由活性材料致动的遮罩的制作方法

专利名称：由活性材料致动的遮罩的制作方法
技术领域：
本公开涉及遮光物、遮罩、屏风、隔板等等，更特别地涉及采用活性材料的遮光物、遮罩、屏风、隔板等等。
背景技术：
在车辆内部和外部有许多手动或自动展开的遮阳设计。车辆外部设计对车辆外观 有很大影响。对于位于车辆内部的遮阳篷来说，它们中的大部分都是可折叠的或可收缩的， 用户手动地把它们展开或折叠。展开或折叠很费时间且不方便，存放它们也占据了一些空 间。一些内部系统具有半永久性的框架，柔性遮光物安装在这些框架上。尽管不费什么力， 用户也需要手动地展开或卷起它们。框架对车辆的内部外观也有影响。对于货物遮罩或隔 离屏来说，它们多半被手动地展开/收回或固定在合适位置。它们展显出与现有遮阳设计 相似的缺点。在之前的技术中实现的展开和收起的能力改进了便利性、减少了操作时间并且降 低了费力程度，但使用了机电和电动液压的致动装置。这些装置增加了重量、体积、成本和 噪声，以及故障的可能性。因此，本领域中始终需要用于遮罩设备的改进的驱动机构。

发明内容
在此披露了遮罩系统和使用遮罩系统的方法。在一个实施例中，一种遮罩系统可以包括遮罩和与遮罩可操作地联系的活性材 料部件。活性材料部件可以包括能实现遮罩的展开和缩回的活性材料。通过下面的附图和详细描述来举例说明上述和其他特征。


现在参考附图，附图是示例性的实施例并且其中相同的元件由相同的附图标记表
7J\ ο图1是具有遮罩且使用(一个或多个)形状记忆材料(shape memorymaterial (s))的窗户的一个实施例的正视图。图2是图1的实施例的侧视图。图3和4示出了具有遮罩的窗户的另一个实施例，其使用了位于窗户附近的用于 保持遮罩的机构。图5是示意图，示出了例如用于大转动位移的卷动机构的实施例。图6示出了隔离屏的一个实施例，隔离屏能通过产生大旋转位移的基于形状记忆 材料的机构被展开/缩回。图7是形状记忆材料致动器组件的另一个实施例的示意性端视图。图8是图7的形状记忆材料致动器组件的示意性透视图，其示出了相反端。图9是角-线位移变换机构的一个实施例的透视图。
图10表示利用很大的线位移的具有位于窗户周围的形状记忆材料的遮罩展开机 构的一实施例。图11是形状记忆材料致动器组件的另一个实施例的示意性透视图。图12是沿图11的致动器组件的横截面示出的示意性透视图。图13是图11和12的致动器组件的示意性的不完整的横截面图，其中形状记忆材 料部件中的一些被激活且可移动元件被锁在一起。图14是包含干扰板条的实施例的正视图，其示出了处于关闭位置的板条。图15是处于打开位置的图14的干扰板条的正视图。
图16是用于遮阳篷展开的管内滑杆机构的一个实施例的正视图。图17是用于遮阳篷展开的起重机构的一个实施例的正视图。
具体实施例方式下面对实施例的描述本质上仅仅是示例性的，绝非意在限制本发明、其应用或用 途。这里实现的展开和收起的能力(例如，应请求远程地、或基于依据传感器输入操 作的软件逻辑自动地、或基于操作环境(如温度和施加的负载)的变化全然被动地)提高 了便利性、减少了操作时间、降低了费力程度并且提供了平稳和安静的(在听觉上和在电 动势(emf)方面)操作。另外，代替机电和电动液压致动，与使用活性材料相关的好处还包 括致动器尺寸、重量、体积和成本的减小以及坚固耐用性的增加。展开和收起技术能用于遮 阳屏、遮阳片、遮阳篷、干扰窗板条(又称为“百叶窗”)、遮罩(例如，货物台罩，储存井/储 仓遮罩，和玻璃窗区域遮罩)、隔板(例如，屏蔽、安全、保护和私密)、屏障(例如，声音、热、 光、流体(例如，湿气、气体、液体)、和/或天气)等等(在下文中被称为“遮罩”)。例如， 遮罩能被构造为安全屏障、防护屏障、私密屏障、声音屏障、热屏障、光屏障、流体屏障、天气 屏障等等，以及包括上述屏障中的至少一种的组合。在某些实施例中，现有窗玻璃移动机构能与活性材料一起使用以帮助将遮罩(例 如，遮阳屏或片)连接到窗玻璃或将遮罩与窗玻璃分离。这些机构可以利用不同种类的活 性材料的可逆形状、刚度和/或抗剪强度的变化能力。在另一个实施例中，可逆形状变化能 力用来拉或卷绕/展开卷轴以利用大位移展开和/或收起遮罩。在一个实施例中，遮罩系统包括构造成布置在玻璃窗区域(例如，窗户(如车辆 (轿车、卡车、火车、飞机、船、公共汽车等等)、建筑物等等内)、遮阳篷顶、挡风玻璃等等)附 近的遮罩，和布置成与遮罩可操作地联系的活性材料机构。构造成使遮罩能相对于车辆窗 户展开和缩回的活性材料机构可以包括夹持件和连接到夹持件的活性材料元件，夹持件构 造成将遮罩保持到窗户。当被激活时，活性材料元件使夹持件接合遮罩与窗户。可选地，或 另外，活性材料机构能与飞轮可操作地联系并且构造成向飞轮提供角动量以展开遮罩。在另一个实施例中，遮罩系统包括包括活性材料机构的卷轴和柔性遮罩，柔性遮 罩构造成阻止光、声音、热、湿气等等通过遮罩并构造成当展开时覆盖所需区域。当被激活 时，活性材料机构使遮罩越过所需区域的至少一部分从卷轴展开。遮罩系统可以包括构造成布置在玻璃窗区域附近的遮罩和布置成与遮罩可操作 地联系的活性材料机构。构造成使遮罩能相对于车辆玻璃窗区域展开和缩回的活性材料机构包括销和连接到销的活性材料元件，销构造成将遮罩保持到玻璃窗区域。车辆可以包括遮罩系统。遮罩系统可以包括构造成在车辆的壁中的两个狭槽内
在又一个实施例中，遮罩系统可以包括活性材料致动器组件和与活性材料致动 器组件操作地联系的遮罩，活性材料致动器组件包括具有延伸部的轴，延伸部与圆柱形外 壳同心地定位。活性材料部件能连接到延伸部。活性材料致动器组件构造成使遮罩展开和 缩回。或者，和/或另外，遮罩系统可以包括遮罩和与输入轴操作地联系的活性材料部件， 其中输入轴与输出轴操作地联系，输出轴构造成使遮罩展开和缩回。在另一个实施例中，遮罩系统包括遮罩和棘齿机构，棘齿机构包括活性材料部 件。棘齿机构构造成执行选自组的至少一个动作，该组包括提升静负载，伸长线性弹簧，卷 起扭簧，和包括上述动作中的至少一个的组合。棘齿机构如此构造以使得一旦动作被执行， 棘齿机构就能被可释放地闩锁。闩锁的释放能在单个动作中允许全部的行程。由于大部分形状记忆材料(活性材料的一个重要种类)能提供仅仅有限的位移， 所以它们实现大行程或旋转的能力已经被增强。特别地，利用(一个或多个)位移倍增机 构，例如，其中以力换取行程，活性材料能在低致动力的情况下提供大行程。