CZ297963B6 - Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí - Google Patents
Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ297963B6 CZ297963B6 CZ20041146A CZ20041146A CZ297963B6 CZ 297963 B6 CZ297963 B6 CZ 297963B6 CZ 20041146 A CZ20041146 A CZ 20041146A CZ 20041146 A CZ20041146 A CZ 20041146A CZ 297963 B6 CZ297963 B6 CZ 297963B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- link
- spring
- metal alloys
- drive
- instantaneous length
- Prior art date
Links
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Pohon vyuzívá teplotní deformaci slitin kovu s tvarovou pametí pro vytvorení spojitého prímocarého nebo otácivého pohybu. Je opatren výstupním mechanickým clenem (1), ukotveným na pracovní konec (2.1) prvního clánku (2) a na pracovní konec (3.1) druhého clánku (3), pricemz oba clánky (2) a (3) jsouvyrobeny ze slitin kovu s tvarovou pametí. Referencní konec (2.2) prvního clánku (2) je nesen prvním omezovacem pohybu (6) a první pruzinou (4). Referencní konec (3.2) druhého clánku (3) je nesen druhým omezovacem pohybu (7) a druhou pruzinou (5). První pruzina (4) i druhá pruzina (5) jsou ukotveny v základne pohonu (8).
Description
Pohon servomechanizmu využívající teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí
Oblast techniky
Vynález se týká pohonu servomechanizmu u něhož je pro realizaci přímočarého spojitého nebo otáčivého pohybu výstupního členu servomechanizmu, využita teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí, označovaných zkratkou SMA (Shape Memory Alloy).
Dosavadní stav techniky
U dosud známých pohonů servomechanika je pohyb výstupního členu servomechanizmu realizován na základě využití elektromagnetických, hydraulických, nebo pneumatických prvků. Nedostatkem takovýchto řešení je především mechanické tření u pohyblivých částí, hlučnost a vibrace, což omezuje jejich použití, například v mikrosystémech s vysokým stupněm mobility. Pohony servomechanizmů, využívající teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí nemají tyto nedostatky a umožňují konstrukce s velmi vysokým poměrem síla / hmotnost.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje pohon servomechanizmu, využívající teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí pro vytvoření spojitého přímočarého nebo otáčivého pohybu, jehož podstatou je to, že výstupní mechanický člen, je ukotven na pracovní konec prvního článku a na pracovní konec druhého článku, přičemž oba články jsou vyrobeny ze slitin kovů s tvarovou pamětí a referenční konec prvního článku je nesen prvním omezovačem pohybu a první pružinou, referenční konec druhého článku je nesen druhým omezovačem pohybu a druhou pružinou, přičemž první pružina i druhá pružina jsou ukotveny v základně pohonu.
Pro pohon servomechanizmu podle vynálezu je výhodné, jestliže výstupní mechanický člen má umožněn spojitý přímočarý nebo otáčivý pohyb tak, že jeho odchylka od klidové polohy je určena rozdílem okamžité délky prvního článku a okamžité délky druhého článku, přičemž součet okamžité délky prvního článku, okamžité délky druhého článku, okamžité délky první pružiny a okamžité délky druhé pružiny je v celém pracovním rozsahu pohonu konstantní.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém je schématicky znázorněn příklad navrženého řešení pohonu servomechanizmu, využívajícího teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí pro vytvoření spojitého přímočarého nebo otáčivého pohybu.
Příklady provedení vynálezu
Pohon servomechanizmu, využívajícího teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí pro vytvoření spojitého přímočarého nebo otáčivého pohybu sestává z výstupního mechanického členu 1, který je ukotven na pracovní konec 2.1 prvního článku 2 a na pracovní konec 3.1 druhého článku 3. Oba tyto články jsou vyrobeny ze slitin kovů s tvarovou pamětí, které mají tu vlastnost, že u nich dochází k mechanické deformaci při změně teploty. Součástí pohonu jsou dále dva omezovače pohybu 6 a 7 a dvě pružiny 4 a 5. Referenční konec 2.2 prvního článku 2 je nesen prvním omezovačem pohybu 6 a první pružinou 4. Referenční konec 3.2 druhého článku 3 je nesen druhým omezovačem pohybu 7 a druhou pružinou 5. První pružina 4 i druhá pružina 5 jsou ukotveny v základně pohonu 8.
