专利名称：利用活性材料致动来操纵中控台部件的制作方法
技术领域：
本发明内容主要涉及具有可操纵部件的中控台，特别的，涉及一种利用活性材料致动来操纵至少一个部件的中控台。
背景技术：
中控台，例如应用在汽车中的那些，典型地包括一些可操纵的和/或可重新配置的部件来为临近的乘客提供额外的舒适性或功能。这些部件典型的有盖子、储藏隔室面板、可选择性的展开或储存杯托等，和一个在前后方向上滑动的扶手。传统上，这些部件是可手动地操纵，并在现实中会引起多种问题。例如，手动操作需要从驾驶汽车中分神，经常需要复杂的身体活动和技巧，这对一些使用者来说是困难的，可能会引起不恰当的致动力并导致损害。因此，利用像马达、螺线管等致动器的机械驱动部件日益增加以提供自动的操纵。然而，这些类型的致动器，在现实中也会引起问题，包括，例如，增加的机械驱动装置的体积会占据行李箱的空间，增加了不期望的的质量，并会产生声音和电磁场噪音。
发明内容
针对于这些和其它问题，本发明提出了一种利用活性材料致动来操纵至少一个部件的中控台。这样，本发明可以用来响应于要求或应传感器回馈的需求而提供自动功能，同时相比于现有技术中的机械致动器增加存放空间，减少附加质量和噪音。本发明还可以进一步的提供可重新配置控制台以更好的适应不同尺寸的使用者。 —般的，本发明的中控台适用于至少一个靠近的座位，例如在运输车辆中的那些，并包括至少一个可操纵结构部件和至少一个活性材料致动器。所述致动器/所述这些致动器包括活性材料部件，当暴露于致动信号或从致动信号隔离时，活性材料部件可操作以进行基本性质的可逆变化。所述致动器驱动地连接于所述部件上，这样可自动地操纵所述部件，和/或释放锁定机构，以便进行手动操纵，作为变化的结果。示例性的部件包括滑动扶手、枢转杯托、可重新配置和移动的储存隔室、和铰链连接的鼓形门。 本发明的公开内容，包括用于实现的各种结构和特征，例如锁定机构，应变解除机
构，并使用储存能量部件，通过参照公开内容的各种特征的详细描述以及其中的示例将会更容易理解。
参考示范性比例的附图，下面将详细描述本发明的优选实施例，其中
图1示出的是根据本发明的一个优选实施例的、包括中控台和可通讯地连接到中 控台上的输入装置传感器的车辆的正面图。 图la是根据本发明的一个优选实施例的由活性材料致动器驱动的包括多种可操
纵部件的中控台的透视图，包括控制台盖子，控制台扶手，鼓形门和储藏隔室。 图2是根据本发明的一个优选实施例的控制台打开状态的透视图，包括一个盖
子，其通过弹簧偏压铰链可枢转地连接到一个储藏隔室。 图2a是图2所示控制台的侧面正视图，尤其示出了盖子在关闭状态和活性材料致 动器可驱动地连接到横向间隔棘爪，使得当致动的时候棘爪脱离开隔室的侧边从而允许盖 子打开。 图2b是图2和图2a所示控制台的侧面正视图，尤其示出了盖子处于打开状态。
图3a是根据本发明的一个优选实施例的中控台的透视图，包括处于前、后(如虚 线所示)位置的可移动扶手，和活性材料致动器，其可驱动地连接到该扶手上，并且还包括 复位弹簧和有机械优点的齿轮传动。 图3b是根据本发明的一个优选实施例的中控台的侧面正视图，包括可移动的扶 手和SMA释放棘爪系统，其可操作地把上述扶手保持在多个特定(discreet)的移动位置 上。 图3c是根据本发明的一个优选实施例的可驱动地连接到活性材料致动器和扶手 上的多级齿轮和齿条传动的正面和侧面视图。 图4是根据本发明的一个优选实施例中控台的透视图，包括在横向轨道中滑动的 鼓形门和可驱动地连接到上述门的活性材料致动器和复位弹簧。 图5a是根据本发明的一个优选实施例中控台的透视图，包括可驱动地连接到活 性材料致动器上的可枢转的杯托。 图5b是根据本发明的一个优选实施例的描述可绕轴枢转的杯托的中控台截面 图，包括反向驱动杯托的第一和第二活性材料致动器，使得杯托分别达到打开和关闭状态， 和包括动力切断装置的应变解除装置。
具体实施例方式