活性材料(AM) 包括那些合成物，它们能响应于激活信号不同地展示刚度性质、抗剪强度、形状和/或尺寸 的变化，根据活性材料的类型的不同，激活信号可以是电的、磁的、热的或类似的场。优选的 活性材料包括但不局限于形状记忆材料类及其组合。形状记忆材料是指具有记住它们的最 初形状的能力的材料或合成物，随后能通过应用或移除外界激励(例如，激活信号)恢复它 们的最初形状。这样，形状记忆材料从最初形状的变形可以是暂时状态。在此描述了活性材料致动器组件的许多示例性的实施例。活性材料致动器组件全 部利用活性材料部件。示例性的活性材料(AM)包括形状记忆合金(“SMAs”，例如，热和 应力激活的形状记忆合金和磁控形状记忆合金(MSMA))，电活性聚合物(EAPs)如电介质弹 性体，离子聚合物金属复合材料(IPMC)，压电材料(例如，聚合物，陶瓷)，形状记忆聚合物 (SMPs)，形状记忆陶瓷(SMCs)，压塑性塑料(baroplastics)，磁流变(MR)材料(例如，流体 和弹性体)，电流变(ER)材料(例如，流体和弹性体)，上述活性材料与非活性材料的复合 物，以及包括上述活性材料中的至少一种的组合。为了方便和作为例子，这里将参考形状记 忆材料如形状记忆合金和形状记忆聚合物。能以相似的方式使用形状记忆陶瓷、压塑性塑 料等等。例如，在压塑性塑料的情况下，由压力引起的高和低玻璃态转变温度(Tg)组分的 纳米相(nanophase)区域的混合影响形状变化。压塑性塑料能在相对较低的温度重复地处 理而不发生降解。SMCs与SMAs相似但与其他形状记忆材料相比，其能容许高得多的操作温 度。SMC的例子是压电材料。形状记忆材料在施加(或者对于某些材料而言，移除)外部激励时返回到它们的 最初形状的能力使得它们能用在致动器中以施加导致所需运动的力。与传统的机电和电动 液压致动装置相比，智能材料(smart material)致动器提供了减小致动器尺寸、重量、体 积、成本、噪声和增加坚固耐用性的潜力。然而，大部分形状记忆材料能提供仅仅有限的位 移，这限制了它们在需要大位移(线性的或旋转的)的应用中的使用。例如，响应于施加的 磁场(并且与施加的磁场的强度成比例)，铁磁SMA展示了可达几个百分比的迅速的尺寸变化。然而，这些变化是单向变化，其中施加偏压力或地磁场倒转以使铁磁SMA返回到其开始 的构造。形状记忆合金是具有至少两种不同的随温度而变的相或极性的合金复合物。这些 相中最常使用的是所谓的马氏体相和奥氏体相。在下面的论述中，马氏体相一般是指更大 变形的、较低温度的相，而奥氏体相一般是指更硬的、较高温度的相。当形状记忆合金处于 马氏体相中并且被加热时，它开始变成奥氏体相。这个现象开始的温度常常被称为奥氏体 开始温度(As)。这个现象完成的温度常常称为奥氏体结束温度(Af)。当形状记忆合金处于 奥氏体相中并被冷却时，它开始变成马氏体相，这个现象开始的温度常常被称为马氏体开 始温度(Ms)。奥氏体完成向马氏体转变的温度常常称为马氏体结束温度(Mf)。AjPAf之间 的范围常常被称为马氏体到奥氏体转变温度范围，而轧和仏之间的范围常常被称为奥氏体 到马氏体转变温度范围。应该注意，上述转变温度随SMA样本经受的应力而变。一般地，这 些温度随着应力的增加而增加。鉴于上述性质，形状记忆合金的变形优选地处于或低于奥 氏体开始温度(处于或低于As)。随后加热到奥氏体开始温度以上使得变形的形状记忆材 料样本开始回复到其最初的(无应力)永久形状，直到在奥氏体结束温度完成为止。因而， 与形状记忆合金一起使用的合适的激活输入或信号是热激活信号，该热激活信号的大小足 以引起马氏体相和奥氏体相之间的转变。MSMAs是合金；常常由Ni-Mn-Ga组成，它们由于 磁场引起的应变而改变形状。MSMAs具有内部变体，内部变体具有不同的磁性取向和结晶取 向。在磁场中，这些变体的比例发生变化，导致材料的整体形状发生变化。
如前所述，其他示例性的形状记忆材料是形状记忆聚合物(SMPs)。“形状记忆聚合 物”一般是指在施加激活信号时结合其弹性模量的变化(例如，非常大的变化)展示出性 质的变化的聚合材料，所述性质例如是形状、尺寸、形态方位或包括上述性质中至少一种的 组合。形状记忆聚合物可以是热响应的(即，性质的变化由热激活信号引起的)、光响应的 (即，性质的变化由基于光的激活信号引起的)、湿度响应的(即，性质的变化由液体激活信 号如湿气、水蒸气或水引起的)，或者是包括上述类型中至少一种的组合。当SMP被加热到最近的转变温度以上时，SMP材料能被赋予永久形状。可以通过 随后将SMP冷却到那个温度以下来设定或记住SMP的永久形状。当用在这里时，术语“最初 形状”、“先前限定的形状”、“预先确定的形状”和“永久形状”是同义的并且用来可互换地使 用。通过将材料加热到比仍低于最近的转变温度的任何软部分的热转变温度高的温度，施 加外应力或负载以使SMP变形，然后在保持变形外应力或负载的同时将材料冷却到软部分 的特定热转变温度以下，可以设定暂时形状。在移除应力或负载的情况下通过将材料加热到比仍低于最近的转变温度的软部 分的特定热转变温度高的温度来恢复永久形状。因而，应该清楚，通过结合多个软部分，展 示多个暂时形状是可能的，在多个硬部分的情况下，展示多个永久形状是可能的。相似地利 用分层或合成方法，多个SMPs的组合将展示出多个暂时和永久形状之间的转变。形状记忆材料还可以包括压电材料。在某些实施例中，压电材料也能构造为用于 提供快速展开的致动器。当用在这里时，术语“压电”用来描述一种材料，当施加电势时，该 材料机械地变形(改变形状)，或相反，当机械变形时，该材料产生电荷。示例性的活性材料还包括电流变液(ER)和磁流变(MR)复合物(如MR聚合物和 MR流体)。对于MR复合物来说，当施加磁场时，MR聚合物的刚度和形状能迅速改变，MR流体的抗剪强度能迅速改变(例如，对于MR流体，在几个毫秒内就能实现至少一数量级的抗剪强度变化)。电流变液(ER)流体与MR流体类似，因为当遭受施加的场时，它们展示出抗 剪强度的变化，其中在电流变液的情况下，施加的场是电压而非磁场。响应是快速的且与施 加的场的强度成比例。然而，可实现的抗剪强度是小于MR流体数量级的数量级且通常需要 几千伏特。在激活状态中，ER流体和MR复合物能充当保持或锁定机构(例如充当旋转轴 和静止外壳之间的薄膜)以将遮罩保持在特定的展开状态中(展开、收起或部分地展开)。 在激活状态中，它们还能充当用于控制(例如，减慢和/或平滑)遮罩的展开(例如，展开、 收起、部分地展开和/或收回)的可调节减速力制动机构。