專利名稱：一種形狀記憶合金管式彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于彈簧及連接件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種形狀記憶合金管式彈簧。
背景技術(shù)：
形狀記憶合金具有優(yōu)異的形狀記憶性能，良好的機(jī)械性能和生物相容性等，在醫(yī) 學(xué)、電子、自動化、航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。形狀記憶效應(yīng)是指材料在馬氏體狀 態(tài)受外力發(fā)生形變后，加熱使溫度升高至母相狀態(tài)時，材料的形狀恢復(fù)到形變前形狀的現(xiàn)象。形狀記憶合金管式彈簧比普通形狀記憶合金彈簧能更方便的制成各種形狀記憶 合金驅(qū)動器件，其可利用形狀記憶合金前后端的管形區(qū)方便快捷的與形狀記憶合金驅(qū)動器 件的輸出端外接工件裝配連接，再利用形狀記憶合金管式彈簧的彈簧區(qū)的記憶效應(yīng)實(shí)現(xiàn)形 狀記憶合金驅(qū)動器件驅(qū)動力和位移的輸出。形狀記憶合金彈簧在形狀記憶合金驅(qū)動器件中應(yīng)用較為廣泛，形狀記憶合金彈簧 具有輸出位移大的特點(diǎn)，通常輸出位移達(dá)到形狀記憶合金彈簧長度的30 50%，而采用形 狀記憶合金絲材時通常小于8%。目前最為常用的是采用形狀記憶合金彈簧和普通偏置彈 簧配合使用設(shè)計形狀記憶合金驅(qū)動器件，在此舉例簡單說明工作原理形狀記憶合金驅(qū)動 器件工作時，加熱形狀記憶合金彈簧，形狀記憶合金彈簧發(fā)生馬氏體逆相變，形狀記憶合金 彈簧長度收縮而偏置彈簧受拉力伸長，兩者達(dá)到平衡。冷卻形狀記憶合金彈簧時，形狀記憶 合金彈簧發(fā)生馬氏體相變，形狀記憶合金彈簧長度伸長而偏置彈簧受壓力而縮短，兩者達(dá) 到平衡。在設(shè)計體積較小的形狀記憶合金驅(qū)動器件時，形狀記憶合金彈簧和偏置彈簧都較 小，兩者的連接困難，此外，形狀記憶合金彈簧和偏置彈簧端部與輸出端外接工件連接裝 配難度大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種用于與形狀記憶合金驅(qū)動器件的輸出端外接工 件能方便快捷裝配連接的形狀記憶合金管式彈簧。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到的該形狀記憶合金管式彈簧采用形狀記憶合金管材加工而成，結(jié)構(gòu)分為中部的彈簧 區(qū)，以及兩端的管形區(qū)。所述管形區(qū)上設(shè)置內(nèi)螺紋或外螺紋，從而實(shí)現(xiàn)與輸出端外接工件的方便快捷的裝 配連接。所述管形區(qū)的管壁上加工通孔或螺紋孔，實(shí)現(xiàn)與輸出端外接工件的螺釘或銷子的 緊固連接。采用形狀記憶合金管式彈簧設(shè)計形狀記憶合金驅(qū)動器件，將形狀記憶合金管式彈 簧在馬氏體相變溫度下拉伸變形，加熱至奧氏體相變溫度回復(fù)，形狀記憶合金管式彈簧長 度收縮，同時輸出驅(qū)動力。將形狀記憶合金管式彈簧冷卻至馬氏體相變溫度時，形狀記憶合金管式彈簧長度伸長，同時輸出驅(qū)動力。利用溫度變化過程中形狀記憶合金管式彈簧長度 變化和輸出驅(qū)動力來實(shí)現(xiàn)形狀記憶合金驅(qū)動器件的驅(qū)動功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該形狀記憶合金管式彈簧具有結(jié)構(gòu)簡單、受力平衡好、與形狀記憶合金驅(qū)動器件 的輸出端外接工件連接方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是利用了形狀記憶合金管式 彈簧前后端的管形區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可廣泛用于設(shè)計小體積、高可靠的形狀記憶合金驅(qū)動器件。