参考附图l-5b，本发明广泛地涉及中控台IO，其包括至少一个可操纵部件12，可 操纵部件12可驱动地连接到活性材料致动器14上，S卩由至少一个活性材料元件16组成并 且利用该至少一个活性材料元件16所产生的力或位移的致动器，这将在下文详细描述。更 优选的是，本发明示出了一种完全可调的中控台io，其利用活性材料致动来无声地导致或 允许多个部件12的操纵。优选的部件12和致动器14是相互配合地配置，使得能够保持手 动操纵部件12的能力，这样，在例如遇到电气系统失灵(或其它不可操作的致动来源)时， 提供手动超驰(override)的能力。示例性的部件12包括可枢转的控制台盖18 (图2_2b)， 滑动扶手20 (图3a-c)，滑动鼓形门22 (图4)，和可枢转杯托24 (图5a， b);然而，它当然也 可以包括其它部件，例如可移动的杯托，可旋转的上盖，和可重新配置的内部隔室板(没有 示出)。另外，所述控制台10自身可提供部件12，其中致动器14使得所述控制台10整个 可被操纵(例如被移动)。 在这里提到的术语"中控台"，可以理解为本领域技术人员理解的平常意思，也包括那些家具的实施例，其典型地包括至少前面所述的部件12的子集并安装在例如在那些 运输工具100中的(例如汽车、货车、飞机、船等)第一和第二座位25之间，典型的如附图 1所示。本发明改进了中控台为乘客所提供的功能性和便利。
I活性材料的讨论和功能 在这里提到的术语"活性材料"，应该包括本领域技术人员对它的常规理解，还包 括当暴露于外部信号源时，在基本性质(如化学性质或固有的物理性质)能实现可逆变化 的任何材料或合成物(composite)。因此，活性材料应当包括那些响应致动信号而能够在刚 性、形状和/或尺寸上产生变化的成分(composition)，对于不同的活性材料，致动信号的 类型可以为电的、磁的、热的或例如场的。 适用于本发明的活性材料包括但不仅限于形状记忆材料例如形状记忆合金。形状 记忆材料一般指那些具有记忆至少一种原始性质例如形状的能力的材料或成分，其随后能 在受到外部剌激时被唤起。这样，从原始形状变形是一个暂时状态。通过这种方式，形状记 忆材料能够响应于致动信号变化到预置(trained)的形状。示例性的活性材料包括前述的 形状记忆合金(SMA)，电活化聚合体(EAP)，铁磁性SMA's，压电聚合体，压电陶体，电致伸縮 体，磁致伸縮体，前述材料的不同组合等等。 特别地，形状记忆合金(SMA) —般指一组金属材料，其具有当受到适当热剌激时 能恢复到以前定义的形状或尺寸的能力。形状记忆合金能够经历相变，在相变当中形状记 忆合金的屈服强度、刚性、尺寸和/或形状作为温度的函数变化。其中"屈服强度"指的是 材料呈现偏离应力与应变的比例关系到特定偏差时的应力。 一般来说，在低温时，或在马氏 体相阶段，形状记忆合金能够发生塑性形变，当暴露到较高温度时将转变成奥氏体相，或母 相，回到其变形前的形状。只在加热时表现出此形状记忆效果的材料称为具有单向形状记 忆。在重新冷却时也表现出形状记忆的材料称为具有双向形状记忆特性。
形状记忆合金存在几个与温度相关的不同物相。最常用到的就是前面提到的所谓 的马氏体相和奥氏体相。在以下的描述中，马氏体相一般被认为是更易发生变形的低温相， 而奥氏体相则是指更刚性的高温相。当形状记忆合金处于马氏体相阶段并被加热的时候， 其开始转变成奥氏体相。这种现象开始发生时的温度通常称为奥氏体起始温度(A》，这种 现象结束时的温度则称为奥氏体完成温度(Af)。 当形状记忆合金处于奥氏体相阶段并被冷却，其开始转变成马氏体相，这种现象 开始发生时的温度通常称为马氏体起始温度(Ms)。这种现象结束时的温度则称为马氏体完 成温度(Mf)。 一般来说，形状记忆合金在马氏体相阶段较软、较容易发生变形，而在奥氏体 相阶段较硬、较刚性并且/或较难发生变形。