电活性聚合物(EAPs)是一对电极的层制品，其具有低弹性模量电介质材料的中 间层。在电极之间施加电势以挤压中间层，使它在平面内扩展。电活性聚合物展示出与施 加的场成比例的响应，并且能以高频激活。(由公司Artificial Muscle Inc.在2005SPIE 会议)已经证明EAP变形层状结构。它们的主要下降趋势是它们要求施加的电压比压电材 料要求施加的电压大大约三个数量级。能在例如授予Browne等人的美国专利6979050和7029056号、授予Brei等人的 美国专利7063377号和授予Aase等人的美国专利7059664号中发现一些示例性的活性材 料。如上面指明的，在一个实施例中，遮罩能与可移动的窗户一起使用，其中窗户(例 如，玻璃)移动机构能用来展开遮罩(例如，遮阳屏或片)。如果遮罩包括柔性织物，则能用 基于活性材料的连接和分离机构将其顶部连接到窗户顶部或与窗户顶部分离。织物能卷绕 在卷轴上或从卷轴松开或利用其连接到可移动窗玻璃底部的底端简单地折叠在空腔内。当 遮罩是实体片材时，它可以位于窗户附近，其底部连接到窗户的移动机构或与窗户的移动 机构分离。图1和2示出了一实施例，其中遮罩，遮阳片2，位于窗户4附近。当活性材料元件 (例如，两个SMM丝、杆、棒、线缆或类似物)8被激活时，窗户的两个夹持件6能朝着彼此移 动。这些SMM丝8连接到连接柱10。为了遮蔽想要的窗户，用户可以摇下窗户(例如，手动 地或自动地)，然后起动连接机构。该机构的起动使丝8收缩。由于丝8连接到夹持件6， 所以当它们被激活时，它们使夹持件6在遮光物2上方朝着柱子10移动，从而将遮光物2 保持到窗户4。由于遮光物2被保持到窗户4，所以当窗户返回到其关闭位置时(例如，向 上被卷起)，包括刚性材料(例如，这样一种材料，其具有足够的结构完整性以便一旦窗户 处于关闭位置中，就将其位置保持在窗户附近)的遮光物2随着窗户4 一起移动到向上或 关闭位置。为了将遮光物2分离(移开)，用户可以摇下窗户4和遮罩2，通过减活丝8以 使得夹持件6返回到它们的最初位置来分离遮罩2。夹持件6处于它们的最初位置，当窗户 4被卷起时，遮光物2留在门中。可以使用许多其他的连接和分离机构，例如，在遮阳篷和窗玻璃都处于最低位置 时，可以致动随着窗玻璃一起移动的一个或多个销以使其进入遮阳篷的一个或多个孔中。 这样，窗玻璃的夹持件不需要移动。此外，也能使用其他的基于智能材料或非智能材料的连 接和分离机构。利用大旋转位移的实施例使用了一种机构，该机构能将遮罩卷绕至卷轴和从卷轴 处松开遮罩。对于遮阳篷应用，例如，卷轴可以置于车顶、立柱中或玻璃窗区域(例如，包括遮阳篷顶、挡风玻璃和侧与后窗户)下面/附近的空腔中，而货物遮罩和隔板能位于车顶、 地板、后排座位之后的区域等等中。当隔板完全展开时，它能将车辆的一部分与车辆的另一 部分阻挡开来，而货物遮罩能封闭皮卡车的货厢底板、覆盖载货汽车或覆盖舱背式两厢乘 用车或多用途运动车的后部等等。图3和4示出了位于窗户附近的遮阳篷的其他实施例。在图3中，当被卷起时，遮 阳篷位于窗户侧面或下面。因此，当遮阳篷展开时，用一机构将遮阳篷保持在窗户附近。在 图3中，遮阳篷12从卷轴14展开，通过遮阳篷12的弯曲保持在窗户4旁边(附近)。为 了加强弯曲，可以将双稳态金属条(例如，其在一个位置中是刚性的，在第二位置中是柔性 的；例如，与测尺(即卷尺)相似，其在凹入位置中是刚性的，在平坦位置中是柔性的)嵌入 和/或连接到遮阳篷。在图4中，遮阳篷的弯曲(有或没有加强件)如此设置以使得被弹簧18推靠在窗框的狭槽上的两个元件(例如，杆、棒等等)16将遮阳篷12保持在窗户4附近。在这个实 施例中，卷轴14仍然能展开遮阳篷12并将它上推到窗户4，而元件16仅仅将遮阳篷保持在 合适位置中。参考图5，该示意图示出了用于获得大旋转位移的卷动机构的实施例。机构包括两 个弹簧，SMM弹簧22和位于管子24内的常规偏压弹簧(未示出)，管子24固定到卷轴端部 28和30。管子24和卷轴端部28可以分别相对于端部30和26具有相对旋转，SMM/常规弹 簧的左边连接到30，SMM/常规弹簧的右边连接到28。第一卷轴端部30固定到物体(未示 出；如车辆部件(例如，车身、门、行李箱、车板(例如，皮卡车的底板)和仪表板)、门框、窗 框(包括天窗框)等等)，右卷轴端部28能旋转并且由轴承26支撑，轴承26也固定到车辆 部件。SMM弹簧22和常规弹簧的一个端部连接到卷轴端部30，而另一个端部连接到卷轴端 部28。在之前的(相对于SMM弹簧22的转变温度)较低温度下的一次装配过程中，SMM弹 簧22首先扭曲几圈，然后其端部固定到常规弹簧的端部。为了在常规操作过程中展开遮阳 篷12，电流通过SMM弹簧22的丝。由于温度升高，SMM弹簧22试图恢复其最初状态，因而 使管子24旋转并将能量存储到常规弹簧中。当没有电流穿过其中时，可以用锁定机构(例 如，棘齿或其他保持/锁定机构；未示出)防止卷轴缩回。当需要缩回时，可以释放锁定机 构，释放在偏压弹簧中存储的能量并卷起遮阳篷12。另外，或可选地，遮罩(例如，遮阳篷)可以包括(一种或多种)活性材料。例如， 遮阳篷可包括一片形状记忆聚合物和/或幕布可以嵌有形状记忆合金。就形状记忆聚合物 而言，当外部/内部的热超过预定极限时，遮罩(例如，幕布)将变成柔性的，因而自动松开 并由被另外阻塞的展开力展开。为了在环境温度变冷时将它卷起或收卷，首先加热遮罩，然 后卷起遮罩并在遮罩变冷时(例如，主动和/或被动变冷)将其保持在卷起位置。注意，如 果环境温度没有变得足够冷，则遮罩不能留在收起位置。不必使整个遮罩都由形状记忆聚 合物制成；为了节约材料成本，仅仅一部分遮罩，例如边缘上的条带，可以用形状记忆聚合 物制成，只要满足功能要求即可。就嵌入的形状记忆合金而言，当外部/内部的热超过预 定极限时，通过形状记忆作用可以使遮罩展开以自动降下来遮盖窗户，从而阻挡太阳光。并 且，当遮罩变冷时，由于偏压弹簧施加的力，遮罩将自动缩回(例如，卷起)。一般而言，在具 有形状记忆聚合物的情况下不需要弹簧，在具有形状记忆合金的情况下需要一个弹簧。图5的又一个可能的实施例包括用另一个SMM弹簧代替常规弹簧，容易地实现断电保持；例如，一个SMM弹簧执行展开，另一个执行缩回。当一个SMM弹簧被激活时，另一个 因为处于马氏体状态中而能被容易地扭曲。当断电时，两个弹簧正好停留不动，因为它们两 者都处于马氏体状态中。替代使用SMM弹簧实现大旋转，还可以使用包含智能材料的其他 机构来实现大旋转或线性运动。在图6中，用旋转致动器来卷绕例如在第一排座椅之后(如同驾驶室中的屏风) 的隔板，该旋转致动器使用例如在图5的卷动机构20中的形状记忆材料来实施。在车辆侧 壁的两个狭槽44中滑动的两个元件16被位于杆16之间的弹簧48推向狭槽44，因而将隔 板40保持在合适位置中。隔板能从地板46朝着车厢顶棚42延伸整个路线或路线的一部 分。能以类似方式展开/缩回和保持货物遮罩。