-1 CZ 297963 B6
Výstupní mechanický člen 1 může být realizován například jako otočný hřídel, dvouramenná páka nebo posuvný mechanizmus, přičemž jeho odchylka od klidové polohy je závislá na rozdílu okamžité délky prvního článku 2 a okamžité délky druhého článku 3. Okamžité délky článků 2 a 3 vytvářejí silový účinek na výstupní mechanický člen L Tyto délky mohou být ovlivňovány například řízeným elektrickým ohřevem článků 2 a 3.
Je-li v důsledku silových účinků, vyvolaných okamžitou teplotou článků 2 a 3 a v důsledku působení vnějších sil na mechanický člen 1, součet okamžitých délek obou článků 2 a 3 menší než určitá hodnota, daná konstrukcí pohonu servomechanismu, například polohou omezovačů pohybu 6 a 7, dojde k deformaci první pružiny 4 a druhé pružiny 5 a následně k omezení působení síly na první článek 2 a druhý článek 3. Takovéto uspořádání pohonu servomechanizmu podle vynálezu zabrání nadměrnému silovému namáhání článků 2 a 3 a následně se tím zabrání degradaci mechanických vlastností materiálu s tvarovou pamětí, z něhož jsou články 2 a 3 zhotoveny.
U pohonu servomechanizmu podle vynálezu je výhodné takové uspořádání, kdy v celém pracovním rozsahu pohonu má součet okamžité délky prvního článku 2 okamžité délky druhého článku 3 a okamžité délky první pružiny 4 a okamžité délky druhé pružiny 5 konstantní hodnotu.
Příkladem konkrétního provedení pohonu servomechanizmu podle vynálezu může být kloubový mechanizmus pracovního ramene robota, na jehož otočnou část působí silový moment dvojice sil, vytvořených dvěma články ze slitin kovů s tvarovou pamětí, přičemž silový účinek těchto článků je vytvořen jejich řízeným elektrickým ohřevem.
Průmyslová využitelnost
Pohon servomechanizmu podle vynálezu je výhodné využívat pro konstrukci spojitých mechanických pohonů, zejména mikrorobotů a mikromanipulátorů. Předností oproti elektromagnetickým pohonům je zde nejen absence třecích ploch, ale i rozptylového magnetického pole. Předností vůči hydraulickým a pneumatickým pohonům je dále absence zdroje pracovního média, například tlakového oleje, nebo vzduchu.
Claims (2)
1. Pohon servomechanizmu, využívající teplotní deformace slitin kovů s tvarovou pamětí pro vytvoření spojitého přímočarého nebo otáčivého pohybu, vyznačující se tím, že výstupní mechanický člen (1) je ukotven na pracovní konec (2.1) prvního článku (2) a na pracovní konec (3.1) druhého článku (3), přičemž oba články (2) a (3) jsou vyrobeny ze slitin kovů s tvarovou pamětí a referenční konec (2.2) prvního článku (2) je nesen prvním omezovačem pohybu (6) a první pružinou (4), referenční konec (3.2) druhého článku (3) je nesen druhým omezovačem pohybu (7) a druhou pružinou (5), přičemž první pružina (4) i druhá pružina (5) jsou ukotveny v základně pohonu (8).
