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形状记忆合金的应用-驱动元件

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-07热度:

目前,传统的无人驾驶水下运载丁具几乎都采用螺旋桨作为推进器。
然而,在低速运动时,螺旋桨作为推进器将会牺牲运载丁具装置的机动性。
最近,基于仿生学,通过模仿鱼类运动的水下运载工具作为推进器,为解决传统推进器低速运动时机动性不好的问题提供了一种可能的解决方案。

基于此理念,suleman等采用形状记忆合金作为驱动元件,利用形状记忆合金的双程记忆效应研发了一种仿色尾水下推进装置 Mohamed Ali等将形状记忆合金加工成抓爪,开发了一种频率控制的无线电形状记忆合金微型致动器,该微型致动器是通过控制频率加热形状记忆合金抓爪使其张开,当碰到目标时,调整频率,降低温度,使形状记忆合金抓爪恢复夹紧状态,进而夹紧目标,最终实现捕获目标的功能,sassa等也将形状记忆合金加工成微型开关,用于组建小型形状记忆合金泵,该泵能实现步进式微流体传输。

他们通过控制电流的输入控制形状记忆合金开关。
当未通人电流时,形状记忆合金开关为打开状态,微流体可以流动;当通人电流时,形状记忆合金开关发热,发生形状恢复,进而实现关闭的功能,他们开发的这类小型形状记忆合金泵在化学分析领域中具有广阔的应用前景。

形状记忆合金也可以被加工成弹簧,用于组装一个水温恒定装置,该装置的恒温功能主要通过一个形状记忆合金弹簧和一个偏置弹簧来实现。
由于形状记忆合金弹簧随温度改变将发生长度的变化,并且变化中产生的力足以让偏置弹簧缩短。
因此,当水温过高时,形状记忆合金弹簧将伸长,进而推动偏置弹簧使其缩短,这时热水进水口变小,冷水进水口变大,从而实现降低水温的功能。当水温过低时,形状记忆合金弹簧将缩短,同时偏置弹簧变长,这时热水进水口变大,冷水进水口变小,从而实现升高水温的功能。

过去的水温恒温装置是通过蜡式致动器来实现恒温功能的。
但是由于蜡的热导率低,导致水温恒温装置存在对温度的反映慢、水温过超的问题。而形状记忆合金弹簧热导率高,因此解决了蜡式致动器存在的问题。
综上所述,形状记忆合金弹簧在恒温装置领域具有广阔的应用前景。

起飞和降落时的飞机发动机的噪声是全世界关注的问题。
为了降低噪声,工程师在发动机上安装了v形装置。该装置通过搅混排出气流来降低发动机的噪音。
形状记忆合金被制成梁安装在v形装置内部。
当飞机在低空或低速飞行时,由于形状记忆合金梁受到加热,所以它将弯曲v形装置,进而增加排出气流的混合,降低噪音;
当飞机在高空或高速飞行时,形状记忆合金梁由于冷却使得v形装置变得平直,从而提高发动机的性能。

目前,波音公司就设计了基于形状记忆合金的可变机翼v形装置,除了以上这些领域的应用外,形状记忆合金作为驱动元件还被用于制造机械手,当通入电流时,形状记忆合金受热而收缩,于是驱动机械手指实现弯曲的动作;
当电流撤去后,形状记忆合金冷却而伸长,于是驱动机械手指实现伸直的动作。

形状记忆合金的应用-驱动元件第1张图

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