的伸缩实现对传动件53的驱动。
48.优选的，还包括多通道驱动器7，所述多通道驱动器7与电源6、sma驱动结构以及所述控制核心3电连接，具体的，所述电源通过所述多通道驱动器与所述第一sma弹簧51的两端电连接形成一闭合回路，并且，所述电源通过所述多通道驱动器与所述第二sma弹簧52的两端电连接形成一闭合回路；也就是说，所述多通道驱动器用于控制所述电源6与所述第一sma弹簧51以及所述第二sma弹簧52闭合回路的通断；通过所述控制核心控制所述多通道驱动器向所述sma驱动结构的所述第一sma弹簧51或所述第二sma弹簧52的供断电。
49.详细的，本实施例中的形状记忆合金驱动器的工作步骤为：控制核心3控制所述多通道驱动器7使得电源6与所述第二sma弹簧52通电，使得第二sma弹簧52受热收缩，通过所述传动件53拉动所述第一sma弹簧51拉伸，此时，通过所述控制核心3驱动所述电磁阀结构2，使得所述喷雾结构4将所述储液罐1内的制冷液体雾化并喷涂于所述第二sma弹簧52上，使得所述第二sma弹簧52冷却从而被拉伸，与此同时，所述控制核心3控制所述多通道驱动器7使得电源6与所述第一sma弹簧51通电，使得所述第一sma弹簧51受热收缩，如此，使得所述第一sma弹簧51与形成对拉的状态驱使所述传动轮54来回转动，从而驱使所述传动轴55来回转动。
50.优选的，所述喷雾结构4包括第一连接管41和第二连接管42(如图1所示)，所述第一连接管41的一端以及所述第二连接管42的一端分别与所述电磁阀结构2相连；所述第一连接管41的另一端设有与所述第一固定支架511连接的第一喷头411，所述第一喷头411用于向所述第一sma弹簧51喷射冷却喷雾；所述第二连接管42的另一端设有与所述第二固定支架521连接的第二喷头421，所述第二喷头421用于向所述第二sma弹簧52喷射冷却喷雾；具体的，所述sma驱动结构还包括第一旋转安装座513与第二旋转安装座523；所述第一旋转安装座513与所述第一固定支架511转动连接，所述第一喷头411安装于所述第一旋转安装
座513；所述第二旋转安装座523与所述第二固定支架521转动连接，所述第二喷头421安装于所述第二旋转安装座523，所述第一旋转安装座513用于实现所述第一喷头411喷涂角度的调整，确保了所述第一喷头411能够以合适的角度对所述第一sma弹簧51喷涂冷却喷雾；第二旋转安装座523用于实现所述第二喷头421喷涂角度的调整，确保了所述第二喷头421能够以合适的角度对所述第二sma弹簧52喷涂冷却喷雾。
51.作为可选的，所述sma驱动结构的数量以及所述电磁阀结构2的数量可根据实际的应用需求进行设置，所述sma驱动结构的数量与所述电磁阀结构2的数量相等，每个所述电磁阀结构2均包括第一电磁阀21与第二电磁阀22，每个所述第一电磁阀21均通过一个所述第一连接管41连接一个所述第一喷头411；每个所述第二电磁阀22均通过一个所述第二连接管42连接一个所述第二喷头421。
52.在本实施例中，所述第一固定支架511上设有与所述第一旋转安装座513连接的第一旋转电机512；所述第二固定支架521上设有与所述第二旋转安装座523连接的第二旋转电机522，所述第一旋转电机512用于控制所述第一旋转安装座513转动，使得所述第一喷头411能够朝所述第一sma弹簧51的伸长方向喷涂冷却喷雾；所述第二旋转电机522用于控制所述第二旋转安装座523转动，使得所述第二喷头421能够朝所述第二sma弹簧52的伸长方向喷涂冷却喷雾；利于冷却效果的提升；详细的，所述第一旋转电机512以及所述第二旋转电机522均与所述控制核心3电连接，所述第一旋转电机512以及所述第二旋转电机522均为微型电机。
53.作为可选的，所述传动件53为拉绳、传动带或链条，具体可根据实际的应用需求对所述传动件53进行选择；进一步地，所述传动件53的两端分别设有卡勾，所述第一sma弹簧51以及所述第二sma弹簧52分别设有与所述卡勾连接的卡环，所述卡勾与所述卡环便于所述第一sma弹簧51以及所述第二sma弹簧52连接所述传动件53；在本实施例中，所述传动件53为拉绳，所述传动件53和/或所述传动轮54设有防滑槽，容易理解的，所述防滑槽能够降低所述传动件53与所述传动轮54产生相对滑动的风险。
54.实施例二
55.请参照图4至图6，本发明的实施例二是在实施例一的基础上对喷雾结构4做出的进一步改进，与实施例一的不同之处在于：所述喷雾结构4包括第一连接管41和第二连接管42，所述第一连接管41的一端以及所述第二连接管42的一端分别与所述电磁阀结构2相连，所述第一固定支架511上设有与所述第一sma弹簧51靠近所述传动件53的一端连接的第一伸缩喷管514，所述第一伸缩喷管514开设有沿其长度方向延伸的多个喷雾孔525，所述第一伸缩喷管514与所述第一连接管41的另一端连通；所述第二固定支架521上设有与所述第二sma弹簧52靠近所述传动件53的一端连接的第二伸缩喷管524，所述第二伸缩喷管524开设有沿其长度方向延伸的多个喷雾孔525，所述第二伸缩喷管524与所述第二连接管42的另一端连通；具体的，所述第一伸缩喷管514能够根据所述第一sma弹簧51的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