由上可知，对于形状记忆合金来说合适的致动 信号是其幅度能使得产生马氏体和奥氏体之间转变的温度致动信号。 形状记忆合金取决于合金成分和加工过程可以具有单向形状记忆功能，固有的双 向形状记忆功能，或外在的双向形状记忆功能。退火处理的形状记忆合金一般只具有单向 的形状记忆功能。充分加热随后低温变形的形状记忆合金将导致马氏体向奥氏体的相变， 材料将恢复到初始的退火后的形状。因而，只有在加热时才看到单向形状记忆效果。由具 有单向形状记忆效果的形状记忆合金成分组成的活性材料并不自动重新变形，有可能需要 一个外部的机械作用力来重新改变形状。 固有的双向形状记忆材料和外在的双向形状记忆材料的特征在于，既在加热时从马氏体相变为奥氏体从而改变形状，并且在冷却时从奥氏体逆向相变为马氏体从而也改变 外形。具有固有的形状记忆功能的活性材料是由会使此活性材料由于上述提及的相变而自 动重新变形的形状记忆合金成分组成。固有的双向形状记忆特性必然是由形状记忆合金的 加工过程带来的。这些加工过程包括在马氏体相阶段的材料剧烈变形，约束或载荷条件下 的加热冷却处理，激光退火、抛光或喷丸加工等表面加工工艺。 一旦材料预置为具有了双向 形状记忆效果，那么这种高低温状态之间的形状变化通常是可逆的并且一般在经过很多个 温度循环后仍然能保持有效。反之，具有外在的双向形状记忆效果的活性材料是由一种具 有单向记忆效果的形状记忆合金成分与另一种提供回复力以恢复初始形状的成分组合而 成的合成物或多成分材料。 形状记忆合金被加热到某一温度时会记忆其高温状态的形状，而此温度可以通过 合金成分和热处理过程的一些细微改变进行调整。例如，镍钛形状记忆合金的上述温度可 以从约10(TC之上调整至约-10(TC之下。形状恢复过程只在几摄氏度的范围内发生，而且
根据应用的需要以及合金的成分，可以控制此转变过程的开始和结束的温度变化只在1或
2度范围之内。在形状记忆合金发生转变前后的温度范围里，其机械性能会发生巨大的变
化，一般都可以提供形状记忆功能、超弹性效应和高阻尼效应。 合适的形状记忆合金包括，但并不限于此，镍钛基合金、铟钛基合金、镍铝基合金、 镍镓基合金、铜基合金(如铜锌合金、铜铝合金、铜金合金和铜锡合金)、金镉基合金、银镉 基合金、铟镉基合金、锰铜基合金、铁铂基合金、铁铂基合金、铁钯基合金及其它类似物。这 些合金可以是二元的、三元的或其它任何更高元的，只要合金成分在形状定向、阻尼等属性 上具有形状记忆功能即可。 因此，为了实现本发明，当加热SMA至高于其马氏体向奥氏体发生相变的温度时， SMA的模量(modulus)最好增加2. 5倍，尺寸变化最好能达到8% (取决于应变之前的量)。 可以理解，通过热激励引起的SMA相变是单向的，因此，需要设置一个偏压力回复机构(如 弹簧)来在应用环境被消除的时候恢复SMA至开始形状。可以使用焦耳加热，使得整个系 统可以进行电子控制。但是，应力导致SMA相变本身是双向的。当SMA处于奥氏体相阶段 时，施加足够的应力会使其转变成一模量更低的马氏体相，此时其能达到8%的"超弹性"变 形。施加的应力的移除会导致SMA转变回奥氏体相阶段从而恢复其开始形状和高模量。
铁磁SMA(FSMA' s)也属于SMA的子类，同样可以应用于本发明。这些材料具有 与普通的SMA相同的特性，会在应力和热激励的作用下在马氏体和奥氏体之间转换。另 外，FSMA' s是铁磁体的，具有很强的磁晶各向异性，其允许一个外部磁场影响场向(filed aligned)马氏体变量的定向/比值(fraction)。当磁场移除后，材料可能会出现完全双向 形状记忆、部分双向形状记忆或单向形状记忆。对于部分双向形状记忆或单向形状记忆，可 以通过外部激励、温度、磁场或应力来使材料恢复开始状态。完全双向形状记忆可用来在持 续的激励下进行比例控制。在汽车应用中，外部磁场一般通过软磁芯的电磁体产生，有时候 为了快速反应也可能利用亥姆霍兹(Helmholtz)线圈来获得。 合适的压电材料包括无机化合物、有机化合物和金属，但并不仅限于此。对于有 机化合物来说，所有在分子中的主链上、或侧链上或同时在主侧链上具有非中心对称结构 和大偶极距基团的聚合材料，都可以作为合适的压电薄膜。示例性的聚合物包括，例如但 不限于，聚(4-苯乙烯磺酸钠)，聚(聚(乙烯胺)骨架偶氮色基)以及它们的衍生物；多
