专利名称：Sma组件及其安装方法
技术领域：
本发明涉及SMA丝(形状记忆合金丝)组件及其模块化的安装方法。
背景技术：
采用SMA丝-弹簧驱动单元的机构都需要安装SMA丝，如本申请人提交的“微型低载荷SMA空间同步解锁机构”(专利申请号=200610011632. 3)、“微型大载荷SMA空间同步 解锁机构”(专利申请号200610011626. 8)、“采用形状记忆合金驱动的顶紧装置”(专利申 请号200710177158. 6)、等等。在这些传统机构中所采用的SMA丝装配安装方案都很不方便。具体表现为第一，这些SMA丝安装方案的现场操作必须包括对SMA丝的调整和紧固步骤；第二，采用螺丝固定SMA丝的方案，不仅操作不便，而且可靠性、通用性差；第三，在使用过程中如果SMA丝出现问题也不能方便地更换。SMA安装方法上，国内外都做了一些努力，但均有缺陷。以“微型低载荷SMA空间 同步解锁机构”(专利号=200610011632. 3)为例，如图1所示，其SMA组件由下固定件101、 上固定件102、紧定螺钉103、SMA丝105、绝缘套筒113和加强片114组成，其中下固定件 101、上固定件102和紧定螺钉103用于对SMA丝两端进行固定，加强片114充当滑轮作用， 使SMA丝105沿其上进行180度的拐弯。这种现有技术方案存在以下问题1、SMA丝通过紧定螺钉和上下固定件压紧来固定，这种方法易使SMA丝因过度折 弯而发生断裂。2,SMA丝组件完全依附于机构的其它零件，要求复杂的现场操作，使得SMA丝的装 配极为不方便。3、产品中使用的SMA丝会出现衰退失效、断裂等问题，所以需要进行更换，而对 SMA丝的更换必须对整个机构进行拆除后再行更换，造成产品使用效率低。4、由于产品中SMA丝的更换需要对产品中绝大部分零件进行拆卸，因此需要专业 技术人员才能进行，限制了产品的使用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述SMA丝易断裂、SMA丝组件安装困难、更换困难等问 题，本发明人提供了一种SMA组件方案及其模块化安装方法，很好地解决了现在技术中存 在的上述问题。根据本发明的一个方面，SMA丝组件包括一段 SMA 丝，一个陶瓷滑轮，一个陶瓷支座，两小段不锈钢管，陶瓷支座和陶瓷滑轮上有两个直径略大于SMA丝直径的小孔，SMA丝先穿过陶瓷支座上的其中一个小孔、再穿过陶瓷滑轮上的一个小孔，绕陶瓷滑轮进行约180度拐弯，再 从陶瓷滑轮另一小孔穿出，再从陶瓷支座上另一个小孔穿出，最后再在SMA丝两端套上两 小段不锈钢管，钢管的内径略大于SMA丝直径，钢管外径远大于陶瓷支座小孔直径，再将不 锈钢管用液压机压扁，最终完成了 SMA丝组件的制作。根据本发明的一个进一步的方面，提供了一种SMA丝组件模块。SMA组件安装包括 将SMA组件安装到机构主体，该机构主体包括作为与SMA组件的安装接口的支座架/支座 固定部分和滑轮架/滑轮固定部分。支座架/支座固定部分用于安装所述陶瓷支座，滑轮 架/滑轮固定部分用于安装所述陶瓷滑轮。支座架和滑轮架就其外形特征而言均可分为半封闭和全封闭两种，其外形与机构 主体的结构相适配，而SMA组件模块可以与具体的支座架和滑轮架的外形相适配。在根据本发明的一个实施例中，一个半封闭的支座架包括一个槽，槽的宽度略大于陶瓷支座上两个小孔中心之间的距离和小孔直径之和，槽的长度略大于陶瓷支座的厚 度，从而保证陶瓷支座能被挡在支座架上而SMA丝能顺利从槽中穿过。在根据本发明的一个进一步的实施例中，一个全封闭的支座架包括一个孔，孔的 尺寸使所述陶瓷滑轮能够通过该孔但同时又使得所述陶瓷支座无法通过该孔，从而保证陶 瓷滑轮能顺利从支座架的该孔中穿过而陶瓷支座能被挡在支座架上面。根据本发明的一个实施例，一个半封闭的滑轮架具有一个凸台，凸台的宽度要略 小于陶瓷滑轮上两小孔中心的距离与小孔直径的和，凸台的高度大于陶瓷滑轮的宽度，从 而保证凸台能担在陶瓷滑轮底部的SMA丝之间而不和SMA丝接触。