专利名称：耐高温形状记忆合金丝紧固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以形状记忆合金(SMA)丝作为驱动的装置上形 状记忆合金丝的紧固方式。
背景技术：
就本发明的应用而言，以形状记忆合金(SMA)丝作为驱动的装 置是利用SMA丝的"形状记忆特性"来工作的，"形状记忆特征"是 指材料在某一较低温度下被拉伸变形，卸载后其变形不能完全回 复留有残余变形。但是只要对其加热到某个较高温度之上，则残余 变形消失，回复到原来的未被拉伸的形状，表现为"记忆较低温度 下的形状"，且回复过程中产生;f艮大的回复力。
在以形状记忆合金(SMA)丝作为驱动的装置中，SMA丝要被紧 固在装置上，以便产生回复力，这就需要一种可以对丝进行紧固， 并且要能经受SMA丝通电时产生的高温，还要能绝缘的装置、方案， 以实现SMA丝的紧固。图la和lb显示了两种现有技术的紧固方案，其 中，对于第一种方案(图la) ， SMA丝紧固装置3固定在以SMA丝驱动 的装置上，标号2表示SMA丝，标号1表示要被SMA丝拉动的物体，一 般为楔块(SMA丝可以绕在固定在楔块上的一个滑轮上)，销钉，作 动筒等；对于第二种方案，采用了两个SMA丝紧固装置3，其中一个 SMA丝紧固装置3固定在以SMA丝驱动的装置上，另 一个SMA丝紧固装 置3固定需要被拉动的物体上， 一般为楔块，销钉，作动筒等。
现有技术主要采用螺栓压紧方式来紧固SMA丝，如中国专利申请 第200610011632. 3号"孩i型低载荷SMA空间同步解锁机构 (2006年4 月10日递交)中所描述的，其结构如图2所示。图2中，通过上固定 件5和下固定件4将SMA丝2夹住，再通过紧定螺钉6将上固定件5和下 固定件4压紧，使SMA丝2被紧紧的夹在两个固定件中间，从而达到紧 固丝的目的。该现有技术紧固方式存在如下问题
-该紧固方式的上固定件5和下固定件4的材料都是聚四氟乙 烯，这种材料耐高温性能较差，在持续高温(约200-300摄氏度)下 便会变软，导致SMA丝发生松动。上固定件5和下固定件4的材料也可 选用陶瓷，但上固定件5直接被紧定螺钉6压紧，很容易被压碎，可 靠性极差。因此，该紧固方式不能经受持续高温，耐高温性能较差。
-该紧固方式在经历持续高温后就会发生紧固失效，在实际使 用中的可靠性比较差。
-该紧固方式由SMA丝2、下固定件4、上固定件5和紧定螺钉6 四个零件组成，其中，上固定件5和下固定件4的尺寸较小，而且结 构比较复杂，不便于加工。
发明内容
根据本发明的一个发明，提供了一种形状记忆合金丝紧固装 置，其特征在于包括
一段形状记忆合金丝，
套在所述形状记忆合金丝的一端上的套管，该套管被液压机 压扁从而夹紧了所述形状记忆合金丝，
一个支座，该支座带有至少一个孔，所述孔的直径大于所述 形状记忆合金丝的直径但小于被压扁后的所述套管的横截面线度， 所述形状记忆合金丝穿过所述孔。
根据本发明的一个进一步方案，上述的形状记忆合金丝紧固装 置，进一步包括 一个第二支座，该第二支座上有一个孔，所述形 状记忆合金丝穿过所述第二支座上的所述孔；以及，套在所述形状 记忆合金丝的另一端上的一个第二套管，该套管被液压机压扁从而 夹紧了所述形状记忆合金丝。
根据本发明的另一个发明，提供了固定形状记忆合金丝的一种 方法，包括把一个套管套在所述形状记忆合金丝的一端；用液压 机压所述套管从而使所述套管夹紧所述形状记忆合金丝；以及，使 所述形状记忆合金丝穿过一个支座上的一个孔，所述孔的直径大于 所述形状记忆合金丝的直径但小于被压扁后的所述套管的横截面线 度。
图la和lb是现有技术的紧固装置的示意图。