第一sma弹簧51的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧51在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；所述第二伸缩喷管524能够根据所述第二sma弹簧52的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第二sma弹簧52的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧51在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；提升了散热的均匀性，减小了制冷液体的浪费；详细的，所述第一伸缩喷管514以及所述第二伸缩喷管524均为
波纹管。
56.综上所述，本发明提供的形状记忆合金驱动器具有响应速度快的特点，设置控制核心对电源以及电磁阀结构进行控制，电源用于对sma驱动结构通电，电磁阀结构驱动储液罐内的制冷液体输送至喷雾结构处，通过喷雾结构将制冷液体雾化后形成冷却喷雾并喷射至sma驱动结构表面对其进行降温，冷却喷雾喷附在sma驱动结构的热源表面形成液膜，依靠液膜受热蒸发和换热表面核态沸腾提高冷却能力，冷却效果相较于传统冷却方式得到显著增强，提升了响应速度；第一伸缩喷管能够根据第一sma弹簧的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第一sma弹簧的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；第二伸缩喷管能够根据第二sma弹簧的伸缩行程同步进行伸缩，可根据第二sma弹簧的伸缩量调节冷却喷雾的喷雾范围以及喷雾量，使得第一sma弹簧在伸缩过程中完全被冷却喷雾包裹；提升了散热的均匀性，减小了制冷液体的浪费。
57.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种形状记忆合金驱动器，其特征在于，包括sma驱动结构，包括第一固定支架、第二固定支架、传动件、传动轮和传动轴；所述第一固定支架设有与所述传动件的一端相连的第一sma弹簧；所述第二固定支架设有与所述传动件的另一端相连的第二sma弹簧；所述传动轮安装于所述传动轴上，所述传动件缠接于所述传动轮，用于驱动所述传动轮转动，所述传动轴用于输出动力；电源，与所述第一sma弹簧以及所述第二sma弹簧电连接；储液罐，所述储液罐内灌装有制冷液体；电磁阀结构，与所述储液罐的出液口通过管道相连；控制核心，所述控制核心与所述电源以及所述电磁阀结构电连接；喷雾结构，包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管的一端以及所述第二连接管的一端分别与所述电磁阀结构相连；所述第一连接管的另一端设有与所述第一固定支架连接的第一喷头，所述第一喷头用于向所述第一sma弹簧喷射冷却喷雾；所述第二连接管的另一端设有与所述第二固定支架连接的第二喷头，所述第二喷头用于向所述第二sma弹簧喷射冷却喷雾；第一旋转安装座，所述第一旋转安装座与所述第一固定支架转动连接，所述第一喷头安装于所述第一旋转安装座；第二旋转安装座，所述第二旋转安装座与所述第二固定支架转动连接，所述第二喷头安装于所述第二旋转安装座。2.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动器，其特征在于，所述第一固定支架上设有与所述第一旋转安装座连接的第一旋转电机；所述第二固定支架上设有与所述第二旋转安装座连接的第二旋转电机。3.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动器，其特征在于，所述传动件为拉绳、传动带或链条。4.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动器，其特征在于，所述传动件的两端分别设有卡勾，所述第一sma弹簧以及所述第二sma弹簧分别设有与所述卡勾连接的卡环。5.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动器，其特征在于，所述传动件和/或所述传动轮设有防滑槽。

技术总结
本发明公开了一种形状记忆合金驱动器，其特征在于，包括SMA驱动结构、电源、储液罐、电磁阀结构、控制核心和喷雾结构；电源与SMA驱动结构电连接；储液罐内灌装有制冷液体；电磁阀结构与储液罐的出液口通过管道相连；控制核心与电源以及电磁阀结构电连接；喷雾结构与电磁阀结构相连，用于向SMA驱动结构喷射冷却喷雾；设置控制核心对电源以及电磁阀结构进行控制，电源用于对SMA驱动结构通电，电磁阀结构驱动储液罐内的制冷液体输送至喷雾结构处，通过喷雾结构将制冷液体雾化后形成冷却喷雾并喷射至SMA驱动结构表面对其进行降温，冷却效果相较于传统冷却方式得到显著增强，提升了响应速度。度。度。


技术研发人员：张世武 金虎 张蕾
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/7