根据本发明的一个实施例，一个全封闭滑轮架设置有一个方孔，该方孔的长度和 宽度分别大于陶瓷滑轮的长度和宽度，从而使陶瓷滑轮能穿过方孔，但方孔的宽度小于陶 瓷滑轮的长度。安装时，将陶瓷滑轮穿过方孔，并旋转一个角度(如90度)，使滑轮架能挡 住陶瓷滑轮，而SMA丝则从方孔中穿出。本发明与现有的技术相比，实现了 SMA组件的设计及其模块化安装，使得SMA丝组 件的安装及更换变得方便快捷，同时安装及更换不需要专业技术人员亦可顺利进行，另外， 本发明采用了压扁不锈钢管紧固技术，使得SMA丝不易因紧固而折断。具体表现在以下几 个方面(1)本发明采用了压扁不锈钢管紧固技术，完全克服了因传统的螺栓压紧紧固技 术带来的SMA丝因过度折弯而发生断裂的问题，同时紧固结构也大大简化。(2)本发明对SMA丝组件的安装进行了模块化设计，使得SMA组件的安装可在机构 其它主体零件都安装完后再进行，安装时只需要将SMA组件的陶瓷滑轮或者陶瓷支座卡入 对应的凹槽即可，方便快捷，也无需专业技术人员进行，大大提高了产品的使用效率。(3)产品中SMA丝是易损件，需要经常更换，本发明对SMA丝组件的安装进行了模 块化设计，使得在产品使用过程中SMA丝组件的更换更容易。
图1为现有技术的“微型低载荷SMA空间同步解锁机构”的结构示意图。图2为根据本发明的一个实施例的陶瓷组件的外观图。图2A为根据本发明的一个实施例的陶瓷支座的外观图，显示了其上的孔。
图3为根据本发明的一个实施例的一种半封闭式支架座和陶瓷组件安装图。图4为根据本发明的一个实施例的一种全封闭式支架座和陶瓷组件安装图。图5为根据本发明的一个实施例的一种半封闭滑轮座和陶瓷组件安装图。图6为根据本发明的一个实施例的一种全封闭滑轮座和陶瓷组件安装图(安装过 程中)。图7为根据本发明的一个实施例的一种全封闭滑轮座和陶瓷组件安装图(安装完 成)。附图标号说明101下固定件 102上固定件 103紧定螺钉 104大螺母105SMA丝106弹簧107滑块108上板壳盖109螺栓110底座111限位环 112外壳113绝缘套筒 114加强片115沉头螺钉1不锈钢管 2陶瓷支座 3SMA丝4陶瓷滑轮5支座架6支座架方孔 7支座架方槽 8滑轮架9滑轮架凸台 10滑轮架方槽 11滑轮架方孔 12孔
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SMA丝紧固装置所存在的不足，本发明提供了 SMA组件及其 模块化安装方法。在如图2所示的本发明的SMA丝组件实施例中，陶瓷滑轮4和陶瓷支座 2均采用陶瓷材料，使得其能耐很高温度而且具有良好的绝缘性；如图2A所示，陶瓷支座2 上有两个孔12 ;SMA丝3依次穿过陶瓷支座2上的孔12中的一个和陶瓷滑轮4，再穿过陶瓷 支座2的孔12中的另一个，在SMA丝的两个端部，各套上一个不锈钢套管1，用液压机将套 管1压扁，直到不锈钢套管1和SMA丝3之间没有任何间隙为止，这时压扁了的不锈钢套管 1将SMA丝3夹紧，而压扁后的不锈钢套管1至少沿着一个方向的尺寸大于所述孔12沿着 该方向的尺寸，从而使压扁了的不锈钢套管1连同它所夹紧的SMA丝3卡在陶瓷支座2上， 而使穿过陶瓷支座2的孔12的SMA丝的端部无法退出，从而完成SMA丝组件的组装。在如图3所示的本发明的实施例中，一个半封闭支座架5具有方孔6和方槽7 ；方 孔6的长度大于卡在陶瓷支座2上的SMA丝3两端的间距，从而保证陶瓷支座2从半封闭 支座架5的侧面安装到半封闭支座架5上后SMA丝3不和方孔6侧边发生接触；方槽7的 宽度略大于陶瓷支座2的宽度，保证陶瓷支座2能从图3中的左侧向右推入方槽7中。在如图4所示的本发明的实施例中，一个全封闭支座架5包括方孔6和方槽7，方 孔6的长度和宽度分别大于陶瓷滑轮4的长度和宽度，以便陶瓷滑轮4能从方孔6中穿过； 方孔6的长度大于卡在陶瓷支座2上的SMA丝3两端的间距，从而保证陶瓷支座2从全封 闭支座架5的上面安装到全封闭支座架5上后SMA丝3不和方孔6侧边发生接触；方槽7 的长度和宽度分别略大于陶瓷支座2的长度和宽度，从而使陶瓷支座2能内嵌到方槽7中， 从而起到对陶瓷支座2的定位作用。图3的实施例和图4的实施例的一个不同之处，在于图3中的方孔6是半封闭的 孔(开放的孔)，而图4的实施例中的方孔6是全封闭孔。