图2是另 一种现有技术的紧固装置的示意图。
图3a、 3b、 3c是本发明的耐高温SMA丝紧固装置的实施例的示意
图4是本发明的方案中用液压机压套管的情况的说明示意图。 图5是本发明的一个实施方案中被压扁了的套管及其所夹紧的SMA丝的情况的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
为了克服现有技术的紧固装置所存在的不足，本发明提供了一 种耐高温SMA丝紧固装置。图3a-3b显示了该装置的一种实施例的结 构。本发明的该实施例的一种方案采用了陶瓷作为支座8的材料，能 耐很高温度而且具有良好的绝缘性；另外，本发明通过把金属套管7 (如铜管、钢管等)套在SMA丝上，再用液压机将套管压扁，直到套 管7和SMA丝2之间没有任何间隙为止，这时压扁了的套管7将SMA丝2 紧紧夹住，使得SMA丝-套管连接能承受很大的载荷。
图3a-3b所示的只是本发明的一种具体实施方式
，在这种实施方 式下， 一个支座上有2个孔12,用于分别固定一根SMA丝2的两端；在 使用中， 一种常见的情况是支座8被固定在两个可相互移动的部分 (未显示)之一上，而两端被固定在支座上的SMA丝则套在这两个可 相互移动的部分中的另一个上(例如，被套在一个滑轮上而滑轮被 装在该另一个部分上)。
本发明也可以采用与图3中所示的实施方式不同的实施方式。例 如，可以采用两个支座，每个支座各有一个孔，孔的直径小于被压 扁了的套管7的线度。把金属套管7套在SMA丝2的一端并压扁，把SMA 丝的另一端依次穿过两个支座的孔之后再套上另一金属套管7并将该 另一金属套管7压扁。使用中把这两个支座分别固定在两个可相互移 动的部分上。
本发明的方案可以通过如下措施来实现如图4所示，将金属套 管10(如铜管、钢管等)套在SMA丝2上，然后方文到液压机上压头9和 下压头ll之间，用液压机对金属套管10施加压力，将金属套管10压 扁，使压扁后的金属套管7和SMA丝2之间不存在间隙，压扁后的金属 套管7如图5所示。再将被压扁后的金属套管7夹紧的SMA丝穿过图3中 的陶瓷支座8上的孔12即可，孑L12的直径略大于SMA丝2的直径，但小 于压扁后的金属套管7的直径。
作为一个具体的例子，对于直径为O. 8mm的SMA丝，可以采用外径 为3mm，内径为l. 2mm的铜套管，液压机的压紧力为10KN，陶资支座8 上用于穿SMA丝2的孔径为1. Omm,远小于压扁后金属套管7的直径， 但且略大于SMA丝2直径。
作为另一个具体例子，对于直径为l. Omm的SMA丝，可以釆用外 径为3. 5mm,内径为l. 5mm的铜奏管，液压机的压紧力为12KN，陶资 支座8上用于穿SMA丝2的孔径为1. 2咖，远小于压扁后金属套管7的直 径，但且略大于SMA丝2直径。作为又一个具体例子，对于直径为O. 8mm的SMA丝，可以釆用外 径为3 mm，内径为l. 2mm的钢套管，液压机的压紧力为18KN，陶资支 座8上用于穿SMA丝2的孔径为1. 0咖，远小于压扁后金属套管7的直 径，但且略大于SMA丝2直径。
本发明的方案与现有的技术相比，具有耐高温、承受栽荷大、绝 缘性好、可靠性高、质量轻的优势，结合图3a-3c具体说明如下
(1) 本发明采用陶瓷材料做支座8，使得即使在很高的温度下也 不会对结构强度造成影响，而且还具有4艮好的绝缘性能。
