使用智能材料对安全机构的激活的制作方法

专利名称：使用智能材料对安全机构的激活的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及使用智能材料来激活安全机构，并且更具体地，涉及利用智能材料致动安全锁、遮蔽件和警报以及在一些情况下利用智能材料移除不想要电荷的系统和方法。
背景技术：
各种安全特征被用于保护人们免受来自诸如断路器箱、其他类型的控制箱和电池系统之类的电气装置的电击。还存在安全特征以保护人们不经受其他危险的状况，例如高热、高冷和高辐射水平。断路器箱或控制箱的常见安全特征是机械锁定机构，只要主电力开关被接通，该机械锁定机构就自动接合。转到附图，并且更具体地参考附图中的第一幅图，图1示出了断路器箱或控制箱100 (一般被称为电力箱)的示例。电力箱100被用于诸如组装车间或工厂之类的环境102中。电力箱100具有用于接收主电源104 (例如，电力输入线缆)的输入103。如图1所示的电力箱包括盖板或门106或者其他接近部件或特征。一些电力箱100(在图1中未示出)是敞开的，从而缺少这种门。箱100还能够包括能够由释放开关110释放的常规锁108。箱100能够具有电力断路器或开关112，其控制从电源104至该箱的电力输入。在一些情况下，锁和开关被间接连接，使得掷动开关以接通电力也会导致锁被锁定。具有这种开关112或能够由人员选择性地激活的其他激活特征的至少一些实施方式能够被称为主动致动系统，该主动致动系统构造并设置成主动地致动，以便致动一个或多个安全机构，例如锁定机构、阻挡机构和保持电源与负载(例如，警报、电阻等)之间的电连接闭合的机构，由此促进对不想要的电荷的耗用。主要关于图2-8来描述的机构包括现有的两个机构，即锁定机构和阻挡机构。当至这种箱的主电力被断开时，例如主电力开关112被断开(并且主锁在此能够被自动释放)时，但是残留电力仍可能存在于该系统中，例如由于未从这种箱内的每个子单元放电或者由于该系统被错误接线。在该情况下，接近该箱的人员在认为由于该箱被解锁/能够打开和/或该开关被断开因而自身是安全的情况下可能不期望地暴露于该电荷。一些箱具有次级电力馈送，该次级电力馈送可能被错误接线，因此从其传送的电流不期望地到达系统200的一些部件，而使用者可能会接触这些部件。次级电力馈送的示例在图1中由附图标记105表示。作为示例，系统200能够包括单独的A/C线路，例如120伏线路(例如，单相或三相)，并且如果该系统的一部分被错误接线，那么其电力会馈回到主机中，使得即使主开关或断路器被关断并且机械锁被释放，电力仍会被供应到该系统。作为另一示例，系统200能够包括DC线路，例如对于连接到DC马达驱动器的电容器电力柜来说。同样，接近该箱的人员在认为由于该箱被打开因而自身是安全的情况下可能不期望地暴露于该电荷。
在具有本地电池源的电气装置中，包括机动车辆和其他车辆，也存在电击的风险。例如，在紧急情况下，比如在机动车辆意外事故中，源自电池的电荷会理论上能够延及到在该电池外且邻近该电池的各个部件。于是，不仅车辆乘员而且紧急救援人员都可能会暴露于该电荷。关于温度和辐射，常见的安全系统是使用颜色敏感材料，该颜色敏感材料在暴露于热、冷或辐射时改变其外观，由此向人们警告这些状况。其他系统使用量计(例如，温度计或辐射计)来警告人们。这些方法的一个缺点在于，这些方法仍允许可能注意到或可能没注意到该警告的人们接近危险状况，这种情况可能发生。期望存在这样的系统和方法，该系统和方法用于在这些以及类似情形中保护人们免受电荷以及其他不想要状况(例如，热、冷、辐射)。

发明内容
本发明在一个方面涉及一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击的系统。所述系统包括所述可变形材料，所述可变形材料:(I)能够电连接到具有不想要电荷的电气部件；并且(2)基于由所述电气部件处的电荷产生的电输入,能够在暂时形状和原始形状之间变化。所述可变形材料还:(3)被机械地连接到安全机构，使得所述可变形材料的变化导致所述安全机构的运动。所述可变形材料还:(4)在所述系统中构造并设置成，响应于被暴露给所述电输入而变化至其原始形状，并且由此致动所述安全机构。在一个方面，本发明提供了一种用于操作如下系统的方法，所述系统使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击。所述方法包括:闭合电气开关，所述电气开关定位在所述可变形材料与具有不想要电荷的电气部件之间，由此允许由所述电荷引起的电流从所述电气部件流到所述可变形材料。所述方法还包括:响应于所述电气开关的闭合从而在所述可变形材料处接收所述电流；以及，所述可变形材料响应于接收到所述电流从而从所述材料的暂时形状改变至所述材料的原始形状。所述方法还包括:所述可变形材料通过改变其原始形状来实现对所述安全机构的致动。在一个方面，本发明提供了使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击的另一系统。该系统还包括所述可变形材料，所述可变形材料:(i)能够电连接到具有不想要电荷的电气部件；(ii)基于由所述电气部件处的电荷产生的电输入，能够在暂时形状和原始形状之间变化；(iii)被机械地连接到所述安全机构，使得所述可变形材料的变化导致所述安全机构的运动；以及，(iv)在所述系统中构造并设置成，响应于被暴露给所述电气输入而变化至其原始形状，并且由此致动所述安全机构。在该方面，该安全机构包括至少一个这样的元件，所述元件选自包括如下各项的元件组:(a)可动锁定部件，所述可动锁定部件构造并设置成，在被致动时锁定与所述电气部件相关联的接近特征，以限制对所述电气部件的物理接近；(b)可动阻挡元件，所述可动阻挡元件构造并设置成，在由所述可变形材料致动时移动到阻挡位置，以限制对所述电气部件的物理接近；以及，(c)可开/闭电气开关，所述可开/闭电气开关定位在所述可变形材料与所述电气部件之间，并且构造并设置成停留在闭合位置，由此保持所述电气部件和耗电子系统之间的电连接，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷。在具体实施方式
中，上述方面的安全机构包括保持所述不想要电荷与安全子系统之间的电连接闭合的部件，所述安全子系统耗用所述不想要的电荷和/或对所述不想要的电荷进行警示。在一个具体实施方式
中，上述方面的安全机构包括锁定机构或阻挡机构。在另一方面，本发明提供了一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止暴露于不想要激励的系统。所述系统包括偏置元件和安全机构。所述安全机构构造成:通过操作可变形材料至接合位置和未接合位置中的一个，从而克服所述偏置元件的力来选择性地移动。所述系统还包括所述可变形材料，在这方面，所述可变形材料在所述系统中构造并设置成使得:在所述系统的操作中，当所述可变形材料暴露于所述激励时，所述可变形材料从第一形式变化至第二形式，由此使得所述安全机构运动。在具体实施方式
中，所述安全机构包括锁和/或遮蔽件。在具体实施方式
中，所述激励可以不同地是以下各项中的一种或多种:热；缺乏热(例如，冷)；以及辐射。本发明还包括以下方案:
1.一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击的系统，所述系统包
括:
所述可变形材料，所述可变形材料:能够电连接到具有不想要电荷的电气部件；基于由所述电气部件处的电荷产生的电输入，能够在变形形状和未变形形状之间变化；以及
被机械地连接到所述安全机构，使得所述可变形材料的变化导致所述安全机构
的运动；
其中，所述可变形材料在所述系统中构造并设置成:响应于被暴露给所述电输入而变化至其未变形形状，并且由此致动所述安全机构。