在图7中示出了作为递增式旋转马达工作的形状记忆材料致动器组件60的另一 个实施例。带有延伸部或销68的轴62与穿过圆柱形外壳64的孔同心，并在有或没有轴 承帮助的情况下旋转。形状记忆材料部件78、80、82和84在一端连接到偏置销68，在滑轮 70A-D和72A-D上弯曲并在圆柱形外壳的另一端连接到止动销(销未示出，但图8以不完 整图的方式示出了朝着销延伸的形状记忆材料部件)。滑轮70A-D和72A-D坐落在滑动器 86A-D上，滑动器86A-D在圆柱形外壳64的槽74A-D中滑动。形状记忆材料部件78、80、82 和84可以被依次激活，因而使轴62相对于圆柱形外壳64旋转。由于全部形状记忆材料部 件78、80、82和84 (经由滑轮72A-D)被弯曲成沿着轴62的轴向方向延伸，所以能在将包装 尺寸减到最小的同时实现能完成大位移的具有足够尺寸的形状记忆材料部件(例如，通过 每个形状记忆材料部件的收缩实现可移动件的足够位移的具有足够长度的形状记忆材料 部件)。可选地，为了避免由于形状记忆材料部件的弯曲引起的疲劳退化，具有长疲劳寿命 的非形状记忆材料部分(例如，常规金属丝)可代替形状记忆材料部件的任何经受弯曲的 部分，并且形状记忆材料可以仅仅用在整个激活循环中保持笔直的部分中，即几乎与轴62 的轴向方向平行的部分。滑动器86A-86D支靠在轴62的凸轮凸部66上。凸轮轮廓76 (图8中示出)使得 与刚刚被激活的形状记忆材料部件操作地相连的滑动器朝着轴62的中心移动，因而防止 被下一个激活的形状记忆材料部件拉动。因而，凸轮轮廓76更有效地利用形状记忆材料部 件的收缩力(即，利用该力使轴转动而不是克服刚刚被激活的形状记忆材料部件的限制力 来做功)，允许在前一个激活的部件伸展之前有更多的冷却时间，并减小了致动器组件60 的周期时间。凸轮轮廓76还可被制造成避免形状记忆材料部件的不必要的过度伸展。在图 7和8中，每个形状记忆材料部件仅仅由于相对的被激活的形状记忆材料部件而伸展(即， 当形状记忆材料部件80被激活时，形状记忆材料部件84伸展，反之亦然；当形状记忆材料 部件78激活时，形状记忆材料部件82伸展，反之亦然)，并且当它被激活时，伸展的量与拉 动销68和使轴62旋转所需的量相同。能采用自动激活来顺序地激活丝，从而减少或消除该激活的控制逻辑，因而降低 成本。通过提供围绕凸轮表面仅仅部分地延伸的电接触片(类似于在Attorney Docket No. GP-307896-R&D-KAM于2006年8月9日申请的共同转让的美国专利申请11/501417号 的图12中所示的电接触片535)，当轴62旋转时，将顺序地激活相应的形状记忆材料部件。 在弯曲区域中使用常规金属丝的情况下，金属丝在卷轴的远端连接到柱子，全部丝连接到 负极，正极端连接到凸轮，仅仅一部分凸轮表面导电。注意，滑轮70A-D和72A-D和滑动器86A-D是导电的，偏置销68是不导电的。断电保持是所希望的，能通过棘齿或锁定和释放机 构实现断电保持。注意，在形状记忆材料致动器组件60中，形状记忆材料部件的数量不局限于四 个。可以仅仅有三个形状记忆材料部件或多于四个的形状记忆材料部件。此外，槽74A-D 不局限于所示构造。槽的中心线不一定穿过轴中心且不必是笔直的。另外，在机构中能平 等地实现顺时针方向和逆时针方向的旋转。此外，为了在保持所需的力时减少响应时间和 减少冷却时间，可以用几个较薄的SMM部件代替每个形状记忆材料部件(例如，几个直径较 小的SMM丝代替每个单一的SMM丝)来连接远端。图9示出了能用来展开遮罩的另一个位移机构。在这个实施例中，形状记忆材料 (例如，SMA)用来提供小的角位移，而机构将小位移转变成大位移。例如，能用齿轮箱来放 大角位移。例如，1圈等于2 π r，2 π r等于位移除以圈数。因此，如果半径(r)是0. 5英寸， 则输入轴94的每圈旋转产生3. 14英寸的位移，使遮罩移动16英寸将需要输入轴的大约5 圈旋转。如果输入轴和输出轴之间的机构挂高档(齿轮箱)到1 10的比，则半圈旋转将 使输出轴转动5圈。如果输出轴96的半径(r)为0. 5英寸，则输出轴96的5圈旋转将使 遮罩移动大约16英寸；和如果输出轴96具有较大的半径，则在输入轴需要较少的旋转。因 而，能仅仅用少量的SMM丝致动遮阳篷，从车辆使用较低的电力，并且SMM位移被放大。在再一个实施例中，可使用飞轮，其中用一种或多种形状记忆材料将角动量赋予 给用来展开/收起幕布的飞轮。具有大质量的盘可以使用形状记忆材料(例如，SMA)，该形 状记忆材料在比盘外径(OD)小得多的直径处在盘的中心附近起作用。来自SMM丝的小位 移/大的力可以被转变成盘的角动量。例如，一旦盘旋转，与盘相连的轴也会旋转以展开/ 收回遮罩。可选地，飞轮可以采用与滑动齿条配合的齿轮，使得齿条的移动将提供使遮罩展 开/缩回的大线性位移。在图10中，形状记忆材料(例如，SMA)直接致动遮罩98。换句话说，形状记忆材 料直接执行全部工作，因而，不用很多零件来转变运动。然而，这种实施例会使用大量丝。在某些实施例中，可用带有基于棘齿的机构的多个致动部提升静负载，拉长线性 弹簧，和/或卷起扭簧，其可以是闩锁件，该闩锁件被释放，然后在单个动作中允许完全的 行程。可以在消费者请求的激活之间存储能量以在请求时允许提供完全的行程。参考图11，另一个形状记忆材料致动器组件110利用“铁路上的火车拖车”方法来 实现大线性位移。形状记忆材料致动器组件Iio包括可移动件112、114和116、固定件118 和锚定件120，它们全在基底件122上线性地排成一行。可移动件112、114和116相对于 基底件122滑动或滚动，类似于铁路轨道上的铁路车辆。虽然在图11至图13的致动器组 件110中仅仅包括三个可移动件，但应该理解也可以替代地使用仅仅两个可移动件或三个 以上的可移动件。固定件118和锚定件120固定到基底件122，不相对于基底件122移动。 可移动件112、114、116和基底件122之间的分界面可以是任何形状和构造。在横截面上， 基底件122可以是圆形、椭圆形、矩形、三角形、正方形等等，只要可移动件112、114和116 构造成有相配的形状以部分地包围基底件即可。分界面也可以是燕尾槽的形状，如图11中 所示。作为备选方法，基底件122可以有多个槽，每个可移动件对应一个槽。因而，非常容 易防止过度伸长和在合适位置释放每个可移动件，因为槽的远端始终是释放 可移动件的理 想位置。