(2) 如图4、 5所示，本发明采用金属套管10套住SMA丝2，再用 液压机压至SMA丝2和金属套管1 O之间不存在间隙，压扁后的金属套 管7紧紧夹住SMA丝2为止，这样使得即使在SMA丝上施加很大的拉 力，套管7和SMA丝2之间也不会发生松动，对于上述技术方案中介绍 的实例，实验测得在200摄氏度和600N的拉力下套管7和SMA丝2之间 也不发生 f^动，而中国专利申请第200610011632. 3号中的紧固装置 在室温环境中施加15 ON时便会松动滑脱，在2 0 0摄氏度环境下所能承 受拉力值更小。
(3) 本发明结构简单，最少可仅有3个零件包括SMA丝、套管、 支座)，而且各零件之间连接都简单可靠，因此具有很高的可靠 性。
(4) 本发明中只有金属套管10是密度比较大的金属，但其体积 很小，而体积较大的支座8是陶瓷材料的，密度不到钢的一半，因 此，本发明具有较小的重量，适用于航空航天设备。
附图标号说明
1:作动物体 2: SMA丝 3:紧固装置
4:下固定件 5:上固定件 6:紧定螺钉
8:陶瓷支座 7:压扁的金属套管
9:上压头 10:金属套管 11:下压头 12:孑L
权利要求
1. 一种形状记忆合金丝紧固装置，其特征在于包括一段形状记忆合金丝，套在所述形状记忆合金丝的一端上的套管，该套管被压扁从而夹紧了所述形状记忆合金丝，一个支座，该支座带有至少一个孔，所述孔的直径大于所述形状记忆合金丝的直径但小于被压扁后的所述套管的横截面线度，所述形状记忆合金丝穿过所述孔。
2. 如权利要求l所述的形状记忆合金丝紧固装置，其中所述支座上 还有一个第二孔，所述形状记忆合金丝穿过所述第二孔，且紧固装 置还包括套在所述形状记忆合金丝的另一端上的一个第二套管，该 第二套管被压扁从而夹紧了所述形状记忆合金丝。
3. 如权利要求l所述的形状记忆合金丝紧固装置，进一步包括一个第二支座，该第二支座上有一个孔，所述形状记忆合金 丝穿过所述第二支座上的所述孔；以及套在所述形状记忆合金丝的另一端上的一个笫二套管，该套 管被压扁从而夹紧了所述形状记忆合金丝。
4. 如权利要求1-3中如何一项所述的形状记忆合金丝紧固装置，其 中所述套管为金属套管，且所述支座用绝缘陶瓷材料制成。
5. 固定形状记忆合金丝的一种方法，包括把一个套管套在所述形状记忆合金丝的 一端；压扁所述套管从而使所述套管夹紧所述形状记忆合金丝；以及使所述形状记忆合金丝穿过一个支座上的一个孔，所述孔的 直径大于所述形状记忆合金丝的直径但小于被压扁后的所述套管的 横截面线度。
6. 如权利要求5所述的方法，进一步包括使所述形状记忆合金丝穿过所述支座上的 一个第二孔， 把一个第二套管套在所述形状记忆合金丝的另一端上，以及压扁所述第二套管从而使所述第二套管夹紧所述形状记忆合金丝。
7. 如权利要求5所述的方法，进一步包括使所述形状记忆合金丝穿过一个第二支座上的 一个孔， 把一个第二套管套在所述形状记忆合金丝的另一端上，以及压扁所述第二套管从而使所述第二套管夹紧所述形状记忆合金丝。
8. 如权利要求5-7中如何一项所述的方法，其中所述套管为金属套 管，且所述支座用绝缘陶瓷材料制成。
全文摘要
耐高温形状记忆合金(SMA)丝紧固装置，采用SMA丝穿过金属套管，再用液压机将金属套管压扁，使压扁了的金属套管紧紧夹住SMA丝，再将带有金属套管的SMA丝穿过一个带有小孔的陶瓷支座，小孔的直径略大于SMA丝的直径且远小于压扁后的金属套管的最大宽度，最后将陶瓷支座固定于以SMA丝驱动的作动器上，作为SMA丝的紧固装置。本发明耐高温，绝缘性好，承载能力大，结构简单可靠，重量轻，与实现功能相同的装置比具有很突出的优势。
文档编号F03G7/06GK101435483SQ20071017715
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者海 于, 辉 张, 张小勇, 聂景旭, 闫晓军 申请人:北京航空航天大学