7氟烃(polyfluorocarbons)，包括聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯的共聚物("VDF")，均三氟乙烯 (co-trifluoroethylene)以及它们的衍生物；多氯烃(polychlorocarbons)，包括聚(氯乙 烯)，聚偏二氯乙烯以及它们的衍生物；聚丙烯腈及其衍生物；多聚羧酸(polycarboxylic acids)，包括聚(异丁烯酸)以及它们的衍生物；聚脲及其衍生物；聚氨脂及其衍生物；生 物分子如聚L乳酸及其衍生物，细胞膜蛋白，以及例如磷脂的生物分子磷酸盐；聚苯胺及其 衍生物，以及四胺(tetramines)的所有衍生物；聚酰胺，包括芳香族聚酰胺和芳香族聚胺， 包括聚酰亚胺(K即ton)和聚醚酰亚胺，以及它们的衍生物；所有的高分子膜凍(N-乙烯 基吡咯烷酮)(N-vinyl pyrrolidone) (PVP)均聚物及其衍生物，以及随机PVP共聚醋酸乙 烯酯共聚物(PVP-co-vinyl acetatecopolymers);所有在主链上、或侧链上或同时在主侧 链上具有大偶极距基团的芳香族聚合物，以及它们的混合物。 压电材料还可以包括以下金属铅、锑、锰、钽、锆、铌、镧、钼、钯、镍、鸨、铝、锶、钛、 钡、f丐、铬、银、铁、硅、铜，以及包含上述金属中至少一种的合金和氧化物。合适的金属氧化 物包括Si02， A1203, Zr02， Ti02， SrTi03， PbTi03， BaTi03， Fe03， Fe304， Zn0，以及上述物质 的混合物，还包括VIA族和I IB族化合物，如CdSe， CdS， GaAs， AgCaSe2， ZnSe， GaP， InP， ZnS， 以及上述物质的混合物。优选的是，压电材料包含聚偏二氟乙烯、锆钛酸铅、钛酸钡及上述 物质的混合物。 电活性聚合体包括响应于电场或机械场具有压电、焦热电或者电伸縮性质的聚 合材料。 一个例子是具有压电多(偏二氟乙烯-三氟-乙烯)共聚物的移植了电伸縮性 的橡胶。作为电活性聚合物的合适的材料包括，任何基本上绝缘的聚合物或橡胶(或它们 的组合)，其在受到静电力时会发生变形，或者其变形影响到电场的变化。适用于预应变 (pre-strained)聚合物的典型材料包括硅化弹性体，腈纶弹性体，聚氨酯，热塑性弹性体， 包含PVDF的共聚物，压敏粘接剂、氟化弹性体，包含硅和丙烯酸部分(moieties)的聚合物 等。包含硅和丙烯酸部分的聚合物例如可以包括包含硅和丙烯酸部分的共聚物，包含硅化 弹性体和丙烯酸弹性体的混纺物。 用作电活性聚合物的材料可以基于以下属性中的一个或多个选择例如高的电击 穿强度，低的弹性模量(为了大或小的变形)，高介电常数，以及类似的属性。在一个实施例 中，聚合物可以选择成具有最多约为100MPa的弹性模量。在另一实施例中，聚合物可以选 择成具有大约0. 05 大约10MPa之间的最大致动压强，优选为大约0. 3 大约3MPa之间。 在又另一实施例中，聚合物选择成具有大约2 大约20的介电常数，最好是大约2. 5 大 约12。本发明公开的内容并不是仅限于这些范围。理论上讲，如果材料既有高的介电常数 又有高的介电强度的话，那么其介电常数比上述给出的范围要高就更理想了。在许多情况 下，电活性聚合物会以薄膜的形式进行制作和使用。这些薄膜的合适厚度可以为小于50微 米。 由于电活性聚合物在高应变下会发生偏转，连接在聚合物上电极也应该偏转而不 牺牲其机械和电性能。 