2.根据方案I所述的系统，其中，所述安全机构包括可动锁定部件。3.根据方案2所述的系统，还包括锁定部件，其中，所述锁定部件在所述系统中构造并设置成使得:所述锁定部件在由所述可变形材料致动时移动，以锁定与所述电气部件相关联的接近特征，以限制对所述电气部件的物理接近。4.根据方案I所述的系统，其中，所述安全机构包括可动阻挡元件。5.根据方案4所述的系统，还包括阻挡元件，其中所述阻挡元件在所述系统中构造并设置成使得:所述阻挡元件在由所述可变形材料致动时移动到阻挡位置，以限制对所述电气部件的物理接近。6.根据方案I所述的系统，其中，所述安全机构包括定位在所述可变形材料和所述电气部件之间的可开/闭电气开关。7.根据方案6所述的系统，还包括:
耗电子系统，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷；以及
所述电气开关，其中，所述电气开关在所述系统中构造并设置成使得:所述电气开关在由所述可变形材料致动时停留在闭合位置，由此保持所述电气部件与所述耗电子系统之间的电连接。8.根据方案7所述的系统，其中，所述可变形材料是所述耗电子系统的一部分。9.根据方案6所述的系统，其中:
所述电气开关能够在断开位置和闭合位置之间移动；以及所述系统还包括触发部件，所述触发部件在所述系统中构造并设置成:选择性地激活，并且由此使得所述电气开关移向其闭合位置，由此允许电流从所述电气部件流向所述可变形材料。10.根据方案9所述的系统，其中，所述触发部件构造成响应于在所述系统处的物理力而激活。11.根据方案I所述的系统，其中:
当所述可变形材料致动所述安全机构时，所述系统处于致动状态；
所述系统还包括警报特征，所述警报特征在所述系统中构造并设置成当所述系统处于所述致动状态时发出警示通知；
所述系统还包括耗电子系统，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷；并且
所述警报特征是所述耗电子系统的一部分。12.根据方案I所述的系统，其中: 当所述可变形材料致动所述安全机构时，所述系统处于致动状态；
当所述可变形材料未致动所述安全机构时，所述系统处于未致动状态；以及所述系统还包括偏置装置，所述偏置装置构造并连接到所述安全机构，以将所述系统朝向所述未致动状态偏置。13.根据方案I所述的系统，所述系统还包括环节，其中，所述环节:
被连接到第一电气开关，所述第一电气开关定位在所述电气部件和电源之间，并且能够在所述第一电气开关的断开位置和所述第一电气开关的闭合位置之间移动；
被连接到第二电气开关，所述第二电气开关定位在所述电气部件和所述可变形材料之间，并且能够在所述第二电气开关的断开位置和所述第二电气开关的闭合位置之间移动；能够在第一位置和第二位置之间移动；以及在所述系统中构造并设置成:
当所述环节移动到所述第一位置时，将所述第一电气开关移动到其断开位置，由此阻止电流借助所述第一电气开关从所述电源流到所述电气部件；并且
当所述环节移动到其第一位置时，将所述第二电气开关移动到其闭合位置，由此允许电流借助所述第二电气开关从所述电气部件流到所述可变形材料。14.根据方案13所述的系统，其中，所述环节在所述系统中还构造并设置成: 当所述环节移动到所述第二位置时，将所述第一电气开关移动到其闭合位置，由此允
许电流借助所述第一电气开关从所述电源流到所述电气部件；以及
当所述环节移动到其第二位置时，将所述第二电气开关移动到其断开位置，由此阻止电流借助所述第二电气开关从所述电气部件流到所述可变形材料。15.一种方法，用于使用可变形材料来操作系统以便选择性地致动安全机构从而防止电击，所述方法包括:
闭合电气开关，所述电气开关定位在所述可变形材料与具有不想要电荷的电气部件之间，由此允许由所述电荷引起的电流从所述电气部件流到所述可变形材料；
响应于所述电气开关闭合，从而在所述可变形材料处接收所述电流；
所述可变形材料响应于接收到所述电流而从所述材料的变形形状改变至所述材料的未变形形状；以及
所述可变形材料通过改变至其未变形形状来实现对所述安全机构的致动。16.根据方案15所述的方法，其中，所述安全机构包括至少一个这样的元件，所述元件选自包括如下各项元件的组:
可动锁定部件，所述可动锁定部件在被致动时锁定与所述电气部件相关联的接近特征，以限制对所述电气部件的物理接近；
可动阻挡元件，所述可动阻挡元件在被致动时移动到阻挡位置，以限制对所述电气部件的物理接近；以及
可开/闭电气开关，所述可开/闭电气开关定位在所述可变形材料与所述电气部件之间，并且所述可开/闭电气开关在被激活时停留在闭合位置，由此保持所述电气部件和耗电子系统之间的电连接，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷。17.根据方案15所述的方法，其中:
所述安全机构包括可开/闭电气开关，所述可开/闭电气开关定位在所述可变形材料与所述电气部件之间，并且在被激活时停留在闭合位置，由此保持所述电气部件和耗电子系统之间的电连接，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷；以及
所述方法还包括触发部件，所述触发部件激活所述电气开关，并由此使得所述电气开关移动到其闭合位置，由此允许电流从所述电气部件流到所述可变形材料。18.一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止暴露于不想要激励的系统，所述系统包括:
偏置元件；
所述安全机构，所述安全机构构造成:通过操作所述可变形材料至接合位置和未接合位置中的一个，从而克服所述偏置元件的力被选择性地移动；以及
所述可变形材料，所述可变形材料在所述系统中构造并设置成使得:在所述系统的操作中，当所述可变形材料暴露于所述激励时，所述可变形材料从第一形式变化至第二形式，由此使得所述安全机构运动。19.根据方案18所述的系统，其中，所述安全机构包括至少一个这样的特定机构，所述特定机构选自包括了锁和遮蔽件的特定机构的组。20.根据方案18所述的系统，其中，所述激励是这样的特定激励，所述特定激励选自包括了热、缺乏热、以及辐射的特定激励的组。本发明的其他方面在下文中将部分地显而易见并且将被部分地指出。


图1示出了常规断路器箱或控制箱。图2示出了根据本技术的第一实施方式的、当主系统电力开关被接通时处于未致动状态的用于自动锁定电气系统的子系统。图3示出了根据本技术的实施方式的、当主系统电力开关被关断时处于未致动状态的图2的子系统。
图4示出了根据本技术的实施方式的、当主系统电力开关被关断时处于致动状态的图2的子系统。图5示出了根据本技术的断路器箱或控制箱。图6示出了本文所述系统的操作方法。图7示出了根据本技术的第二实施方式的、当主系统电力开关被接通时处于未致动状态的用于自动遮蔽部件的子系统。图8示出了根据本技术的实施方式的、当主系统电力开关被关断时处于致动状态的图7的子系统。图9示出了根据本技术的第三实施方式的、处于未致动状态的、用于自动锁定电气系统且具有触发部件的子系统。图9A1示出了用于如图9所示的子系统的、处于未致动状态的第一示例性触发部件。图9A2示出了处于致动状态的图9A1的第一示例性触发部件。图9A3示出了处于致动状态的第二示例性触发部件。图9B1示出了用于如图9所示的子系统的、处于未致动状态的第二示例性触发部件。图9B2示出了处于致动状态的图9B1的第二示例性触发部件。图10示出了根据本技术的实施方式的、处于致动状态的图9的子系统。图1IA和图1lB示出了根据本技术另一实施方式的响应于预定激励而自动锁定系统的子系统。
具体实施例方式根据需要，本文公开了本发明的具体实施方式
