一种基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法。
【背景技术】
[0002]形状记忆聚合物材料在一定条件作用下能够主动产生高达100%的大回复变形，因此在智能主动变形结构研究领域显示出巨大的应用潜力。同时，形状记忆聚合物在医学、航天、智能控制等领域广泛的应用前景，使得其受到了越来越多的重视。形状记忆聚合物按激励形式的不同可分为热致、电致、光致和溶液驱动等类型。在外界刺激下，可以从暂时的形状、颜色、尺寸、刚度或者应变回到初始的状态。
[0003]合理的驱动方法对智能材料与结构的广泛应用起到了关键作用，不同的应用环境可以选择设计合理的方法进行有效的驱动。驱动方法的发展创新进一步拓宽了形状记忆聚合物材料的应用。由于激励形式简单、可回复形变量大和响应速度快等优点，使得热致型形状记忆聚合物是目前研究最为广泛和深入的。热致形状记忆聚合物的热一机械变形过程:在玻璃化转变温度Tg以上，对形状记忆聚合物(起始态)施加外力使其变形;在保持外界约束的前提下，使其降温至Tg以下一定温度，撤去外界约束，所赋变形能被长期保持下来(变形态)；当再次加热至玻璃化转变温度以上时，形状记忆聚合物能自动发生形状回复(回复态)。至此，完成“记忆起始态一固定变形态一恢复起始态”的变形循环。现有形状记忆聚合物驱动方法形式单调及操作复杂，驱动源要与形状记忆聚合物接触刺激，这些都限制了形状记忆聚合物的进一步应用；
[0004]传统的声控开关是在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。其广泛用于楼道、建筑走廊、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关。声控开关一般由传声器、声音信号放大、半波整流、光控、电子开关、延时和交流开关电路组成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决现有形状记忆聚合物驱动方法形式单调及操作复杂，驱动源要与形状记忆聚合物接触刺激的问题，而提出的一种基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法。
[0006]上述的发明目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]步骤一、制备形状记忆聚合物试件；
[0008]步骤二、将连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器，用于驱动形状记忆聚合物试件，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动。
[0009]发明效果
[0010]采用本发明的一种基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法，将声音控制与形状记忆聚合物结合，提供一种基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法，实现形状记忆聚合物驱动的远程非接触性控制，拓宽形状记忆聚合物的应用领域。本发明通过声音这一非接触性控制驱动形状记忆聚合物的方法，能达到与其他接触性控制同样灵敏的反应度，从接收声音刺激到回复过程完成基本在Imin内实现。
[0011]在传统声控开关的基础上对电路进行改进优化，得到与形状记忆聚合物材料变形回复相适应的声音控制系统。即一定的声音刺激后，电路接通，延时一定时间或者再次施加一定的声音刺激后电路断开。此过程中，形状记忆聚合物被加热至玻璃化转变温度以上，自动发生形状回复。实现了由声音控制驱动形状记忆聚合物材料变形回复过程。
[0012]本发明的声控形状记忆聚合物驱动系统能够很好的感知声音的刺激，形状记忆聚合物在收到相应的声音激励后，能够自动的完成一系列的形状变化，回到初始设定的形态，基于这种特性，该系统可被用于各种锁紧释放机构和其他声音控制装置或声音驱动装置。本发明的具体优点如下:
[0013]1.解决了形状记忆聚合物现有驱动方法的单调性及操作的复杂性。
[0014]2.基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动，实现了形状记忆聚合物驱动的远程非接触性控制。
[0015]3.实现了形状记忆聚合物对声波能量的吸收转化。
【附图说明】
[0016]图1为本发明流程图。
【具体实施方式】
[0017]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动方法，具体是按照以下步骤制备的:
[0018]步骤一、制备形状记忆聚合物试件；
[0019]步骤二、将连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器，用于驱动形状记忆聚合物试件，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动。
[0020]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述步骤一中形状记忆聚合物试件的材料为形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物、形状记忆反式聚异戊二烯、形状记忆聚降冰片烯、形状记忆聚氨酯树脂、环氧类的热塑性形状记忆聚合物、环氧类的热固性形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物、氰酸酯类形状记忆聚合物、双马来酰亚胺形状记忆聚合物、聚酰亚胺形状记忆聚合物或聚己内酯形状记忆聚合物。