在如图5所示的本发明的实施例中，一个半封闭滑轮架8具有凸台9 ；凸台9的宽 度小于装配在陶瓷滑轮4上的SMA丝3两端之间的间距，从而保证陶瓷滑轮4安装到凸台 9上之后SMA丝3能从凸台9的两侧经过而不与凸台9发生接触。安装时将陶瓷滑轮4从 滑轮架8的前方推到凸台9上，让凸台9托住陶瓷滑轮4即可。在如图6所示的本发明的实施例中，一个全封闭滑轮架8包括位于其底部的方孔11和设置在孔11的两个宽边上的一对方槽10 ；方孔11的长度大于陶瓷滑轮4的长度，宽 度大于装配在陶瓷滑轮4上的SMA丝3两端之间的间距和SMA丝3的直径之和并小于陶瓷 滑轮4的长度。方槽10的形状与滑轮4的形状相匹配。在安装时先将陶瓷滑轮4从底向 上穿入滑轮架8至如图6所示的状态，再将陶瓷滑轮4旋转一个角度(如90度)，再将陶瓷 滑轮4安装在方槽10中即可，如图7所示。请注意图7中全封闭滑轮架8是剖面显示的。在不脱离如权利要求书所限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对以上描述 的本发明具体实施方式
进行各种变形和修正。具体地说，方孔6、方槽7、凸台8等，可以用 起同样或类似限位作用的部分代替。这些修正和变形，都属于所附权利要求书限定的范围。
权利要求
用于安装SMA丝(3)的装置，其特征在于，其包括一个滑轮(4)，所述SMA丝绕设在所述滑轮上，一个支座(2)，所述支座包括两个SMA孔(12)，所述SMA丝(3)的两端分别穿过所述支座的所述两个SMA孔(12)，两个套管(1)，它们分别被套设并压扁在分别穿过所述支座的所述两个SMA孔(12)的所述SMA丝的两端上，其中，压扁后的套管(1)至少沿着一个方向的尺寸大于其所对应的所述SMA孔(12)的沿着该方向的尺寸，用于固定所述支座(2)的一个支座固定部分(5)，和用于固定所述滑轮(4)的一个滑轮固定部分(8)。
2.根据权利要求1所述的用于安装SMA丝的装置，其特征在于， 所述支座固定部分(5)包括一个支座固定孔(6)，所述支座固定孔(6)沿着至少一个第一方向的尺寸大于所述两 个SMA孔(12)的间距，所述支座固定孔(6)沿着至少一个第二方向的尺寸小于所述支座 (2)与所述SMA丝延伸方向大体垂直的截面沿着至少一个方向的尺寸，从而能够阻止所述 支座(2)通过所述支座固定孔(6)， 所述滑轮固定部分(8)包括阻止所述滑轮(4)沿着所述SMA丝的延伸方向移动的部分(9，11)。
3.根据权利要求2所述的用于安装SMA丝的装置，其特征在于，所述支座固定孔(6)是一个开放的孔，且所述支座固定孔(6)的边缘处设有与所述支 座(2)的形状相匹配的槽(7)，从而使所述支座(2)能够从所述支座固定孔的开放的一侧被 嵌到所述槽(7)。
4.根据权利要求2所述的用于安装SMA丝的装置，其特征在于，所述支座固定孔(6)是一个闭合的孔，所述支座固定孔(6)的尺寸允许所述滑轮(4) 穿过所述支座固定孔(6)，且所述支座固定孔(6)的边缘处设有与所述支座(2)的形状相匹 配的槽(7)。
5.根据权利要求2所述的用于安装SMA丝的装置，其特征在于所述阻止所述滑轮(4) 沿着所述SMA丝的延伸方向移动的部分包括一个凸台(9)，该凸台的宽度小于装配在所述滑轮⑷上的SMA丝(3)之间的间距，从 而能够将所述滑轮(4)从所述滑轮固定部分(8)的前方推到所述凸台(9)上而让所述凸台 (9)抵住所述滑轮(4)。
6.根据权利要求2所述的用于安装SMA丝的装置，其特征在于所述阻止所述滑轮(4) 沿着所述SMA丝的延伸方向移动的部分包括设置在所述滑轮固定部分(8)上的一个滑轮固定孔(11)，所述滑轮固定孔(11)的长度 大于所述滑轮(4)的长度，所述滑轮固定孔(11)的宽度大于装配在所述滑轮(4)上的所述 SMA丝(3)之间的间距和所述SMA丝3的直径之和并小于所述滑轮⑷的长度，设置在所述滑轮固定孔(11)的宽边上的一对滑轮固定槽(10)，所述滑轮固定槽(10) 的形状与所述滑轮(4)的形状相匹配。