。所公开的实施方式仅仅是能够以各种形式和另选形式以及其组合来具体实施的示例。如本文所使用的，例如“示例性”及类似术语广义地指代用作描述、范例、模型或样本(或样式)的实施方式。附图不必按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化，例如以便示出具体部件的细节。在一些情况下，公知的部件、系统、材料或方法未被详细地说明，以避免使得本发明晦涩。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为权利要求书的基础，并且作为用于教导本领域技术人员实施本发明的代表性基础。本发明的概述
本技术采用了可变形材料，例如智能材料，且更具体地，形状记忆合金(SMA)，所述可变形材料能够容易地在低温下变形，而在高于其转变温度时变形到强韧得多的状态(对于形状记忆合金而言，这体现为模量增加大约2.5倍)。在各个具体实施方式
中，本发明描述了利用可变形材料来致动安全锁和警报的系统和方法。本发明还描述了，例如在意外事故的情况下，利用智能材料从本地源(例如，电池)移除不想要的电荷的系统和方法。通常，诸如智能材料的可变形材料是具有能够由外部激励(例如，温度、电场、应力、磁场或pH水平)以受控的方式改变的一种或多种特性的材料。常见的智能材料包括压电材料、形状记忆合金、形状记忆聚合物、磁致伸缩材料、磁性形状记忆合金、PH敏感性聚合物、温度响应聚合物和铬材料。虽然为了方便起见在本文中大多数时候将可变形材料称为智能材料，但是术语“智能”的使用旨在不将该材料局限于一定类型的可变形材料，并且本文对智能材料的引用应当被认为包括更宽泛的含义，由此该材料能够是除了可能被认为仅仅是智能材料之外的那些可变形材料。本发明的大多数实施方式使用这样的智能材料，该智能材料构造成响应于电输入或热输入而改变形状。这类常见智能材料是形状记忆合金。形状记忆合金是记住了冷锻形状的金属合金。该形状也能够被称为初始、最初或永久状态。在由所施加的负载从该初始形状变形的情况下，该合金将会返回至该初始形状，即，响应于被暴露给热或电流的输入而展现形状记忆。形状记忆合金通常以包括下述的名称被公知:SMA ;智能金属；记忆金属；记忆合金；肌肉线；以及智能合金。在一些实施方式中,本技术包括将智能材料连接到具有不想要电荷的部件。示例性部件是具有不想要的残留电荷的电力箱线路，所述电荷例如来自在已经断开至该电力箱的电力之后留存在该箱的部件中的电。在另一示例中，存在用于该箱的至少一个次级源，例如与主电力线路(例如，主电力线路104)不同的小电力线路。在又另一示例中，不想要的电荷存在于系统中或其电气子系统中，例如机动车辆或其他车辆，该不想要的电荷来自于本地电源，例如，电池。该技术还包括与智能材料连接的一个或多个安全机构。该安全机构关于智能材料构造并设置成由该智能材料致动。响应于智能材料被连接到带电部件，电流进入该材料，从而导致该材料从其暂时变形状态改变至其初始的永久形状。通过改变其形状，该智能材料致动相关联的安全机构，例如将安全锁拉动到位，将盖板移动到位从而阻碍使用者接近带电部件，和/或保持闭合电路以耗用不想要的电荷。该系统还能够包括电气接地，该电气接地被连接到具有不想要电荷的部件。智能材料能够被连接在带电荷部件与接地(例如，通过诸如电阻、警报和感应线圈等的负载实现)之间，和/或将带电荷部件与接地之间的连接保持在一起。在一些实施方式中，该系统包括连接在带电部件和接地之间的电路中的一个或多个警报。示例性警报包括可视警报(例如灯)和声音警报(例如，警笛或喇叭)，并且还包括向监测系统提供报告的无源机构。在一些实施方式中，监测系统能够是任何中心计算机化的和/或人工的系统，用于跟踪相关事件并将相关事件通知给人员和/或其他系统。相关事件例如能够是，包括SMA的安全系统响应于诸如下述的激励而被接合:(i)来自不想要的电流的焦耳加热；(ii)不想要的大气或环境温度变化，例如来自着火或发动机舱室(例如，散热片)或来自低温环境(例如，盛装液氮的容器或空间)的热量；(iii)不想要的辐射。在一些实施方式中，监测系统包括远程处理中心，例如OnStar 系统(OnStar是General MotorsCorporation的子公司OnStar, LLC的注册商标)。本技术的益处包括通过下述中的一种或多种来保护人员免受电击:自动锁定封闭件；阻碍接近带电荷部件；提供有关不想要电荷的可视或声音通知；以及耗用电荷。其他益处包括利用不想要电力来提供这种保护，而不使用其他电力因而保存了其他电力。在每种情况下也不对相关复杂装置(例如，计算机处理单元)增加成本或其他负担。作为另一益处，本技术的一些实施方式的技术构造并设置成不仅自动执行其期望功能(例如，锁定、阻碍、耗用、警告)，而且还一直执行直到不再需要所述执行，也就是说直到不想要的电荷已经被移除或至少减少至足够程度。Ml
转到图2，图2示出了实施本技术的环境或系统200的示意性框图。如图2所示的部件都能够是单个设备(例如，电力箱或控制箱)的一部分。系统200包括至少一个系统部件202，该系统部件由从电力输入部104(例如，如图1所示的电力线路104)接收的电来供电。系统部件202能够包括宽范围的电气装置或部件中的任何电气装置或部件，例如保险丝、计算电路、电容器组(聚集在一起以构建更大充电量的成组的电容器)、电动马达驱动器、制动器、温度控制器、以及可编程逻辑控制器(PLC)
坐寸ο将输入部104和系统部件202相连的电线204能够选择性地断开/闭合。作为示例，在一个实施方式中，该连接能够借助致动器112 (例如，如图1所示的电力开关)来断开以及闭合。在致动器112处于如图2所示的接通位置时，被连接到致动器112或者是该致动器112的一部分的环节206将第一电气开关208保持在闭合位置，同样如图2所不。环节206包括一个或多个部件。第一电气开关208被连接在系统部件202和电力输入部104之间。在第一电气开关208如图2所示处于闭合的状况下，电流209从电力输入部104流向系统部件202。在一些实施方式中，电线204被认为是电气部件202的一部分。例如，在进行操作以限制接近电气部件的实施方式中，为了防止人员被电击(例如，见图4和图8)，所能够实施的保护是限制人员接近电气部件，一般来说，该电气部件能够包括电连接到电气部件202的导电部件，例如电线204、210 (例如，见图8)。所述电气部件202能够包括可能承载了不想要电荷的一个或多个导电部件。系统200还构造成使得:当电力开关处于接通位置时，第二电气开关210断开。第二电气开关208被连接在部件202与可变形材料212 (例如，智能材料)之间。用于该方面的示例性智能材料(B卩，形状记忆合金)在上文被描述。如图2和图3示意性地所示，环节206构造并设置成:(i)当电力开关112处于其接通位置(图2)时，实现所述第一电气开关208的闭合，并且同时实现所述第二电气开关210的断开；以及(ii)当电力开关112处于其断开位置(图3)时，实现所述第一电气开关208的断开，并且同时实现所述第二电气开关210的闭合。智能材料212被直接或间接地连接到安全机构，例如锁定部件214。在图2的示例中，智能材料212借助中间部件213被连接到锁定部件214。在该示例以及其他实施方式中，中间部件213操作以将智能材料的第一运动转换为锁定部件214的第二运动，如将在下面进一步描述的那样。在一些实施方式中，锁定部件214由偏置部件216 (例如，拉簧)朝向如图2所示的解锁位置偏置。偏置部件216能够另选地或另外地包括其他弹簧，例如，螺旋弹簧、或非
弹簧偏置装置。锁定部件214能够包括任何常见锁定部,例如闩锁或销,如图2作为示例所示出的那样。锁定部件214的锁定部能够连接到互补部218，例如具有用于接收闩锁或销的接受部220的板或其他紧固部件。互补部218是由智能材料212致动的安全机构的一部分，并且在一些实施方式中，互补部218被认为是锁定部件214的一部分。在一些实施方式中，智能材料212被认为是所谓的安全机构的一部分，该智能材料选择性地致动安全机构的其他部分；而在其他实施方式中，该智能材料能够被认为连接到安全机构的不同部分并且选择性地致动所述不同部分。图3
