本發(fā)明涉及一種溫度控制設備,尤其是一種由形狀記憶合金單向驅(qū)動的熱開關。

背景技術：

對于空間可展結(jié)構(gòu)，各種可展面板存在著折疊和開展兩種狀態(tài)。處于折疊狀態(tài)時，部分可展結(jié)構(gòu)面板之間會存在開展力，在沒有外部約束時，面板會自動進行開展運動，除此之外，這種面板間的約束的尺寸要求很小，不能影響面板的開展運動。而且在布置多處約束時，存在同步控制或者延遲控制問題，需要設計新型的開關來控制這種約束。

熱開關是一種通過對結(jié)構(gòu)導熱途徑的熱阻進行控制而實現(xiàn)主動控制的傳熱構(gòu)件。至今，基于各種原理的熱開關技術已經(jīng)得到很大發(fā)展并且獲得了實際應用，包含微熱膨脹型熱開關、雙金屬片驅(qū)動熱開關、石蠟驅(qū)動熱開關等。但是這些傳統(tǒng)的熱開關存在許多固有缺點，如微熱膨脹性熱開關若在閉合的場合長期使用，可能會發(fā)生冷焊，以至于需要斷開時無法打開；雙金屬驅(qū)動熱開關的結(jié)構(gòu)設計較為復雜，雙金屬的驅(qū)動力有限而導致接觸熱阻較大等。

本發(fā)明在傳統(tǒng)熱開關的基礎上，提出一種新型的由形狀記憶合金單向驅(qū)動的熱開關，使用的單程形狀記憶合金是一種智能材料，低溫下經(jīng)過一定的塑性變形后，加熱到一定溫度時，又可以完全恢復到變形前原來形狀，這種特性可以用于開關的閉合和打開兩個控制狀態(tài)的實現(xiàn)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的不足，設計一種基于形狀記憶合金單向驅(qū)動的熱開關裝置，利用形狀記憶合金在高溫態(tài)時具有恢復到變形前形狀的全新原理，設計的結(jié)構(gòu)具有控制可靠度高，設計簡單，尺寸與重量很小，便于加工生產(chǎn)等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種單向驅(qū)動的熱開關，其特征在于：包括相距布置的第一結(jié)構(gòu)面板和第二結(jié)構(gòu)面板，以及連接在第一結(jié)構(gòu)面板和第二結(jié)構(gòu)面板之間的驅(qū)動件，該驅(qū)動件包括一定位約束板、一柔性帶以及一結(jié)構(gòu)約束板，所述定位約束板一端固定在所述第一結(jié)構(gòu)面板上，所述結(jié)構(gòu)約束板固定在所述第二結(jié)構(gòu)面板上，所述柔性帶的一端與所述定位約束板連接，在所述柔性帶內(nèi)設置有形狀記憶合金絲，所述柔性帶的另一端具有與所述結(jié)構(gòu)約束板連接的第一工作狀態(tài)和在所述形狀記憶合金絲作用下與所述結(jié)構(gòu)約束板脫離的第二工作狀態(tài)；所述第二結(jié)構(gòu)面板在所述柔性帶處于第一工作狀態(tài)時與所述第二結(jié)構(gòu)面板相對固定，所述第二結(jié)構(gòu)面板在所述柔性帶處于第二工作狀態(tài)時可在外力作用下與所述第二結(jié)構(gòu)面板相對運動。

在所述結(jié)構(gòu)約束板上方的設置有凸起，在所述柔性帶上設設置有與所述凸起配合的孔。

在所述柔性帶的另一端還連接有一結(jié)構(gòu)約束配合板，該結(jié)構(gòu)約束配合板在柔性帶的第一工作狀態(tài)時與所述結(jié)構(gòu)約束板連接，該結(jié)構(gòu)約束配合板在柔性帶的第二工作狀態(tài)時與所述結(jié)構(gòu)約束板脫離。