圖1為本實(shí)用新型的一種形狀記憶合金管式彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為利用本實(shí)用新型設(shè)計的一種形狀記憶合金驅(qū)動器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號1-管形區(qū)；2-彈簧區(qū)；3-偏置彈簧；4-螺釘；5-外接工件；6_固定端。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種形狀記憶合金管式彈簧，下面通過附圖和具體實(shí)施方式
對 本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1所示，該形狀記憶合金管式彈簧采用形狀記憶合金管材加工而成，結(jié)構(gòu)分 為中部的彈簧區(qū)2，以及兩端的管形區(qū)1。如圖2所示，利用形狀記憶合金管式彈簧設(shè)計的一種形狀記憶合金驅(qū)動器件的結(jié) 構(gòu)與工作原理如下(1)根據(jù)形狀記憶合金驅(qū)動器件的實(shí)際驅(qū)動位移和力的技術(shù)要求設(shè)計管式彈簧的 參數(shù)管材外徑、內(nèi)徑、彈簧螺距、圈數(shù)、彈簧截面大小。(2)采用機(jī)械加工、電加工或者激光加工等加工手段加工如圖1所示的形狀記憶 合金管式彈簧，管形區(qū)1的內(nèi)壁加工螺紋孔。(3)根據(jù)形狀記憶合金驅(qū)動器件的實(shí)際驅(qū)動位移和力的技術(shù)要求設(shè)計偏置彈簧3 的參數(shù)包括內(nèi)徑、絲徑、長度、螺距、圈數(shù)。(4)形狀記憶合金驅(qū)動器件的裝配①將螺釘4通過下端的管形區(qū)1的螺孔與固 定端6緊固連接；②將偏置彈簧3放置在形狀記憶合金管式彈簧內(nèi)部；③將螺釘4通過上端 的管形區(qū)1的螺孔與形狀記憶合金驅(qū)動器件輸出端外接工件5緊固連接。(5)加熱形狀記憶合金管式彈簧，發(fā)生馬氏體逆相變，形狀記憶合金管式彈簧長 度收縮，偏置彈簧3受到壓力而長度收縮，兩者受力達(dá)到平衡，在加熱過程中形狀記憶合金 驅(qū)動器件輸出位移和力。冷卻形狀記憶合金管式彈簧，發(fā)生馬氏體相變，形狀記憶合金管式 彈簧長度伸長，偏置彈簧3受到拉力而長度伸長，兩者受力達(dá)到平衡，在冷卻過程中形狀記 憶合金驅(qū)動器件輸出位移和力。
權(quán)利要求1.一種形狀記憶合金管式彈簧，其特征在于所述形狀記憶合金管式彈簧結(jié)構(gòu)分為中 部的彈簧區(qū)，以及兩端的管形區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金管式彈簧，其特征在于所述管形區(qū)上設(shè) 置內(nèi)螺紋或外螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金管式彈簧，其特征在于所述管形區(qū)的管 壁上加工通孔或螺紋孔。
專利摘要本實(shí)用新型屬于彈簧及連接件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種形狀記憶合金管式彈簧。該形狀記憶合金管式彈簧結(jié)構(gòu)分為兩端的管形區(qū)和中間的彈簧區(qū)；管形區(qū)可以加工內(nèi)螺紋、外螺紋，從而實(shí)現(xiàn)與輸出端外接工件的方便快捷的裝配連接，或者在管形區(qū)管壁上加工通孔或螺紋孔，實(shí)現(xiàn)與輸出端外接工件的螺釘或銷子的緊固連接。利用本實(shí)用新型制成的記憶合金驅(qū)動器件在溫度變化過程中發(fā)生馬氏體相變及逆相變，形狀記憶合金管式彈簧形狀變化使得記憶合金驅(qū)動器件輸出驅(qū)動力和位移而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、受力平衡好、與形狀記憶合金驅(qū)動器件的輸出端外接工件連接方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于設(shè)計小體積、高可靠的形狀記憶合金驅(qū)動器件。
文檔編號F16F1/06GK201875030SQ20102059725
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者尹向前, 李艷鋒, 米緒軍, 高寶東 申請人:北京有色金屬研究總院