响应于致动器112被切换到如图3所示的断开位置，电力输入部104和部件202之间的连接被切断。具体地，如所示的那样，响应于该开关被切换到其断开位置，环节206进行以下操作:(a)将第一电气开关208移动到断开位置，从而断开/切断输入部104和部件202之间的连接；以及，(b)将第二电气开关210移动到连接位置，从而闭合所述部件和智能材料之间的连接。在第二电气开关210闭合的情况下，系统部件202中存在的任何不想要电荷作为电流219从系统部件202经过第二电气开关210流动到智能材料212，如图3所示。图4
响应于智能材料212被连接到带电系统部件202，电流219进入或至少部分地影响(例如，加热)材料212，从而使得该材料从如图2和图3示意性地示出的其变形形状返回至如图4示意性地示出的其初始的永久形状。该变形由用附图标记221标记的箭头示意性地示出。如图4所示，智能材料212在该智能材料212与中间部件213的交点处、该交点周围或该交点附近连接到第一结合部或部分222。在所述的示例中，该结合部包括旋转直线特征，从而允许智能材料和中间部件213相对于彼此成角度并且直线地移动。用图4中的附图标记223标记的箭头示出了由智能材料212变形在第一结合部或部分222处引起的示例性直线运动。中间部件213继而绕枢轴227旋转(在图4的示意图中，逆时针旋转)，从而引起第二结合部或部分224运动。与第一结合部类似，该示例的第二结合部也包括旋转直线特征(rotational-linear feature)。通过使得第一结合部222旋转并且移动到左侧(参见箭头223)，导致第二结合部224旋转并且移动到右侧，如用图4的附图标记225标记的箭头所示的那样。本文所提供的方向标识符(例如，左、右、上、下)是任意的，并且为了描述并理解本技术的概念而给出。在图4的示意图中，向右移动的第二结合部224使得锁定部件214也向右移动。充分向右移动的锁定部件214借助进入互补锁定部218 (例如，板)的接受部220从而接合该互补锁定部218。互补锁定部218通过与锁定部件214匹配(例如，接收)，从而在如图4示意性地示出的位置处被紧固到位。将智能材料212和锁定部件214相连的部件总体上能够被称为中间部。这些中间部至少包括中间部件213。第一结合部222能够是中间部的一部分，或者包括智能材料212的子系统的一部分。第二结合部225能够是中间部的一部分，或者包括锁定部件214的子系统的一部分。在一些实施方式中，不存在中间部。而是，智能材料212有效地直接连接到包括在图2-5的示例中的锁定部件214的安全机构，所述智能材料能够包括辅助连接特征，例如所述的第一结合部222，并且其中，锁定部件能够包括辅助连接特征，例如同样所述的第二结合部224。还将理解的是，所述的中间部仅仅是各种形式的中间部的示意性表示，而不仅仅是枢转装置。在构想到的实施方式中，例如中间部包括齿条和小齿轮装置。例如，小齿轮能够与智能材料由其变形引起的运动相关联地旋转，而齿条能够连接到小齿轮以及锁定部件214，使得齿条响应于小齿轮的旋转而直线地平移。在一些实施方式中，智能材料212被认为是耗电或放电子系统的一部分。该子系统的功能在于消耗或减少系统200中的不想要电荷，具体地，例如来自电气部件202的不想要电荷。在一些实施方式(未在图2中详细地示出)中，智能材料212不是耗电或放电子系统的一部分。如上所述，在一些实施方式中，系统200包括一个或多个警告或警报230、232。响应于智能材料212被致动和/或当智能材料212被致动时，警报230、232在电路中连接到电气部件202。例如，在图2-4的示例中，警报230、232被连接到电气开关210，使得当开关210从其断开位置(图2和图3)移向其闭合位置(图4)时，从电气部件202排放的电流219流向警报230、232。警报230、232能够相对于智能材料212定位在各个位置。例如，虽然警报230、232在图4中被示出定位在智能材料212和电气接地234之间，但是这些附图和说明也被认为是将警报230、232中的一个或多个设置成定位在智能材料212和电气开关210之间。虽然示出了两个警报，但是在一些实施方式中，警报230、232包括任何数量的不同或组合的警报装置。作为示例描述的警报装置包括可视警报230 (例如，灯)和声音警报232 (例如，喇叭或警笛)。在一些实施方式中，警报230、232能够被认为包括监测系统，或者包括至少到这种监测系统的连接，用于向这种监测系统提供信号(例如，电信号)、消息(例如，电子邮件、电话短消息)、声音和光等。在一些实施方式中，监测系统能够是任何中心计算机化和/或人工的系统，用于跟踪相关事件，并将相关事件通知给人员和/或其他系统。相关事件例如能够是，包括SMA的安全系统响应于诸如下述的激励而被接合:(i)来自不想要的电流的焦耳加热；(ii)不想要的大气或环境温度变化，例如来自着火或发动机舱室(例如，散热片)或来自低温环境(例如，盛装液氮的容器或空间)的热量；(iii)不想要的辐射。在一些实施方式中，监测系统包括远程处理中心，例如OnStar 系统(OnStar是General MotorsCorporation的子公司OnStar, LLC的注册商标)。在警报230、232存在并且定位成接收源自电气部件202的不想要电荷的电流219的实施方式中，这些警报被认为是上述耗电或放电子系统的一部分。因此，相关警报有助于消耗或减少系统200中的不想要电荷(具体地，例如在电气部件202处的不想要电荷)的功能。这些警报通过汲取一些电流用于其操作来实现所述功能。前述电气接地234在如所述地存在时，也被认为是上述耗电或放电子系统的一部分，有助于耗用或减少来自系统200 (例如，具体地来自电气部件202)的不想要电荷的功倉泛。系统200还能够包括一个或多个电阻236。电阻236能够相对于智能材料212定位在各个位置中。例如，虽然电阻如图4所示定位在智能材料212和电气接地234之间，但是这些附图和说明还都被认为提供了定位在智能材料212和电器开关210之间的一个或多个电阻236。在电阻236存在并定位成接收源自电气部件202的不想要电荷的电流219的实施方式中，电阻236被认为是上述耗电或放电子系统的一部分。因此，相关电阻236有助于耗用或减少系统200中的不想要电荷(具体地，例如在电气部件202处的不想要电荷)的功能。电阻236通过借助其阻抗特性汲取一些电流来实现该功能。虽然被示意性地示出在系统200内，但是将理解的是，电气接地234或其一部分能够位于系统200之外。关于所提供的系统描述和示出的每个部件也都存在相同的可能性。例如，如图2-4以及图6-9所示的系统200、800的部件中的任何一个或多个都能够完全或部分地位于该系统内，或者完全或部分地位于该系统之外并且连接到该系统。除了部分地或完全地位于系统200之外并连接至系统200的电气接地234的示例之外，电气部件202、警报230和232、电阻236以及安全机构的全部或一些(例如，互补锁定部218/220)中的任意项都能够部分地或完全地位于系统200之外并连接至系统200。在一些实施方式中，系统200构造并设置成使得:智能材料112由其形状恢复(形状记忆)引起的运动起作用以保持电气部件202与耗电或放电子系统之间的连接(例如，第二电气开关210)闭合。该功能能够在图9B2的示意性视图中看到。通过该布置，电气部件与耗电/放电子系统之间的连接的闭合被保持，只要存在流向智能材料212的不想要电荷从而使得该智能材料保持处于其未变形状态即可，例如，与伪塑性变形形状相比收缩。在这种实施方式中，当不想要电荷被移除或充分地减少时，智能材料212将由偏置元件(例如，图8所示的偏置元件216)拉伸，以返回至其实际安装的拉伸形状或至少显著地变成该实际安装的拉伸形状，由此智能材料212将完全停止或在一定程度上停止保持电气部件与耗电/放电子系统之间的连接闭合。将在下文更详细地描述如图9B2所示的部件的操作。