2. Pohon servomechanizmu podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní mechanický člen (1) má umožněn spojitý přímočarý nebo otáčivý pohyb tak, že jeho odchylka od klidové polohy je určena rozdílem okamžité délky prvního článku (2) a okamžité délky druhého článku (3), přičemž součet okamžité délky prvního článku (2), okamžité délky druhého článku (3), okamžité délky první pružiny (4) a okamžité délky druhé pružiny (5) je v celém pracovním rozsahu pohonu konstantní.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20041146A CZ297963B6 (cs) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20041146A CZ297963B6 (cs) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20041146A3 CZ20041146A3 (cs) | 2006-07-12 |
| CZ297963B6 true CZ297963B6 (cs) | 2007-05-09 |
Family
ID=36975405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20041146A CZ297963B6 (cs) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ297963B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2923083B1 (en) * | 2012-11-22 | 2018-05-16 | Saes Getters S.p.A. | Shape memory alloy actuating element with improved fatigue resistance |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61171885A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-02 | Toyota Motor Corp | アクチユエ−タ |
| JPH01100385A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Fuji Electric Co Ltd | アクチュエータ |
| WO1999061792A1 (en) * | 1998-05-26 | 1999-12-02 | Lockheed Martin Corporation | Constant force spring actuator |
| JP2000110709A (ja) * | 1998-10-01 | 2000-04-18 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ及びこれを備えた駆動システム |
| US6459855B1 (en) * | 1999-05-18 | 2002-10-01 | Minolta Co., Ltd. | Actuator |
| EP1329922A2 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-23 | Inventas AG | Thermisch betätigter Aktuator mit SMA-Element |
-
2004
- 2004-11-25 CZ CZ20041146A patent/CZ297963B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61171885A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-02 | Toyota Motor Corp | アクチユエ−タ |
| JPH01100385A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Fuji Electric Co Ltd | アクチュエータ |
| WO1999061792A1 (en) * | 1998-05-26 | 1999-12-02 | Lockheed Martin Corporation | Constant force spring actuator |
| JP2000110709A (ja) * | 1998-10-01 | 2000-04-18 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ及びこれを備えた駆動システム |
| US6459855B1 (en) * | 1999-05-18 | 2002-10-01 | Minolta Co., Ltd. | Actuator |
| EP1329922A2 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-23 | Inventas AG | Thermisch betätigter Aktuator mit SMA-Element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2923083B1 (en) * | 2012-11-22 | 2018-05-16 | Saes Getters S.p.A. | Shape memory alloy actuating element with improved fatigue resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20041146A3 (cs) | 2006-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kohl et al. | SMA microgripper with integrated antagonism | |
| CN105264255B (zh) | 具有大刚度范围的可变刚度致动器 | |
| Ouyang et al. | Micro-motion devices technology: The state of arts review | |
| Williams et al. | An automotive SMA mirror actuator: modeling, design, and experimental evaluation | |
| Cragun et al. | Linear thermomechanical microactuators | |
| CN107457765A (zh) | 一种压电驱动式三级位移放大微夹持器 | |
| Gorbet et al. | A novel differential shape memory alloy actuator for position control | |
| CN108297086B (zh) | 一种非对称二级位移放大柔性微操作机构 | |
| EP2868923B1 (en) | Variable negative stiffness actuation | |
| Kim et al. | Investigations of a robotic test bed with viscoelastic liquid cooled actuators | |
| CA2479847A1 (en) | Piezoelectric actuator for moving folded-back arms | |
| CN206241884U (zh) | 一种恒力夹钳 | |
| WO2010050609A1 (ja) | 流体弁駆動機構 | |
| Büttgenbach et al. | Shape memory microactuators | |
| CZ297963B6 (cs) | Pohon servomechanizmu vyuzívající teplotní deformace slitin kovu s tvarovou pametí | |
| US4531988A (en) | Thermally actuated devices | |
| Bertetto et al. | A two degree of freedom gripper actuated by SMA with flexure hinges | |
| Cragun et al. | A constrained thermal expansion micro-actuator | |
| CN107102657B (zh) | 一种主动柔性力控制设备 | |
| CN116388609A (zh) | 一种基于惯性步进原理驱动的平-转两自由度压电执行器 | |
| Yang et al. | Design and simulation a MEMS microgripper with integrated electrothermal actuator and force sensor | |
| Liu et al. | Design and control of a robotic wrist joint actuated by the shape memory alloy actuator | |
| Sanaani et al. | A novel design of flexure based, shape memory alloy actuated microgripper | |
| Wang et al. | Optimal design of a novel flexible dual-axis micro-gripper | |
| CN206863600U (zh) | 一种主动柔性力控制设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20081125 |