一般来说，适宜的电极可以是任何形状和材料，只要它们能给电活性 聚合物提供一个合适的电压，或从电活性聚合物接收一个合适的电压。电压可以是恒定的， 或者是随时间变化的。在一个实施例中，电极依附在聚合物的表面上。依附在聚合物上的电 极最好与聚合物的变形是相互适应、一致的。相应地，本发明披露的内容可以包括与其依附 的电活性聚合物一致地变形的适应性电极。电极可能仅依附于电活性材料的其中一部分，并由其几何形状确定一个活性区域。适合于本发明使用的各种电极包括由金属迹线和电荷 分布层的结构化电极，可变的外平面尺寸的纹理电极，导电油脂如碳油脂或银油脂，胶态悬 浮体，高纵横比的导电材料如碳纤维和碳纳米管，以及离子键导电材料的混合物。
II.示例性结构和应用 所述中控台10的一个优选实施例如图2-2b所示，其中控制台盖18和扶手20能 够通过铰链28枢转地连接到储藏隔间26上。盖18、扶手20和隔间26表示为矩形结构并 有着合适的尺寸(例如长度、深度、容积等)来储存想要储存的物体(例如汽车附件、钱包、 电器设备等)，并用来支撑小孩/成人的手臂；然而，应该理解，它也可是其它的几何形状。 扶手20优选的包括具有可压縮层的材料用来舒适的支撑乘客的手臂。盖18和扶手20可 以整体形成；然而，更加优选的如图la所示，扶手20可滑动的连接在盖18上。
盖18和扶手20都能够枢转，以便可以由活性材料致动器14选择性的打开或关闭 由隔间26所限定的储藏空间。例如，盖18能通过布置的至少一个弹簧偏压棘爪(或销)30 来锁定地接合到隔间26上，并且通过SMA线16来释放，所述弹簧偏压棘爪(或销)30配置 成接合相应数量的抓钩32 (图2-2b)。更加优选的，线16可驱动地连接到联接系统(未示 出)，该联接系统配置成确保通过棘爪30的分离的一致性。棘爪30可以沿轴枢转或移动收 回。替换地，基于收藏和美学的考虑，棘爪30可以安装在有盖18限定的隔间26和抓钩32 内。例如，如图2所示，第一和第二棘爪30邻近于盖18的前边缘并沿盖18的横向侧设置， 抓钩32设置成邻近于隔间26的前边缘并在隔间26的横向侧内。 在所示的实施例中，铰链28与至少一个致动弹簧34同轴地布置并且通过所述至 少一个致动弹簧34朝向打开方向偏压(图2b)，使得当棘爪30与抓钩32分离时，控制台 盖18被迫绕轴p枢转，轴p由弹簧34的作用力确定。更加优选的，使用螺旋扭矩弹簧34 以最小化所占的空间。盖18的旋转优选是由连接到盖18或隔间26上的阻止件36阻止， 这样就防止了盖18的过度展开(图2b)。可以理解，阴止件36与盖18可以整体形成。盖 18可以通过压住弹簧34来盖上，这样棘爪30与抓钩32重新接合(这时致动器14处于不 被致动和冷却状态)。可选地，可以使用活性材料致动器14来产生绕铰链轴的转矩，或者可 以使用如SMA扭矩驱动器的扭矩致动器(未示出)。 如图3a-c所示，在控制台10的另一实施例中，前面所提的扶手20可滑动的连接 到盖18和/或隔间26上。扶手20优选的连接到活性材料致动器14上， 一旦致动，活性材 料致动器14将向一个或多个可调节位置驱动扶手20。其中致动器14代表收縮拉伸元件， 如所示的SMA线16，可以理解，元件16的不能携带压縮负载的能力允许扶手20(和其它部 件12)通过在元件16中形成松弛而不是收縮来来被手动操纵。在致动信号停止时，连接到 扶手20上的复位弹簧38优选使扶手20回到初始位置。 更加优选的，为了驱动扶手20，所述致动器14(例如SMA线16)连接到用来放大 位移的齿轮传动装置40上。例如，受到致动时，单向驱动齿轮42可通过单向中间件46被 齿条44驱动；中间件46被朝向与齿条44和驱动齿轮42接合的方向偏压(图3c)。齿条 44可驱动地连接到致动器14 (例如SMA线16)和复位弹簧38上，它们一起产生一个棘轮作 用。也就是说，所述齿条44上有多个倾斜齿44a(图3c)，当在第一方向移动时，引起接合 的中间件转动，当在相反的方向移动时，向外推动所述中间件46，这样就可以分离。中间件 46有足够深度，这样就可以同时接合和分离齿条44和驱动齿轮42。引起接合的中间件46