图5示出了采用电气箱(例如，控制箱或电力箱)形式的示例性系统200。互补锁定部218和接受部220被示出为连接到该系统的门106。在一个实施方式中，系统200包括具有开口 502的部分壳体或完整壳体，该开口 502将尺寸和形状设定成接收互补锁定部。如图2-5所示的系统200的部件和操作将关于图6在下文被进一步描述。图6
图6示出了本发明的技术的操作的示例性方法600。应当理解的是，方法600的步骤不必要以任何特定的顺序示出，并且一些或全部步骤以另选顺序的执行是可能的，并且已经被构想到。这些步骤以演示顺序呈现，以便于描述和说明。这些步骤能够被添加、省除和/或同时执行，而不偏离所附权利要求书的范围。还应当理解的是，所述方法600能够在任何时刻结束。方法600开始并且流程推进到块602，在块602处，至系统200的电力能够被接通，这例如通过将开关112转动至接通位置来实现，由此允许电力借助主电力输入部104(如图2-5所示的部件)流到系统200。在一个实施方式中，当门106关闭并且至系统200的电力被接通时，门106被锁定以防止被打开。在该情况下，例如门106能够由常规的锁108保持以免打开。并且在该情况下，常规的锁释放机构110被禁用，或者其通常的解锁效果以其他方式被阻碍。在块604处，至系统200的电力被切断，这例如通过将开关112转动到其断开位置来实现，由此停止电力从主电力输入部104流向系统200。在一些实施方式中，该切换动作还使得常规的锁(例如，锁108)脱开。如上所述并且如关于图2和图3所示的那样，电力断开功能将第一环节208与电气部件202断开并且将第二环节210连接到电气部件202。响应于电力被切断并且第二环节210被闭合，在块606，电连接到电线204的电气部件202中的任何不想要电荷作为所述电流219 (如图3和图4所示)经过电线204、经过第二环节210并且朝向智能材料212流动。如所提供的，不想要电荷能够基于各种原因中的一个或多个而存在。例如，残留电力由于未从系统200的一个或多个子单元中的每个(例如，电气部件202)放电而可能仍留在系统200中。在该情况下，接近箱的人员在认为由于箱被解锁因此自身是安全的的情况下可能不期望地暴露于该电荷。作为不想要电荷的另一示例性来源，一些系统(例如，电力箱或控制箱)例如除了如图1-5所示的主电力馈送部104之外还能够具有次级电力馈送部。不管系统中的不想要电荷的源是哪个(例如，电气部件202)，在不存在本技术的操作的情况下，系统200 (例如，电力箱)的部件甚至在主开关跳闸并且机械锁被释放之后仍可能保持带电。在该常规情况下，接近该箱的人员在认为由于箱被打开和/或开关被断开因而接近箱是安全的的情况下可能会不期望地暴露于该电荷。在块608，电流219 (图3和图4)到达智能材料212，并且智能材料212作出响应从而驱动以返回至其未变形状态。更具体地，例如，如上所述，响应于智能材料212被连接到带电部件202，电流219进入材料212或至少影响(例如，加热)该材料212，从而使得该材料从其如图2和图3示意性地示出的伪塑性变形形状返回至如图4示意性地示出的未变形的永久形状。该变形恢复由在图4中用附图标记221标记的箭头示意性地示出。在块610，智能材料212的变形恢复克服偏置元件以致动安全机构，例如，如上所述的锁定特征214、218、220。具体地例如，系统20能够包括一个或多个中间部，例如，枢转装置或齿条和小齿轮装置。虽然由如图2-5所示的智能材料212的变形恢复致动的安全机构包括锁定特征214、218、220，但是由如图7和图8所示的实施方式中的这种变形恢复致动的安全机构包括盖或其他阻挡部件，如关于附图在下文更详细地描述的那样。在图9-10的实施方式中，安全机构包括将电气部件202和包括智能材料212的耗电/放电子系统之间的连接保持闭合，所述闭合使得来自不想要电荷的电流能够在部件202与该子系统之间流动，直到不想要电荷被移除或减少到足够程度，如关于这些附图在下文更详细地描述的那样。在块612，来自不想要电荷的电流219到达如上所述的警报230、232。这些警报进行操作，以按照一种或多种方式(例如，可视或声音警报)来警告人员，在系统200中仍存在不想要的电流。在块614，来自不想要电荷的电流219到达其他部件，例如一个或多个电阻236和电气接地234。如上文提供的，本文所述的各个部件能够具有各种功能。例如，智能材料212能够操作以致动一个或多个安全机构(例如，使得锁、盖和/或电气连接件(以促进电荷耗用)移动并保持到位)，以及耗掉不想要的电荷和电流。被描述为耗掉不想要的电荷和电流的其他特征(即，耗电或放电子系统的部件)包括警报、电阻和电气接地。
在可选块616，全部或足够量的电荷从系统200 (例如，电气部件202)被耗用。步骤616在此被称为是可选的，这是因为在一些情形中，不想要电荷的量如此小以致不易于被耗用。例如，在箱由次级源(例如，单独的A/C线路，例如120伏线路)供电并且次级源被错接的示例中，次级源的电荷不太可能由本技术的智能材料212和其他部件完全耗用，或至少不会长久被耗用。对于实现动作616的情况，先前流向智能材料212的电流219消失或减少到这种程度，以致智能材料212在偏置元件216的作用下朝向其实际安装的变形形状(如图2和3所示的变形形状)往回 改变。作为响应，安全机构被释放(例如，使得锁、盖和/或电气连接件(以促进电荷耗用)移动并保持到位)。在一些实施方式中，由偏置特征216 (例如，如上所述的拉伸弹簧)提供的返回偏置有利于这种释放或返回。作为使得电流在块616处停止或变得足够低的另一结果，任何先前致动的警报会停止提供其警告通知。在构想到的实施方式中，方法600还包括动作618:分析、诊断并且可能执行对系统的维护。该维护能够包括例如重置或替换本文所述的安全技术的特征。分析和诊断功能能够包括:确定不想要电荷是由与次级输入电力线路105相关联的错误接线引起的。后续维护能够包括校正该错误接线。该过程600能够在620结束或者借助由图6中的环节B表示的返回线进行重复。图7和图8
图7和图8示出了根据本技术的另一实施方式的示例性系统700。该实施方式包括如上所述的阻挡盖。图7和图8的实施方式在许多方面与图2-5的实施方式相同或类似。相同的特征在附图中用相同的附图标记来表示。为了简洁起见，相同的特征和功能在此将不再被描述，并且关于相同特征和功能的上述讨论应当被认为结合到了关于图7和图8的实施方式的该部分中。这些实施方式之间的主要差别在于，替代示出锁定特征(例如，图2-5的特征214、218、220)，图7和图8示出了阻挡特征或盖特征702。虽然该特征在本文为了简化被称为盖702，但是该特征的形式不局限于可能通常认作是盖的形式。特征702还能够例如被称为阻挡或覆盖构件702、或阻挡或覆盖特征、部件、部分702等。盖特征702，或简单地盖702，能够包括一个或多个部件。在图7中，示出了单个主要部件，即盖或盖板704。连接到盖板704的元件也能够被认作是盖702的一部分，例如下文描述的连接点706。如上所述，盖特征702的主要目的在于能够选择性地从系统700中的如下位置移动以及至少移至系统700中的如下位置，在系统700中的该位置处，盖特征将阻碍使用者接近到电气部件。盖704能够具有各种各样的形状和尺寸中的任何形状和尺寸，而不脱离本技术的范围。例如，在一些实施方式中，盖704是平面状的，或至少包括平面状元件。盖704在图7和图8中以矩形形状示出，但是这些附图是示意性的，盖不局限于矩形形状。