参考图11，可移动件112、114和116分别通过相应的形状记忆材料部件128、126 和124与锚定件120相连。可移动件114和116和固定件118具有穿过其中的一组排成一 行的开孔，开孔允许形状记忆材料部件128穿过以如所示的在远端连接到可移动件112，在 近端连接到锚定件120。可移动件116和固定件118具有另一组排成一行的开孔，所述开孔 允许形状记忆材料部件126穿过以在远端连接到可移动件114，在近端连接到锚定件120。 最后，固定件118还具有穿过其中的另一开孔，所述开孔允许形状记忆材料部件124穿过以 在远端连接到可移动件116，在近端连接到锚定件120。每个形状记忆材料部件124、126和 128的端部被卷边(或通过任何其他合适的手段如焊接或粘接来连接)以保持定位。在备 选设计中，形状记忆材料部件124、126和128将从相应的可移动件延伸的相应延伸部(例 如，杆、棒、管或其他元件)连接到从锚定件120延伸出的延伸部(例如，杆、棒、管或其他 元件)，而非穿过可移动件和固定件中的开孔。为了避免弯曲和为了增加疲劳寿命，在锚定 件120处的形状记忆材料部件124、126和128的卷边端在激活过程中能向右滑动。优选 地，通过形状记忆材料成分、形状记忆材料部件的横截面积以及基底件122、可移动件112、 114、116、固定件118和锚定件120的结构强度的设计选择来将形状记忆材料部件124、126 和128引起的致动器组件110上的弯曲动量减到最小。示出的形状记忆材料部件124、126 和128处于马氏体相中的极限伸出位置中，其中可移动件112、114和116将不会进一步向 左移动。可移动件112、114和116能在基底件122上滚动(通过带有或不带有轴承的连接 到相应的可移动件的一个或多个轮子)、滑动或滑动且滚动，并且根据设计彼此分开预定距 离。可选地，可以使用多个锚定件以使得形状记忆材料部件124、126和128的近端能相对 于基底件122处于不同的纵向位置。通过形状记忆材料致动器组件110移动的负载或力由 可移动件112形成或机械地连结到它的远侧。负载或力可以是重物或构造成充当返回机构 的弹簧(即，产生克服形状记忆材料部件112、114和116的收缩而施加的力)。当形状记忆材料部件128被激活时(如下面讨论的通过供应电流)，形状记忆材料 部件128的回缩或收缩力大于负载的总阻力，可移动件112被向右拉向可移动件114。当 可移动件112移动靠近可移动件114时，它们通过如参考图12详细描述的锁定机构锁在一 起。激活下一个形状记忆材料部件126以将可移动件112和114(被锁在一起)带向可移动 件116。当可移动件114靠近可移动件116时，它们通过如参考图12描述的锁定机构锁在 一起。相似地，然后当激活形状记忆材料部件124时，锁在一起的可移动件112、114和116 向右移动并且可移动件116被如参考图12描述的锁定机构锁到固定件118。参考图11和12，每个可移动件112、114、116都包括锁定机构。用于可移动件112 的锁定机构包括闩锁件130A、销132A和弹簧134A。闩锁件130A能进入在可移动件114中 形成的狭槽，并且由于在前面的带槽的锁眼150 (参见图11)的槽宽度稍宽于保持在可移动 件114内的开孔中的销132A的直径，所以闩锁件130A进一步前进让销132A穿过。当可移 动件112接触可移动件114时，闩锁件130A中的锁眼150正好位于销132A的销头(即，双 凸缘头)下。随着形状记忆材料部件128的一点更大的收 缩(参见图11)，由于倾斜的键 136A的斜面和弹簧134A的偏压力，锁销132A将向下移动，落入闩锁件130A的锁眼内。销 132A上的最上面的凸缘大于可移动件114的底孔，因而靠在其上以确保销132A留在闩锁 件130A中以将可移动件112和114锁在一起。当形状记忆材料部件126收缩时，可移动件 114(可移动件112被锁到其上)被以同样的方式锁到可移动件116，可移动件116(可移动件112和114被锁到其上)被以同样的方式锁到固定件118。闩锁件的释放以刚好相反的顺序进行，将结合可移动件112从可移动件114的释 放对其进行描述。在条件允许形状记忆材料部件128返回到其马氏体相时，当可移动件112 和114在激活后在图11和12中被负载一起向左拉时，锁销132A接触键136A的斜面，骑上 斜面，且销132A向上移动直到它滑入倾斜的键136A的向上延伸的止动部为止。止动部充 当过度伸长防止机构，防止进一步地向左移动。在这一点上，销132A的双凸缘头的下凸缘 的底部(参见图13，其是用于双凸缘头的视图)与闩锁件130A的顶部齐平，因而将它释放。 在可移动件114和116之间以及在可移动件116和固定件118之间使用相似的闩锁件、锁 销和倾斜的键。当可移动件处于预收缩(最初加应力的)位置时，必须通过释放闩锁件来释放可 移动件。否则，连接到可移动件的形状记忆材料部件可能不会伸展得足以进行下一个激活， 并且更远端的可移动件(先前刚刚激活)将不能锁定到它上。因而，键136A-136C在可移 动件112、114和116的理想的开始位置或固定件118的位置上处于基底件122中。 当锁销132A和132B沿近侧方向移动时，由于锁销132A和132B随着相应的可移 动件114和116—起移动，所以它们不会分别被键136B和136C挡住。例如，在完全锁定位 置，销132A的底部应当稍高于键136B的顶部。图13示出了销132A、132B和132C的柄部 分别具有较长的长度且键136A、136B和136C按照高度递减的顺序排列(在图13中未示出 键136A)，以使得较远侧的可移动件在返回到预收缩位置的过程中将越过较近侧的键。对 于可移动件114和116以及固定件118来说，每个锁定销132A-132C及其相配的倾斜的键 136A-136C的长度总和是相同的。