[0021 ]其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0022]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物、形状记忆反式聚异戊二烯、形状记忆聚降冰片烯、形状记忆聚氨酯树月旨、环氧类的热塑性形状记忆聚合物、环氧类的热固性形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物、氰酸酯类形状记忆聚合物、双马来酰亚胺形状记忆聚合物、聚酰亚胺形状记忆聚合物和聚己内酯形状记忆聚合物中每一种都含有碳纳米管、碳纳米纤维或碳纳米纸填充物。
[0023]其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0024]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:所述步骤一中制备形状记忆聚合物试件;具体过程为:
[0025]根据选定的形状记忆聚合物试件来确定其制备工艺和固化方式；
[0026]形状记忆聚合物试件的制备工艺包括挤出成型，注塑成型，模压成型，浇注成型；
[0027]形状记忆聚合物试件的固化方式包括高温固化和常温固化，高温为27°C?300°C，常温为20°C?25°C。
[0028]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0029]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述步骤二中将连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器，用于驱动形状记忆聚合物试件，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动;具体过程为:
[0030]达到形状记忆聚合物的玻璃化转变温度后，对初始形态的形状记忆聚合物试件施加外力使其变形;在保持外力(外界约束)的前提下，使其降温至玻璃化转变温度以下一定温度，撤去外力(外界约束)，形状记忆聚合物保持变形态(所赋变形被保持下来)；
[0031 ]其中，所述玻璃化转变温度以下一定温度为人为设置的；
[0032]连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器在接收到设定的声音信号后，利用音频振动原理(类似麦克风等的原理)将声音识别控制驱动器电路自动接通，在声音识别控制驱动器电路接通的50s内，形状记忆聚合物感受到电的刺激，因为形状记忆聚合物里面有碳纳米管、碳纳米纤维或碳纳米纸填充物，所以形状记忆聚合物自动完成从变形态到初始形态的回复过程，声音识别控制驱动器电路接通50s后自动关闭，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动；
[0033]其中，(为了提高装置的抗干扰性，)所述设定的声音信号的音频范围为6000-10000Hz(相当于在距离装置8米范围内击掌)。
[0034]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0035]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述步骤二中将连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器，用于驱动形状记忆聚合物试件，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动;具体过程为:
[0036]达到形状记忆聚合物的玻璃化转变温度后，对初始形态的形状记忆聚合物试件施加外力使其变形;在保持外力(外界约束)的前提下，使其降温至玻璃化转变温度以下一定温度，撤去外力(外界约束)，形状记忆聚合物保持变形态(所赋变形被保持下来)；
[0037]其中，所述玻璃化转变温度以下一定温度为人为设置的；
[0038]连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器内有定时器和计数器，定时器和计数器之间的相互作用使形状记忆聚合物试件只接受具有特定时间间隔的四次声响，例如，适当快慢的四次拍手声，而对其它无规则的时间间隔的声响则不响应。为使用方便和可靠，特定时间间隔设置为0.5秒到I秒(人们拍手的自然频率上)，(这样，使用者只要自然地拍手四下，或者间隔0.5秒到I秒的吹四声口哨，)连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器接到时间间隔为0.5秒到I秒的四次声响时，连接有整流器，温度传感器的声音识别控制的驱动器电路开关打开，形状记忆聚合物感受到电的刺激，因为形状记忆聚合物里面有碳纳米管、碳纳米纤维或碳纳米纸填充物，所以形状记忆聚合物自动完成从变形态到到初始形态的回复过程，实现基于声音控制的形状记忆聚合物的驱动。
[0039]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0040]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述步骤二中连接有整流器，温度传感器的声音识别控制驱动器是通过声波振动导致的材料能量变化实现声音识别控制或者通过声音信号-电信号的转换实现声音识别控制。
[0041 ]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0042]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0043]实施例一:
[0044]本实施例一种基于声音控制的形状记