在一个实施方式中，盖成形(例如，定制成形)为具有与电气元件相对应的形状，目的在于当盖移动到其阻挡位置时进行阻挡。在图7和图8的实施方式中，智能材料212(其能够与关于图2_5描述的智能材料相同或相似)被连接到盖特征702。智能材料212在一个或多个连接点706处被连接到盖702。借助连接点706，智能材料212的某种运动转换为盖702的某种相对应的运动。在该实施方式中，智能材料212能够按照与上述图2-5所述的实施方式中其被致动的方式相同的方式被致动。一旦被致动，智能材料就诸如借助收缩改变其形状，即，从由偏置元件216施加的其伪塑性变形恢复。通过该形状变化，连接点706移动，由此使得盖702移动。在图7和图8的示意性示例中，智能材料212从其如图7的形状改变为其如图8所示的形状，从而使得连接点706和联接的盖702从它们图7中的相应位置移动到它们图8的相应位置。智能材料212的示例性形状变化在图8中用以附图标记708标记的箭头来表示。盖702的运动在图8中用以附图标记710标记的箭头表不。系统700 (其包括智能材料212、盖702和相关部件)构造并设置成使得:盖702在移动到在图8中示意性地示出的其阻挡位置或阻挡状态之后，阻碍或覆盖至系统700的处于带电或可能带电的并且可能由人员以其他方式接近的电气部件的通路。被阻挡的电气部件能够是电气部件202自身或者连接到其上的导线和/或其他电气结构。仅以描述和示例的方式，盖702在图8中被示出为覆盖来自电气部件202的电线和连接器中的某一些。系统200能够仅容易地设置成使得:当系统700处于阻挡状态时，全部的这种电线和连接器、电气部件和/或其他带电或可能带电元件都由特征702阻挡。如关于图2-5在上文描述的,根据本技术的系统能够包括不止一个安全机构。例如，智能材料212能够构造并且连接在系统中，并且操作以将安全锁拉入接合位置中，将盖板704移入到其阻挡使用者接近带电部件的位置中，和/或保持耗用不想要电荷的电路闭合，后者(保持闭合)的功能在图9B2中被大体上示出并且将在下文关于该图进一步说明。图7和图8的系统70的操作与关于图2-5，尤其关于图6，描述的系统200的操作类似。主要区别在于，在图7和图8的系统700中关注的安全机构是盖702，而在图2-5以及图6的系统200中关注的安全机构是锁定特征。如在图6的方法600的描述中提供的那样，方法600中所述的安全机构能够是盖702以及锁定机构、或者取代该锁定机构的盖702。
图9示出了根据本技术的另一实施方式的系统900。系统900包括触发部件902，该触发部件构造并设置成选择性地使得电气环节904闭合。电气环节904被连接到电源906。系统900还能够包括一个或多个电气接地908、234。在一些具体实施方式
中，电源是本地电源，例如电池。在一些具体实施方式
中，系统900是车辆，例如机动车辆。系统900的目标在于:在选定时刻耗用或释放电源906的足够电荷。在电源906是机动车辆的电池的情形中，系统900在意外事故的情况下可能是有用的。在该情况下，车辆会理论上进行改变，使得电池906中的电荷能够不期望地流向车辆的可能由乘员或应急救援人员接触的部件。借助本技术，触发部件902会触发电气环节904的闭合，从而开始耗电或放电过程，以耗用或释放来自电池的电荷，或优选地此时存在电荷的任何其他元件的电荷。图9A1和图9B1示出了触发部件902的两个另选实施方式。图 9A1 在图9A1中，触发部件902 (图9)包括传感器装置902A，该传感器装置构造成对某种运动或动作做出反应。在一个具体实施方式
中，传感器装置902A是球-管传感器装置，或其他类型的碰撞或剧烈运动传感器。在该实施方式中，诸如球的激活元件902A-1构造并设置成响应于足够的力910 (例如，由车辆的意外事故引起，例如撞击事件引起)而穿过保持特征902A-2，所述保持特征例如是薄膜、可释放托架、指形物，等等。图9A2
图9A2示出了在所示的触发部件(例如,传感器装置)902A例如由力910激活之后图9A1的特征。如所示的，激活元件902A-1通过力910从而使得克服了保持特征902A-2的保持效应，并且继而接触并且闭合电气环节904。图9A3
图9A3示出了这样的实施方式，在该实施方式中，球902A-2包括导电材料，并且该系统设置成使得该球在掉落到位时完成在该附图中示出的电路，从而允许电流从由图9A3的虚线部分示出且更明确地在图9和图10中部分地示出的电源906流动。在一个实施方式中，该球包括钢或其他导电金属或导电材料。如在全部所述实施方式中的那样，电阻236能够是限流器，其构造成通过限制能够经过包括SMA的分支电路的电流的量进行控制，由此避免SMA暴露于过高的电流。通过完成如图9A3所示的电路，该电路包括电源906、球902A-1以及SMA 212, SMA212接收来自电源906的电流。借助该电流，SMA 212借助焦耳加热而受热，由此使得SMA212收缩到其初始构造。电源906能够借助该电路被耗用。在图9A3中还能够看到，该系统能够构造并设置成还从电源906流动、但直接流向SMA 212并且不经过球902A-1的第二电路。在该实施方式中，该系统稳健地构造并设置，其中电流具有两条可选行进路线，例如，在一条路线断开的情况下，电源906中的电荷仍能够借助另一路线通过SMA 212耗用。在一个构想到的实施方式中，该系统设置成使得球不会将闭合部904物理地移动到其闭合位置(例如，在附图中用附图标记915表示的区域处；而是该系统设置成使得在该球与闭合部904之间具有空间)。而是，该球借助接触接触件911和913而形成允许电流流向SMA 212的第一电路，并且SMA作出响应而收缩，由此闭合该闭合部904。图9B1
在图9B1中，触发部件902 (图9)包括继电器装置902B或公共信号源，其构造成通过使得电气环节904闭合从而对输入信号作出反应。该继电器装置包括具有继电器装置902B的触发部件。图9B2
图9B2示出了在触发部件902B例如由电信号或电子消息912激活之后的图9B1的特征。如所示的，激活元件902B响应于信号或消息912来实现电气环节904的闭合。在一个实施方式中，通过使得电流例如借助继电器装置902B或其他信号源、以及继电器装置902B与智能材料212之间示出的线路而流向该智能材料212，继电器装置902B实现上述闭合。在一个构想到的实施方式中，通过使得接头914 (例如，铰链)移动以闭合环节904，继电器装置902B引起了该闭合。在另一构想到的实施方式中，继电器装置通过使得环节904的连接端916移动(例如,通过拉动或推动)来实现该闭合。在一些实施方式中，继电器装置启动电源或电荷源与暴露于电流的致动器(SMA)之间的连接，如所述地操作以保持该连接闭合，直到电力被耗用至超过能够提供将SMA保持在其致动状态的足够电流的点为止。图 10
图10示出了不管什么类型(例如，902A或902B)的触发部件902起作用以闭合电气环节904之后的系统900。当电气环节904被闭合时，电流920能够从电源906和/或连接到环节904的任何其他带电元件经过环节904并流动到智能材料212。响应于暴露给电流920，智能材料212如上所述改变形状。例如，智能材料212收缩。通过改变至未变形形状，智能材料212拉动连接到其上的接触件922以及电气环节904，由此，保持电气环节904朝向其已经存在的闭合位置。在这些方法中，一旦系统被触发，包括闭合电气环节904，那么环节904将借助包括智能材料212的本技术的操作而保持闭合，直到(如果有的话)全部或足够量的电荷从连接到环节904的电源和/或任何其他带电元件被耗用。借助这些操作，接触系统700的部件(例如，刚刚撞车的机动车辆的部件)的人员不太可能被理论上可能来自于电源906的电荷击中，或者该人员确实被电击的话，也会更小程度地被电击，并且与在直到此时都尚未发生所出现的耗尽情况相比可能遭受更少的电荷。 警报230、232、电阻236以及电气接地234能够以关于其他实施方式在上文描述的方式大致相同的方式操作。在一个实施方式中，系统900包括例如在图2-4以及图1lA和IlB中明确地示出的偏置部件那样的偏置部件，所述偏置部件构造并设置成:在该系统中将闭合部904偏置至断开位置(例如，如图9所示的位置)。如在这些其他附图中所示的并且关于本发明的各个实施方式描述的那样，偏置部件能够包括弹簧，例如压缩弹簧或拉簧。在图10的实施方式中，当经过SMA 212的电流充分地降低时(例如根据需要，电源906被充分地耗用)，SMA 212将冷却，从而致使SMA以较低的弹性模量变弱，由此允许偏置元件克服SMA的力，并且偏置元件由此拉动该连接904使其断开。图 UA