作为选择，为了减小与致动器组件110相比的总高度，可 以使用具有不同宽度的可移动件，其中键沿着水平横向方向偏移以使得键可以是相同高度 的。虽然这里仅仅示出了一个锁定机构，但任何其他现有的机构或新机构也能适合与 这里描述的任何形状记忆材料致动器组件一起使用，如基于螺线管的锁定机构、基于智能 材料的锁定机构、安全带扣类型的闩锁设计、或如用于门或抽屉的对儿童安全的锁定/释 放中的拨动开关设计或圆珠笔中的拨动开关设计。例如，拖车可以具有锁眼，如在面对相邻 拖车的表面上的T形槽。相邻拖车可以具有闩锁件，其设计成配合于T形槽的上部(即，T 形的水平部分)并且当具有闩锁件的拖车沿着倾斜轨道朝着具有T形槽的拖车移动时滑入 下部中(即，T形的垂直部分)，以使两个拖车彼此锁定。倾斜轨道的斜面设计成引起两个 拖车之间的相对垂直位移，该相对垂直位移实现闩锁件从T形槽的闩锁和释放。锁定和释放机构的其他例子包括在一个可移动件上具有闩锁件的锁定机构，闩锁 件构造成滑入相邻的可移动件的槽中。可以致动单独的释放件以将闩锁件推出狭槽，从而 使两个可移动件彼此解锁。释放件可以是连接到弹簧端部的滚子。当释放时，闩锁件沿着 滚子滚动，从而避免在其释放过程中与相邻可移动件的直接接触并减小与释放运动相关的 摩擦。对于完全位移(当最近侧的可移动件116被锁到固定的可移动件118时)或当可 移动件被锁到下一个可移动件时的不连续位移，断电保持是所希望的。断电保持意味着当 激活输入停止时(例如，如果使用电阻发热，或在对流或辐射加热的情况下如果温度变冷 到马氏体结束温度以下，当断电时)，用保持机构将可移动件保持在激活后的收缩位置。对于图12中所示的实施例，键132A能降下以将可移动件112和114锁在一起。通过沿着纵 向方向移动基底件122下面的滑块138，键136A-136C将会离开滑块138上凸起的凸块140 并由于弹簧134A-134C施加的弹簧力而降下。在键136A-136C处于降下位置时，在形状记忆 材料部件126返回到马氏体相的过程中，即使可移动件114的锁销132A在键132A的斜面 上滑动，键132A也不能将锁销132A向上推得足够远以便销头的下部凸缘的下表面清除闩 锁件130A中的锁眼开口。移动滑块138将使可移动件保持在与可移动件的最近侧相关的 键处，当滑块138移动时，所述可移动件已经移动，或如果全部可移动件都已经向右移动， 则所述可移动件处于固定件118处。为了取消保持以便释放可移动件，可以使滑块138向 后移动以便所有的键132A-C被向上推。通过滑块138实现的键的垂直位移很小，滑块138 的水平运动可以通过许多机构实现，如电子螺线管或SMM丝。在图11中相对于可移动件112示出了备选的保持机构。备选的保持机构包括棘 爪142和基底件122的棘齿部144。棘爪142允许可移动件112保持在任何位置。为了释 放可移动件112，通过如电子螺线管或SMM丝这样的机构(未示出)将棘 爪142从棘齿部 144拉开(向上旋转或向上拉)。形状记忆材料致动器组件110能自动地机械地循序激活形状记忆材料部件以取 消控制逻辑，因而降低了成本。为了实现它，形状记忆材料部件124、126和128在锚定件 120处的近端都连接到电流供应源如电池(电源未示出)的负极，电流供应源的正极连接 到分别的电接触条146A、146B和146C，每个电接触条都在可移动件之间位于基底件122上 (看图11)。每个可移动件112、114和116的底部都具有其自己特定的前后(沿与可移动 件112、114和116的移动相同的方向)延伸的电接触条，所述电接触条与基底件122上的 特定电接触条对齐。例如，参考图11，可移动件112在其底面上具有电接触条148A (用虚线 表示)，电接触条148A与基底件122上的电接触条146A(这里也称为第一形状记忆材料激 活机构)对齐。可移动件114在其底面上具有电接触条148B，电接触条148B与基底件122 上的电接触条146B (这里也称为第二形状记忆材料激活机构)对齐。可移动件116在其底 面上具有电接触条148C (用虚线表示)，电接触条148C与基底件122上的电接触条146C对 齐。连接到每个远侧的可移动件的形状记忆材料部件总是与它连接到其上的可移动件的底 部上的电接触条保持电接触。当开关(未示出)接通以允许来自电流供应源的电流流过时， 形状记忆材料部件128将处于闭合电路(电路包括电接触条148A、电接触条146A、形状记 忆材料部件128和电源线)中，使形状记忆材料部件128收缩并使可移动件112朝可移动 件114移动。在可移动件112和114锁在一起之后，可移动件112的进一步移动将使电接 触条148A脱离与基底件122上的电接触条146A的接触，并使可移动件114底部的电接触 条148B与基底件122上的电接触条146B接触。此时，形状记忆材料部件128处于断路中， 形状记忆材料部件126处于闭合电路中。因而，输入到第二可移动件的激活，即，来自连接 到电源线的电流供应源的电力，激活形状记忆材料部件126使可移动件114 (和锁到其上的 可移动件112)移动。通过前面的可移动件的移动导致下一个形状记忆材料部件的这个“自 动激活”将一直重复到可移动件116触到固定件118为止。通过在可移动件118上使用接 触开关，能切断电力。通过在每个相应的形状记忆材料部件128、126和124收缩时锁上每个锁定机构， 操作地连接到第一可移动件的负载或第一可移动件本身具有与可移动件112和114之间、可移动件114和116之间以及可移动件116和固定件118之间的相应间隙(即，沿着基底件 122的空隙)之和相等的行进距离。为了使负载朝着基底件122的远端返回，如果使用了保 持机构，则首先释放保持机构(即，移动滑动件138)，从锁销132C释放闩锁件130C。当形 状记忆材料部件124变冷并对伸展施加较小的阻力时，返回机构的力也被称为负载(例如， 静负载，恒压弹簧，线性弹簧，压杆)能将所有可移动件112、114和116拉向基底件122的 远端。当可移动件116更靠近其设计的预收缩位置时，闩锁件130B和锁销132B之间的闩 锁状态被倾斜的键136B释放，因而可移动件116能与可移动件112和114分开。相似地， 可移动件114将从可移动件112分开并由于倾斜的键136A而停在设计的预收缩位置。由于能添加许多可移动件，因此能通过形状记忆材料致动器组件110实现大位 移。