7.SMA丝的安装方法，其特征在于包括 把所述SMA丝(3)绕设在一个滑轮⑷上，使所述SMA丝的两端分别穿过一个支座(2)的上的两个孔(12)， 把两个套管(1)分别套设并压扁在分别穿过所述支座的所述两个孔(12)的所述SMA 丝(3)的两端上，其中，压扁后的套管(1)至少沿着一个方向的尺寸大于其所对应的所述孔 的沿着该方向尺寸，把所述支座(2)固定在一个支座固定部分(5)上， 把所述滑轮(4)固定在一个滑轮固定部分(8)上。
8.根据权利要求7所述的SMA丝的安装方法，其特征在于，所述把所述支座(2)固定在一个支座固定部分(5)上的步骤进一步包括 使所述滑轮(4)通过所述支座固定部分(5)上的一个支座固定孔(6)，所述支座固定孔 (6)的尺寸允许所述滑轮(4)穿过所述支座固定孔(6)但能阻止所述支座(2)穿过所述支 座固定孔(6)；把所述支座(2)安放到所述支座固定孔(6)的边缘处设置的与所述支座(2)的形状相 匹配的槽(7)中。
9.根据权利要求7所述的SMA丝的安装方法，其特征在于，所述把所述滑轮(4)固定在一个滑轮固定部分(8)上的步骤进一步包括 使所述滑轮(4)穿过设置在所述滑轮固定部分(8)上的一个滑轮固定孔(11)，所述滑 轮固定孔(11)的长度大于所述滑轮的长度，所述滑轮固定孔(11)的宽度大于装配在所述 滑轮⑷上的SMA丝(3)之间的间距和所述SMA丝(3)的直径之和并小于所述滑轮⑷的 长度，使穿过所述滑轮固定孔(11)之后的所述滑轮(4)转动一个角度， 把转动了所述角度之后的所述滑轮(4)安放到设置在所述滑轮固定孔(11)的宽边上 的一对滑轮固定槽(10)中，所述滑轮固定槽(10)的形状与所述滑轮(4)的形状相匹配。
10.根据权利要求7所述的SMA丝的安装方法，其特征在于，所述把所述滑轮(4)固定在一个滑轮固定部分(8)上的步骤进一步包括 将所述滑轮(4)从所述滑轮固定部分(8)的前方推到所述滑轮固定部分(8)上的一个 凸台(9)上，从而让所述凸台(9)抵住所述滑轮(4)；所述把所述支座(2)固定在一个支座固定部分(5)上的步骤进一步包括 把所述支座(2)从所述支座固定部分(5)上设置的一个开放的支座固定孔(6)的开放 的一侧，嵌到所述支座固定孔(6)的边缘处设置的与所述支座(2)的形状相匹配的槽(7) 中。
11.一种SMA丝组件，包括 一段 SMA 丝(3)，一个滑轮(4)，所述SMA丝(3)绕设在所述滑轮(4)上，一个支座(2)，所述支座包括两个孔(12)，所述SMA丝(3)的两端分别穿过所述支座的 所述两个孔(12)，两个套管(1)，它们分别被套设并压扁在分别穿过所述支座的所述两个孔(12)的所述 SMA丝(3)的两端上，其中，压扁后的套管(1)至少沿着一个方向的尺寸大于其所对应的所述孔(12)的沿着 该方向尺寸。
全文摘要
本发明提供了一种用于安装SMA丝的装置，其包括用于绕设SMA丝的滑轮；包括两个SMA孔的支座，SMA丝的两端分别穿过所述两个SMA孔；分别被套设并压扁在分别穿过所述两个SMA孔的SMA丝的两端上的两个套管，其中，压扁后的套管至少沿着一个方向的尺寸大于SMA孔的沿着该方向的尺寸；用于固定支座的支座固定部分；和用于固定滑轮的滑轮固定部分。其安装方法包括把SMA丝绕设在滑轮上，使SMA丝的两端分别穿过支座的上的两个孔，把两个套管分别套设并压扁在分别穿过所述两个孔的SMA丝的两端上，把支座固定在支座固定部分上，把滑轮固定在滑轮固定部分上。本发明使得SMA丝不易断裂、SMA丝组件安装、更换方便快捷。
文档编号G05G17/00GK101830291SQ20091007939
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月10日 优先权日2009年3月10日
发明者傅石雨, 刘颖, 张小勇, 张辉, 聂景旭, 闫晓军 申请人:北京航空航天大学