图1IA示出了用于致动安全机构1102的系统1100。系统1100能够用于保护人员免受包括热、冷、或辐射的各种状况中的任何一种或多种。例如，该系统能够结合例如蒸汽管道、炉或房间或能够将人员与不想要的热量隔离的其他结构的诸如门之类的开口使用，或者可以包括这种开口。关于冷，该系统能够能够结合例如低温室或空间或者能够将人员与不想要的低温隔离的其他结构的诸如门之类的开口使用，或者可以包括这种开口。关于辐射，该系统能够结合例如辐射容器、空间或能够使得人员免受不想要地暴露到辐射的其他结构的诸如门之类的开口使用，或者可以包括这种开口。作为具体示例，关于免受机动车辆或其他车辆中的不想要热量的方面，当其中的热量和压力是危险的(即，处在高于人员应当直接暴露于其的水平之上)时，系统1100能够用于借助散热器罩来保护人员以防其接近散热器。例如，如图1lA所示并且在下文描述的基座部或表面1116能够是散热器罩，或 者能够连接到散热器罩。这些附图被认为相似地示出了用于锁定例如房间的门、蒸汽管道的门等部件的系统1100。系统1100包括可变形材料1104，例如智能材料，所述智能材料在一个实施方式中是形状记忆合金(SMA)，例如本文上述的那些。在一些实施方式中，安全机构1102被认为是系统1100的一部分，在其他实施方式中，该安全机构简单地与系统1100相互作用。
可变形材料1104能够以各种方式中的任何方式来定尺寸、定形状以及设置，从而足以在该材料从第一形式变化至第二形式(例如，收缩)时致动该安全机构。在图1lA中明确地描述的实施方式中，材料1104 (例如，SMA)是细长形状的。此外，在该实施方式中，能够具有导线或线缆几何形状的材料1104在诸如图11A/B所示的示例点1106的两个连接点之间延伸。在材料1104的中间部分处，该材料1104接合安全机构1102的接触点1108。图1lA还被认为是结合了其他附图(例如，图2-4以及图7_10)及其相应说明示出了具有细长形状的可变形材料1104，但是不是如图1lA明确地示出的布置，在该实施方式中，可变形材料1104直接拉动部件(例如，图2的部件213、图7的部件216或图9的部件904)，以致动安全机构1102。这种部件能够被认为是安全机构的一部分或者连接到该安全机构1102。虽然在如图11所示的实施方式中，安全机构1102包括锁定部件1110，但是该附图结合其他附图(例如，图7和图8)以及本文的说明被认为还广义地示出了这样的实施方式，在该实施方式中，安全机构1102是盖或遮蔽件(类似于图7和8的遮蔽件702)。锁定部件1110被连接到偏置部件1112，该偏置部件在该系统中构造并设置成将安全机构1102偏置至未接合位置(如图1lA示意性地示出的那样)。在图1lA的示例中，锁定部件1110的这种偏置朝向左侧，如箭头1113所示的那样。在图1lA的示例中，偏置部件1112是压缩弹簧。该示例的弹簧在第一端处连接成或至少定位成选择性地接合锁定部件1110的凸缘1114或其他偏置接触部。该示例的弹簧在第二端处连接成或至少定位成选择性地接合诸如基座部或表面1116之类的部件。如所示的，表面1116能够是互补锁定部的一部分，在一些实施方式中，所述互补锁定部类似于如图2所示的互补部218。在一个实施方式中，偏置部件是直接或间接连接到锁定部件1110的拉簧，例如如在图2的实施方式中示出的弹簧216。锁定部件1110包括接合部1120，该接合部定位并设置成被插入到接收部1122(例如类似于图2的接受部220)中或以其他方式接合该接收部1122。在基座部1116和接收部1122是诸如机动车辆散热器罩之类的旋转装置的一部分或者连接到该旋转装置的情况下，接合部1120能够被称为止动部，其目的在于保持基座部1116以防止其运动(例如，旋转以移除该罩)。在一个实施方式中，可变形材料1104是SMA智能材料，所述SMA智能材料在SMA具有相对低模量的低温下设置成如图1lA所示的暂时形状。更具体地，在低温下，SMA 1104能够由偏置元件1112 (或用手)来伪塑性变形，由此将安全机构1102移向如图1lA所示的脱离位置。这些相同的概念能够用于有关图2-4和图7-10的实施方式中的可变形材料以及其构造和布置。图1lB
图1IB示出了图1lA的系统1100，其中安全机构1102移动至其接合状态。通过使得可变形材料1104 (例如，SMA)被激活，系统1100移动到该接合状态。SMA 1104在暴露于足够的激励时通过收缩来激活。在如图1IB明确地示出的实施方式中能够看到，由于连接点1106被固定，因此SMA1104收缩会产生对安全机构1102的接触点1108的致动力1124 (即，朝向图1lB的示意图中的右侧)。该力1124使得安全机构1102也移动，即朝向图1lB的示意图中的右侧，如运动箭头1125所示的那样。SMA 1104和偏置部件1112被选择，并且包括它们的相关部件构造并设置成使得:当SMA 1104暴露于足够的激励时，由该SMA 1104产生的力1124足以克服偏置元件1112的偏置(B卩，朝向图1lA和IlB的示意图中的左侧(例如，见图1lA的箭头1113))。当安全机构1102朝向图1lB的右侧移动时，其接合部1120 (例如，止动部)移动到接合部1122 (例如，机动车辆散热器罩或其他基座部1116的接收部)内的接合位置。例如通过使用与如图2-4所示的SMA布置类似的SMA布置，当前这些实施例的关于SMA激活和该激活结果的概念能够类似地应用于不同的构造和布置中。因此，例如，类似于如图2-4所示的布置能够构造并设置成:由除了来自电流的焦耳加热以外的足够激励来致动，例如通过足够热量、通过足够缺少热量(例如，冷)、通过足够辐射、或通过本文所述的其他激励来致动。关于锁定而描述的这些概念能够同时或替代地等同应用到所述的遮蔽用途(例如，关于图7的遮蔽件702所述的那样)。在该情况下，遮蔽件能够是绝热遮蔽件，例如任何所需尺寸和形状的耐热、耐火和/或耐火焰的遮蔽件。当激励被移除或者减弱至足够小的程度或量(例如，将机动车辆的散热器的温度(SMA 1104被暴露于的温度)充分地冷却)时，SMA冷却，并且由此再次采用其低温的可变形状态，由此偏置机构1112将再次能够将安全机构1102推出其接合，即朝向如图1lA所示的状态。由此，在相关温度处于安全范围内的情况下，与基座部1116 (例如，散热器罩)相关联的开口能够由人员安全地移除或打开。本领域技术人员将理解的是，相同的概念也能够应用到系统1100设置成保护人员免受寒冷(例如，低温环境)的情形。作为第一主要示例，系统1100能够构造并设置(例如，SMA 1104和偏置元件1112选择/特征、定位等)，使得接合部1120在SMA暴露于低于选定温度的温度时被接合。该实施方式能够操作以保护人员免受极低的温度，例如在具有液氮或其他极冷试剂的容器或空间中。在一个实施方式中，系统1100设置成使得机构1102响应于SMA 1104所暴露的足够高的温度(即，不太冷)而脱开。