能将可移动件和基底件122 (可移动件在其上滑动、滚动或滑动且滚动)之间的表面积 减到最小以减少摩擦损失。最后，由于形状记忆材料部件的尺寸或数量、成分和/或转变温 度对于不同的可移动件可以是不同的，所以负载保持力特征图能非常容易地匹配负载的返 回力。因而，为了方便和性能，可以选择任何返回机构，如压杆、静负载、线性弹簧、恒压弹簧 等等。为了具有适当的疲劳寿命和为了安全和可靠性，重要的是，返回机构不可使形状记忆 材料部件过度伸展。在图12所示的实施例中，全部可移动件112、114和116以及固定件118都具有 如可移动件112、114和116中所示的尺寸相同的部件(可移动件或固定件的主体、闩锁件 130A-130C、每个可移动件112、114和116和固定件118顶上的用于调节弹簧134A-134C的 张力的固定螺钉)，以及如图13中所示和结合图13论述的尺寸变化的部件(锁销132A和 倾斜的键136A)。图13示出了被锁到可移动件114的可移动件112，可移动件114被锁到可移动件116。当凸块140使键136B升起与销132B发生干涉时，键136B充当断电保持机构。图13 示出了刚好在形状记忆材料部件124 (未在此横截面中示出)自动激活以移动可移动件116 将其锁到固定件118之前的定位。在又一个实施例中，可用形状记忆材料使百叶窗展开或缩回。处于关闭位置中的 多个干扰板条，例如大于或等于大约2个板条，例如通过叠盖住相邻的板条来遮盖想要的 区域。在这个实施例中，板条(例如，平行的条带、杆等等)的小运动能改变板条遮盖的百 分比(例如，板条移动到关闭位置，图14 ；到打开位置图15，或它们之间的任何位置)，板条 获得的打开量由板条/条带的宽度和总节距确定。例如，如果希望完全关闭，则两个板条将 打开百分比限制至50。因而，可以使用3、4或更多个板条。例如，5个板条将允许实现20% 至80%的关闭区域的任意打开。板条的移动利用小位移，能直接使用形状记忆材料。在还一个实施例中，如图16中所示，可以用彼此可滑动地接合的元件(例如，管道 内的滑杆，舌片和凹槽连接的元件等等)展开遮阳篷。例如，对于每对元件(即，管道及其 相应的滑杆)，管道94的一端具有销孔以使得管道94能被销92约束，但允许沿着框架(例 如，玻璃窗区域框架)上的狭槽进行滑动运动。相似地，杆96的一端也具有销孔以使得杆 96能被销98约束并能沿着框架100的狭槽滑动。SMA丝102能将管道94的开口端和杆96 的开放端相连以使得当被加热时，丝102将收缩并迫使杆96从管道94移出。如果多对管 道和杆合作地连接(例如，如图16中所示)，底排的销固定到窗框，顶排的销钩住遮阳篷，并 且其余排的销连接到相应的管道或杆，则能通过将全部SMA丝102加热到它们相应的转变温度以上来展开遮罩(例如遮阳篷)104。一旦丝附近的温度达到其相变温度，自发的展开 就将开始。通过适当的设计，在具有偏压力(例如，来自重力，来自遮阳篷从其滑离或卷起 到其上的卷轴内的弹簧)的情况下，一旦丝温度达到其马氏体开始温度，自发的收起就将 开始。也能利用给丝电加热来实现应要求的展开或收起，某种闩锁或圆珠笔拨动机构可以 用来实现断电保持。注意，在任何实施例中描述的管道或元件的横截面可以是任何适当的 几何形状，例如圆形的(例如杆、管等等)、多边形的(例如，棒等等)以及包括上述内容中 至少一种的组合。图17示出了采用起重机构展 开遮罩104例如遮阳篷的实施例。在这个实施例中， 许多对元件106 (在每对内形成一对剪状物)通过销108彼此合作地互相连接，销108穿过 它们在元件106上相应的销孔。除了最顶上那对具有它们相应的在支撑遮罩104的连接器 的狭槽110中滑动的销以及最底下那对具有它们相应的在窗框112的狭槽110中滑动的销 之外，每对元件的底部通过销连接到另一对的顶部，销穿过它们在元件上相应的销孔。SMA 丝114连接在一对元件的两个锚定点之间，并且由于将温度升高到其转变温度以上引起的 收缩会使遮阳篷展开。如同图16中所示的实施例一样可以实现自发的或应要求的展开。另 夕卜，丝的位置是灵活的，可以在多个位置使用多个丝。这里披露的范围是包含端点的和可组合的(例如，“可达大约25重量百分比，或更 具体地，大约5重量百分比至大约20重量百分比”的范围包含端点和“大约5重量百分比 至大约25重量百分比”的范围的所有中间值等等)。“组合”包含混和物、混合物、派生物、 合金、反应产物等等。此外，术语“第一”、“第二”等等在此不表示任何顺序、数量或重要性， 而是用来使元件彼此区别，术语“一”在此不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引 用的对象。连同数量使用的修饰语“大约”包含状态值且具有由上下文表示的含意，(例如， 包括与特定数量的测量相关联的误差度)。在此使用的后缀“(s) ”旨在包括单数个和复数 个它修饰的术语，从而包括一个或多个该术语(例如，着色剂(s)包括一个或多个着色剂)。 整个说明书中提到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“一实施例”等等意指结合实施例描 述的特定要素(例如，特征、结构和/或特性)包含在本文描述的至少一个实施例中，并且 可以或不一定存在于其他实施例中。另外，应该理解，所述的要素能在不同实施例中以任何 合适的方式组合。所有引用的专利、专利申请和其他参考文献在此通过引用被全部并入本文。然而， 如果本申请中的措辞与并入的参考文献中的措辞相抵触或矛盾，则本申请的措辞优先于并 入的参考文献的矛盾措辞。尽管参考示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员会懂得，在不背离本发 明范围的情况下，可以做出各种变化并且能用等价方案代替其要素。另外，可以做出许多修 改以在不背离本发明本质范围的情况下，使得特定的状况或材料适合本发明的教导。因而， 本发明不局限于作为用于执行本发明的最佳方式披露的特定实施例，而是本发明将包括落 入所附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