9旋转来驱动所述驱动齿轮42，所述驱动齿轮42进而驱动被驱动齿轮48。最后，被驱动齿轮 48驱动固定地接附在扶手20上的水平齿条50。 齿轮42、46、48优选的布置成把由元件16引起的位移放大到所期望的、预定的距 离或"行程"。在图3b中，复位弹簧38反抗扶手20的移动并在扶手20移动到调节位置时 储存能量。驱动和中间齿轮42，46不能在相反方向旋转使得扶手20锁定在调节位置。为 使扶手20回位，驱动齿轮42优选的包括没有齿的区域52(或"秃区")。在预定次数的致 动后，驱动齿轮48面对所述区域52并在复位弹簧38的作用下变成在非受驱动的方向上自 由旋转。扶手20被返回到原来位置(例如如图3a所示的前或后位置)。所述区域52表示 了基于齿轮比和每个致动周期所希望的行程长度的角位移，以便被周期性地面对，其中，周 期是对应于所要到达的位置的数目。 优选的是，所述控制台10包括多个驱动齿轮42，其与驱动齿轮48 —起形成不同 的齿轮比。第二致动器(未示出)或手动机构使得齿轮换档到第二驱动齿轮42，这样元件 16所引起的移动就被改变，以获得另一个预定的行程。多个行程长度可通过从多个致动器 14(例如不同长度的SMA线)中选择一个来获得，而不是代替齿轮42。最后，可以理解，使元 件16暴露于不同的驱动的信号和/或经历不同的致动周期，也可以使行程长度得到改变。
可选择的，致动器14可以用来释放扶手20，以实现手动操纵。在这种结构中，例 如，控制台IO可还包括锁定机构(例如插销、制动件等)54来把扶手20保持在离散的预定 行程位置，如图3b所示。这里，至少一个滚珠轴承56布置由扶手20(或隔间26)限定的纵 向孔58里。制动弹簧60把轴承56压在形成在扶手20或隔间26的另一个中的几个浅凹 处62中的一个内。这样即使元件16冷却并且复位弹簧38储藏能量，扶手20也被相对于 隔间26保持在固定的位置。 由致动器14引起扶手20的移动优选足以克服制动弹簧60并使滚珠轴承56驱离 凹处62。在这种情况下，可以理解，单个致动器14可以用来首先释放锁定机构54然后操纵 部件12。或者，独立的致动器14，像约束于由轴承56限定的孔洞的弓弦形SMA线可以被致 动来释放制动件。这里，线16和信号协调形成短周期(例如1-2秒)，这样经过调节后，每 个滚珠轴承56被相关弹簧58压入另一个凹处62中。 如图4所示的另一实施例，部件12包括鼓形门22，其可操作用来选择性地关闭储 藏隔间26。在示出的例子中，门22限制于由部件12限定的多个横向轨道64内，并围绕较 低的线轴(未示出)来实现打开或关闭状态。致动器14(例如形状记忆合金线16)处于至 少一个轨道64内并可驱动地连接到门22。当线16被致动时，门22被展开来覆盖隔间26 的储藏空间。这样，如本发明中所述的，线16应当有足够的长度、构造和直径，来实现想要 的位移。门22可以在重力、接合线轴的扭矩弹簧(也未示出)或在轨道64中与线16同轴 布置的弹簧66作用下打开(或向下巻)(图4)。可收縮的门停止件68可选择的沿轨道64 布置以限制对隔间26的访问，更加优选的是，停止件68可在完全打开和关闭的位置之间滑 动，相对于后者，停止件68充当锁定机构在线16冷却后把门22保持在关闭状态。