所述定位約束板傾斜的固定在所述第一結(jié)構(gòu)面板上，傾斜的方向為遠離所述第二結(jié)構(gòu)面板的方向。

所述定位約束板的傾斜角度為α，且定位約束板向結(jié)構(gòu)面板偏移距離為h，其中α為60°～80°,h為1～3cm。

所述柔性帶為絕緣柔性織物帶。

形狀記憶合金絲的未變形狀態(tài)為直線狀態(tài)。

本發(fā)明的相比于現(xiàn)有技術具有以下有益效果：通過柔性帶的彎曲和平直恢復實現(xiàn)面板間的約束與放開，完成開關閉合和開啟，設計簡單適用性強；開關設計簡單，在多處布置時，適合設計同步控制或者延時控制電路用于通電升溫使開關開啟。設計的定位約束板向結(jié)構(gòu)面板偏移一定角度，可以充分保證絕緣柔性織物開展后遠離結(jié)構(gòu)面板，并且設計的形狀記憶合金單向驅(qū)動開關尺寸小，重量小，開啟狀態(tài)時對被約束結(jié)構(gòu)的運動影響??；設計的結(jié)構(gòu)約束板與絕緣柔性織物的連接方式，簡單高效，既可以保證開關閉合時兩者的約束不會分離，又可以保證通電升溫后，絕緣柔性織物不會受到結(jié)構(gòu)約束板的約束而出現(xiàn)鎖住無法彈開的問題。

附圖說明

圖1是形狀記憶合金開關閉合狀態(tài)示意圖；

圖2是形狀記憶合金開關開啟狀態(tài)示意圖；

圖3是完整結(jié)構(gòu)面板和開關位置示意圖；

圖4是形狀記憶合金絲布置圖；

圖5是結(jié)構(gòu)面板約束結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是定位約束板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是約束配合板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進一步詳細說明：

如圖1，圖4所示，本發(fā)明形狀記憶合金單向驅(qū)動的熱開關，包括定位約束板1、柔性帶2，結(jié)構(gòu)約束板3，形狀記憶合金絲4等部件，被開關控制的為結(jié)構(gòu)面板第一結(jié)構(gòu)面板5和第二結(jié)構(gòu)面板6之間的相對位置，以及約束配合板7，圖中所示的第一結(jié)構(gòu)面板5和第二結(jié)構(gòu)面板6只為實際結(jié)構(gòu)面板的部分示意，如圖3所示，虛線右側(cè)為圖1和圖2的結(jié)構(gòu)示意。當柔性帶處于第一工作狀態(tài)時，第一結(jié)構(gòu)面板5和第二結(jié)構(gòu)面板6之間相對固定，約束第二結(jié)構(gòu)面板的運動，當柔性帶處于第二工作狀態(tài)時，第二結(jié)構(gòu)面板6的約束去除，在外部力（結(jié)構(gòu)面板之間的其他驅(qū)動展開力和結(jié)構(gòu)面板之間自身的張力）的作用下展開，遠離第一結(jié)構(gòu)面板5，柔性帶的第二狀態(tài)和展開路線如圖2中所示。形狀記憶合金絲4包裹在柔性帶2中，柔性帶2端部嵌入定位約束板1中，定位約束板1與被控制的第一結(jié)構(gòu)面板5相連。

通過設計各部件的尺寸，初始狀態(tài)柔性帶2在外力作用下與結(jié)構(gòu)約束板3相連，而且結(jié)構(gòu)約束板與第二結(jié)構(gòu)面板6相連，由于可展結(jié)構(gòu)面板間存在初始展開力，整個結(jié)構(gòu)處于微拉狀態(tài)，實現(xiàn)第一結(jié)構(gòu)面板5和第二結(jié)構(gòu)面板6之間的折疊狀態(tài)。

對形狀記憶合金絲4通電升溫后，形狀記憶合金絲4在達到奧氏體相變溫度時，會自動從結(jié)構(gòu)約束板3彈開恢復到直線狀態(tài)，由于定位約束板1的存在，升溫后恢復的直線狀態(tài)與定位約束板1平行，第一結(jié)構(gòu)面板5與第二結(jié)構(gòu)面板6之間的約束去除，第二結(jié)構(gòu)面板6在外部驅(qū)動力和結(jié)構(gòu)自身張力的驅(qū)動下實現(xiàn)展開，完成形狀記憶合金單向驅(qū)動的熱開關的一個完整循環(huán)過程。當形狀記憶合金絲4斷電后溫度逐漸下降時，保持直線狀態(tài)不發(fā)生改變。