一种遮罩系统，包括遮罩；和与所述遮罩可操作地联系的活性材料部件；其中所述活性材料部件包括能实现所述遮罩的展开和缩回的活性材料。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料能远程地、被动地或主动地实现所述 遮罩的展开和缩回。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述活性材料构造成使得当所述活性材料达到某个 温度时，它变成可变形的并且所述遮罩展开。
4.如权利要求3所述的系统，其中通过加热所述活性材料、使所述遮罩缩回到缩回位 置、和在所述缩回位置中使所述遮罩变冷，所述遮罩能返回到其最初位置。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述活性材料部件包括一片形状记忆聚合物。
6.如权利要求3所述的系统，其中所述活性材料部件包括嵌入所述遮罩中的形状记忆1=1 巫 o
7.如权利要求1所述的系统，其中 所述遮罩构造成布置在玻璃窗区域附近；所述活性材料部件能使所述遮罩相对于车辆玻璃窗区域展开和缩回；和 所述活性材料部件还包括下列中的至少一个(i)构造成将所述遮罩保持到所述玻璃 窗区域的夹持件，所述活性材料连接到所述夹持件，其中所述活性材料在被激活时使所述 夹持件接合所述遮罩和所述玻璃窗区域；和/或(ii)构造成将所述遮罩保持到所述玻璃窗 区域的销，所述活性材料连接到所述销。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料选自由下列材料构成的组形状记忆 合金、电活性聚合物、离子聚合物金属复合物、压电材料、形状记忆聚合物、活性陶瓷、压塑 性塑料、磁流变材料、电流变流体、上述活性材料与非活性材料的复合物、以及包括上述活 性材料中的至少一种的组合。
9.如权利要求1所述的系统，还包括卷轴，所述卷轴包括所述活性材料部件；和其中所述遮罩是柔性的，被构造为选自组的屏障，该组包括安全屏障、保护屏障、私密 屏障、声音屏障、热屏障、光屏障、流体屏障、天气屏障、以及包括上述屏障中的至少一种的 组合；和其中所述活性材料在被激活时使所述遮罩从所述卷轴展开越过所需区域的至少一部分。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述遮罩还包括双稳态金属条，其构造成在所述遮 罩展开时提供结构完整性和刚度，和在所述遮罩处于卷轴中时为柔性的。
11.如权利要求9所述的系统，还包括连接在所述遮罩的端部附近的保持机构，其中所 述保持机构包括杆和弹簧，所述杆构造成接合待遮盖区域的侧部，所述弹簧构造成当所述 遮罩从所述卷轴展开时将所述杆保持在所需的接合状态。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述卷轴包括 管；第一端和第二端，其中所述第一端和/或所述第二端构造成旋转地连接到物体；和布置在所述管内并在一侧连接到所述管且在另一侧连接到所述物体的SMM弹簧和第 二弹簧，其中当所述SMM弹簧被激活时，所述管旋转并使所述遮罩展开；和其中所述遮罩布置在所述管周围。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述第二弹簧选自由偏压弹簧和第二SMM弹簧构 成的组。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述卷轴布置在车辆内。
15.如权利要求1所述的系统，还包括活性材料致动器组件，所述活性材料致动器组件包括具有延伸部的轴，所述延 伸部与圆柱形外壳同心地定位，其中多个所述活性材料部件连接到所述延伸部；和其中所述遮罩与所述活性材料致动器组件操作地联系。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述活性材料部件构造成用于顺序的激活。
17.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料部件与输入轴可操作地联系，所述输 入轴与输出轴可操作地联系，以及所述输出轴构造成使所述遮罩展开和缩回。
18.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料部件与飞轮可操作地联系，以及所述 活性材料部件构造成向所述飞轮提供角动量以展开所述遮罩。
19.如权利要求1所述的系统，还包括棘齿机构，所述棘齿机构包括所述活性材料部 件，其中所述棘齿机构构造成执行选自下列组的至少一个动作，该组包括提升静负载，伸 长线性弹簧，卷紧扭簧，和包括上述动作中的至少一个的组合；和其中所述棘齿机构构造成 使得一旦动作被执行，所述棘齿机构就能被可释放地闩锁，和其中闩锁的释放在单个动作 中允许全部的行程以展开所述遮罩。
20.如权利要求1所述的系统，其中所述遮罩选自下面的组，该组包括遮阳篷、声音屏 障、热屏障、流体屏障、天气屏障、私密屏障、安全屏障、保护屏障、以及包括上述遮罩中的至 少一种的组合。
21.如权利要求1所述的系统，还包括与第二元件可滑动地接合的第一元件，其中所述第一元件和所述第二元件连接到框架；其中所述活性材料连接到所述第一元件和所述第二元件以使得所述活性材料的激活 弓丨起所述第一元件和所述第二元件之间的相对运动。
22.如权利要求1所述的系统，其中所述第一元件是管道，所述第二元件是位于所述管 道的开口端中的杆。
23.如权利要求1所述的系统，还包括可操作地连接在一起且与所述遮罩相连的多个 杆，其中所述活性材料与所述杆相连以使得所述活性材料在被激活时使所述杆以剪刀运动 的方式移动。
24.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料选自下面的组，该组包括ER流体和 MR复合物，以及，在激活状态中，所述活性材料能将所述遮罩保持在展开的特定状态中。
25.如权利要求1所述的系统，其中所述活性材料选自下面的组，该组包括ER流体和 MR复合物，以及，在激活状态中，所述活性材料能控制所述遮罩的展 全文摘要
在一个实施例中，遮罩系统可包括遮罩和与遮罩可操作地连接的活性材料部件。活性材料部件可以包括能实现遮罩的展开和缩回的活性材料。
文档编号B60J11/00GK101861253SQ200880116369
公开日2010年10月13日 申请日期2008年9月2日 优先权日2007年9月18日
发明者A·C·基夫, A·L·布劳恩, C·P·亨利, G·A·埃雷拉, G·P·麦奈特, N·L·约翰逊, X·高 申请人:通用汽车环球科技运作公司