图5a，b显示了另一种实施例，其中部件12是选择性展开的杯托24。在示出的实 施例中，杯托24可枢转地连接到控制台隔间/壳体26，从而定义轴p。活性材料致动器14 连接到控制台10并优选的包括多个活性材料元件16。如图5b所示，对应于打开和关闭， 至少一个元件16a可操作引起绕轴p的顺时针旋转，而至少一个元件16b可驱动的连接到杯托24，以引起绕轴p的逆时针旋转。可选择的，可以理解，手动操纵也可以取代任一致动 器。这里，也可以设置锁定机构(例如插销、制动件、扣等)来把杯托保持在关闭状态，并通 过所述打开致动力而解除。 在本实施例及其它实施例中，应变解除机构70(图5b)优选的连接在线14和隔室 26(或固定结构)之间，当致动器14被致动并且部件12(例如杯托24)不能移动时，示出了 第二工作输出路径。例如，伸展弹簧或有机械优点的杠杆(未示出)可以被利用，如利用在 其他SMA装置中一样。更加优选的，解除机构70也致动切断开关72(图5b)来切断来自能 量源的信号并终止线16的致动。最终，可以理解，输入装备(例如按钮、滑尺、轮、触摸屏、 麦克风等)或传感器74(图1)可通讯的连接到致动器14，这样当检测或接收到信息时，引 起致动器14来操纵部件12。 本发明公开的数值范围是属于包含性的，并可以相互组合(如，数值范围"重量百 分比高达大约25%，优选为大约5% 大约20%"包括所有端点值和范围大约5% 大约 25%之间的所有中间值)。"组合物"包括混合物、组合物、合金、反应产物以及其它类似物。 此外，术语"第一"、"第二"以及其它类似词语在此并不代表任何顺序、数量或重要性，只是 用来将一个元件与另一个元件相区分，数字"一个"也并不代表对数量的限制，而是代表所 述对象具有至少一个。"大约"在与数字连用时包括所述数值以及上下文所述的含义(如， 包括与特定数值测量值相关地误差程度)。本申请中的后缀"s"表示其修饰的对象可以是 单数或复数，因此包括一个或多个对象(如着色剂包括一个或多个)。说明书中的"一个实 施例"、"另一实施例""一实施例"等，意味实施例中此特定的内容(如，性质，结构和/或特 征)可以应用于此处至少一个的实施例，也可以应用于其它实施例中。另外，本发明公开的 内容可以以任何合适的方式应用于不同的实施例中。 本领域技术人员能够根据本发明公开的内容而采用合适的算法、程序以及传感器 输入。本发明已经参考示例性实施例进行描述；本领域技术人员根据本发明的描述，能想到 的不同变化和对其中部件的等效替换均不能认为其落在本发明的范围之外。另外，为适应 特定的情况或材料而作出的许多变形均不能认为其偏离本发明的基本精神的教导。因此， 本发明的内容不限于实现本发明最佳方式的优选实施例，还包括落在权利要求书的范围内 的所有实施方式。
权利要求
用在车辆上的可操纵的中控台，所述中控台包括可操纵结构部件；和至少一个活性材料致动器，可操纵以当暴露于或隔离于致动信号时，在其基本性质上经历可逆变化，从而相应地被致动或被消除致动，并可驱动地连接到所述部件上，所述至少一个致动器配置成，作为所述变化的结果，自动地引起或者使得所述部件能被操控。
2. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述活性材料从基本上由形状记忆合金、磁铁性 形状记忆合金、电活性聚合体，压电材料，电致伸縮体，磁致伸縮体构成的的组中选择。
3. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述可操纵部件从基本上由可移动顶盖、可旋转 顶盖、滑动扶手、可枢转杯托、可移动杯托、滑动鼓形门、可枢转控制台盖、可重新配置内部 隔间面板、和整个可移动中控台构成的组中选择。
4. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述至少一个致动器配置成作为第一改变的结 果来操纵所述部件，并且作为随后变化的结果来反向操纵所述部件。
5. 如权利要求l所述的控制台，还包括可通信地连接到所述致动器上的切断开关，可操作来检测不希望操纵所述部件的条 件，并在检测到该条件时引起所述变化。
6. 如权利要求1所述的控制台，还包括应变解除机构，可通信地连接至所述致动器，并且当所述致动器被致动并且所述部件 不能被操纵时呈现到所述致动器的第二工作输出路径。
7. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述部件和致动器中间地连接到一保持机构上， 并且第一活性材料致动器配置成当受到致动时释放所述保持机构。
8. 如权利要求7所述的控制台，其中，所述第一致动器还配置成当受到致动时操纵所 述部件。
9. 权利要求7所述的控制台，其中，第二活性材料致动器配置成当所述机构被释放后， 第二活性材料致动器受到致动时来操纵所述部件。
10. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述部件可驱动地连接到能量储存部件上，当 保持机构接合时，该能量储存部件保持在存储状态，所述变化可操作以使所述保持机构脱 离，并且作为所述保持机构脱离的结果，所述能量储存部件能操纵所述部件。
11. 如权利要求io所述的控制台，其中，所述能量储存部件是驱动地连接到所述部件上的弹簧。
12. 如权利要求ll所述的控制台，其中，所述部件是可枢转盖，该盖限定枢转轴，并且 所述能量储存部件是与所述轴同轴布置的扭矩弹簧，当盖关闭时所述能量储存部件处于储 能状态。
13. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述部件可递增地操纵，以达到多个调节位置， 所述至少一个致动器配置成引起或使得所述部件在经历第一变化时达到所述多个调节位 置中的第一调节位置，当经历第二变化时到达所述调节位置中的第二调节位置。
14. 如权利要求13所述的控制台，其中所述部件选择性的结合球形制动件，能量储存 部件可驱动的连接到所述部件上，所述致动器配置成所述第一变化释放所述球形制动件， 以便使得所述部件被所述能量储存部件驱动到达所述球形制动件被再次接合的所述第一调节位置，并且所述第二变化随后释放所述球形制动件，以便使得所述部件被所述能量储 存部件持续驱动到达所述球形制动件被再次接合的所述第二调节位置。
15. 如权利要求1所述的控制台，其中，所述致动器在操纵所述部件时限定行程长度， 并且通过改变所述行程长度，所述部件和致动器可操作达到多个调节位置中的一个。
16. 如权利要求15所述的控制台，其中，多个不同齿轮中选定的一个齿轮连接在所述 致动器和所述部件之间，并且通过选定一第二齿轮改变所述行程长度。
17. 如权利要求15所述的控制台，其中，多个致动器中选定的一个致动器可驱动地连 接到所述部件上并且通过选定一第二致动器改变所述行程长度。
18. 如权利要求15所述的控制台，其中，所述致动器可操作地暴露在多个不同信号中 选定的一个信号下并且经过多个不同周期中选定的一个周期，并且通过选定第二信号或周 期来改变所述行程长度。
19. 如权利要求1所述的控制台，还包括输入装置，其可通信地连接到所述致动器上，并可操作地接受输入，其中所述装置和致 动器协作地配置成成只有当接受到所述输入时操纵所述部件。
20. 如权利要求19所述的控制台，其中，所述输入装置从基本上由按钮、滑尺、轮、触摸 屏、麦克风构成的组中选择。
全文摘要
一种中控台，包括可操纵结构部件，例如可枢转盖，滑动扶手，鼓形门，或可枢转杯托，和至少一个活性材料致动器，其包括可操作的进行可逆变化的活性材料元件，该活性材料致动器可驱动的连接到所述部件，并且配置成其变化的结果可自动引起和/或使得所述部件被操纵。
文档编号G05G1/00GK101739057SQ200910246849
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月15日 优先权日2008年9月15日
发明者A·L·布劳恩, J·H·布朗, J·T·戈西基, M·E·格里斯, N·L·约翰逊, P·W·亚历山大 申请人:通用汽车环球科技运作公司