对于该情况，偏置元件1112能够构造并设置成将安全机构1102朝向接合或断开状态偏置。作为第二主要示例，系统1100能够构造并设置(例如，SMA 1104和偏置元件1112的选择/特征和定位等)，使得当SMA暴露于高于或低于选择辐射值的辐射时接合部1120被接合。该实施方式能够操作以保护人员免受高辐射水平，例如在容器内或者在房间内或房间外的辐射水平。对于该实施方式，SMA 1104能够至少部分地覆盖有第二材料的涂层(例如，套、片和条带等)，所述涂层构造成响应于一定水平的辐射而加热或冷却。对于该情况，附图被认为通过围绕SMA 1104的线(或者，例如用于其他附图的项目212的线)示出了这种局部或完全覆盖。在操作中，例如当所覆盖的SMA 1104暴露于高辐射时，该覆盖加热导致SMA收缩，由此使得锁定部或遮蔽部移入到位。在该情况下，遮蔽部能够是任何所需尺寸和形状的辐射遮蔽件。在一些实施方式中，系统1100 (或较早实施方式中的任何系统，例如200、700)包括手动释放机构，该手动释放机构用附图标记1126在图1lB中被示意性地示出，并且被认为与关于其他所示和描述的系统200、700类似地示出。释放机构1126能够构造成由例如专用钥匙或工具来致动，或甚至由诸如螺丝刀的平坦工具或由人员(例如，应急响应人(例如，救火队员))使用的其他长器械来致动。在一个实施方式中，手动释放机构1126用手来激活。如从图1lB的示意图中看到的，手动释放机构1126的操作将安全机构1102移出如图1lB所示的接合位置，并且朝向如图1lA所示的未接合位置移动。结论
如所提供的，本技术的益处包括以各种方式中的一种或多种保护人员免受电击。其他益处包括提供如下这些保护:(I)使用不想要的电力，且因此不使用其他电力，并且因此保存其他电力；以及，(2)没有与诸如计算处理单元之类的复杂装置相关的成本或其他挑战(例如，维护)。另一益处是该系统构造并设置成:执行其期望功能，不仅自动执行，而且一直执行，直到不再需要执行时为止，也就是说，直到不想要的电荷被移除或至少减少到足够程度。在该情况下，偏置元件使得致动器被重设(例如，拉伸到其暂时状态)。本文公开了本发明的各个实施方式。所公开的实施方式仅仅是能够以各种形式和另选形式以及其组合来实施的示例。本技术的一些实施方式能够被称为无源致动系统，其构造并设置成无源地致动一个或多个安全机构，例如锁定机构、阻挡机构和保持电连接闭合由此促进不想要的电荷被耗用的机构。这种系统的无源方面涉及这样的能力，所述能力即:该系统自动致动安全机构，而不由来自复杂计算或控制装置系统的电流和/或信号触发或控制。相反，该激活仅由环境或情景状况、或者由不想要的辐射、或从次级(例如，控制)信号至部件(例如，电力箱)的电流触发，所述环境或情景状况例如是不想要的温度(不想要的大气温度)、来自部件(例如，电力箱)中的残留电荷的不想要电流。在后者的示例中，电流并不形成并传送到本安全系统以用于操作该安全系统，而是该电流被提供至与该安全系统不同的装置(例如，至诸如电力箱的装置，更具体地，可能与该装置的驱动方面相比的该装置的控制方面)。在这些方面，该系统能够被称为是无源的。法律上不需要描述并教导本权利要求书的每个可能实施方式，且因此描述并教导本权利要求书的每个可能实施方式在经济上是过高的。因此，上述实施方式仅仅是所阐述的实施方式的示例性描述，以便清楚地理解本发明的原理。能够作出上述实施方式的变形、修改和组合，而不偏离权利要求书的范围。全部这些变化、修改和组合在本文被包括在本发明和下述权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击的系统，所述系统包括:所述可变形材料，所述可变形材料: 能够电连接到具有不想要电荷的电气部件； 基于由所述电气部件处的电荷产生的电输入，能够在变形形状和未变形形状之间变化；以及 被机械地连接到所述安全机构，使得所述可变形材料的变化导致所述安全机构的运动； 其中，所述可变形材料在所述系统中构造并设置成:响应于被暴露给所述电输入而变化至其未变形形状，并且由此致动所述安全机构。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述安全机构包括可动锁定部件。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括锁定部件，其中，所述锁定部件在所述系统中构造并设置成使得:所述锁定部件在由所述可变形材料致动时移动，以锁定与所述电气部件相关联的接近特征，以限制对所述电气部件的物理接近。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述安全机构包括可动阻挡元件。
5.根据权利要求4所述的系统，还包括阻挡元件，其中所述阻挡元件在所述系统中构造并设置成使得:所述阻挡元件在由所述可变形材料致动时移动到阻挡位置，以限制对所述电气部件的物理接近。
6.根据权利要求1所 述的系统，其中，所述安全机构包括定位在所述可变形材料和所述电气部件之间的可开/闭电气开关。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括: 耗电子系统，所述耗电子系统在所述系统中构造并设置成减少所述电气部件中的不想要电荷；以及 所述电气开关，其中，所述电气开关在所述系统中构造并设置成使得:所述电气开关在由所述可变形材料致动时停留在闭合位置，由此保持所述电气部件与所述耗电子系统之间的电连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述可变形材料是所述耗电子系统的一部分。
9.一种方法，用于使用可变形材料来操作系统以便选择性地致动安全机构从而防止电击，所述方法包括: 闭合电气开关，所述电气开关定位在所述可变形材料与具有不想要电荷的电气部件之间，由此允许由所述电荷引起的电流从所述电气部件流到所述可变形材料； 响应于所述电气开关闭合，从而在所述可变形材料处接收所述电流； 所述可变形材料响应于接收到所述电流而从所述材料的变形形状改变至所述材料的未变形形状；以及 所述可变形材料通过改变至其未变形形状来实现对所述安全机构的致动。
10.一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止暴露于不想要激励的系统，所述系统包括: 偏置元件； 所述安全机构，所述安全机构构造成:通过操作所述可变形材料至接合位置和未接合位置中的一个，从而克服所述偏置元件的力被选择性地移动；以及所述可变形材料，所述可变形材料在所述系统中构造并设置成使得:在所述系统的操作中，当所述可变形材料暴露于所述激励时，所述可变形材料从第一形式变化至第二形式，由此使得 所述安全机构运动。
全文摘要
本发明涉及使用智能材料对安全机构的激活。具体地，提供了一种使用可变形材料来选择性地致动安全机构以防止电击的系统。所述系统包括可变形材料，所述可变形材料(1)能够电连接到具有不想要电荷的电气部件；以及，(2)基于由所述电气部件处的电荷产生的电输入，能够在变形形状和未变形形状之间变化。所述可变形材料还(3)被机械地连接到所述安全机构，使得所述可变形材料的变化导致所述安全机构的运动。所述可变形材料还(4)在所述系统中构造并设置成，响应于被暴露给所述电输入而变化至其未变形形状，并且由此致动所述安全机构。
文档编号H02B1/46GK103178456SQ20121056491
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月24日 优先权日2011年12月22日
发明者N.W.平托四世, A.L.布朗, N.L.约翰森 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司