一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构

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1.本发明涉及一种变刚度结构，特别是一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构。

背景技术：

2.记忆合金丝相较于传统材料而言，具有独特的形状记忆效应特性，通过简单地施加电流就可以控制其长度和刚度发生变化，被广泛应用于实际工程应用中，如航空航天、微型机器人、精密测量及生物医学等领域。目前，国内外对于记忆合金丝特性的研究，已有较为完备的理论基础。
3.在工业活动中，刚度是运动精度、负载能力和轨迹跟踪控制的首要指标。降低刚度可以保护机器在非结构化环境中工作时不受操作人员或其他因素的影响。变刚度结构能够根据任务或运动类型调整其刚度。目前，变刚度结构采用的材料大多都是高非线性的，存在控制难度高，形变能力差的问题。现存的变刚度结构复杂，安装困难，且受尺寸因素的影响，加工成本较高。
4.综上所述，一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，通过通电控制单根丝长度和刚度变化，进而调节整体结构的刚度，并采用可拓扑结构布置在不同面积的区域。本发明用以解决变刚度结构控制难度大，形变能力差和受尺寸影响的问题，能够降低加工成本，安装简单，具有重大的理论研究意义和市场应用价值。

技术实现要素：

5.本发明的目的是在于提供一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，整体为平行杆式一维结构，外板与内板相互平行，记忆合金丝和连接杆相互平行，通过向记忆合金丝通不同的电流，控制单根丝长度和刚度变化，以达到定向调控整体结构刚度的目的；结构中的外板和内板可在同一平面内向四周任意拓扑，以达到拓扑结构的目的。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构主要由内板部分和外板部分两部分组成，两部分中的外板与内板相互平行，记忆合金丝和连接杆相互平行，构成平行杆式一维结构，通过向两部分的记忆合金丝通电，使单根丝长度和刚度发生变化，进而定向控制变刚度结构的刚度变化；两部分通过杆件和孔之间的过盈配合相连接；内板为相同结构，外板也为相同结构，且都为可拓扑结构，可在同一平面向四周任意拓扑。
8.所述的外板部分是由两块相同外板和记忆合金丝组成，记忆合金丝通过销楔紧在外板的孔上。
9.所述的内板部分是由两块相同内板和记忆合金丝组成，记忆合金丝通过销楔紧在内板的孔上。
10.本发明的优势在于：通过电驱记忆合金丝的方式，能够更准确的调控整体结构的刚度；整体为一维平行杆式，外板与内板相互平行，记忆合金丝和连接杆相互平行，结构简
单，安装方便，并且可以定向控制结构刚度；采用销和记忆合金丝楔紧的方式进行连接，这种连接方式简单并且牢固；上下内板相同，上下外板也相同，内板和外板可在同一平面向四周任意拓扑，使得变刚度结构可以布置在不同面积的区域。整个变刚度结构具有原理明确、成本低廉的优点。
附图说明
11.图1为单元结构整体示意图
12.图2为单元结构立体装配图
13.图3为楔紧方式的剖面图
14.图4为2
×
2结构整体示意图
15.图5为2
×
2外板示意图
16.图6为2
×
2内板示意图
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进一步说明。
18.参照图1，本发明提供一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，整体结构为平行杆式一维结构，通过向记忆合金丝通电，使得单根丝长度和刚度发生变化，以达到定向控制整体结构刚度的目的。其主要组成部分有内板(9)(11)，外板(2)(5)，连接杆(8)(10)和记忆合金丝(3)(4)。
19.参照图1和图2，外板(2)的孔(viii)与内板(9)的孔(v)通过连接杆(10)以过盈配合方式相连接，外板(5)的孔(iii)与内板(11)的孔(vi)通过连接杆(8)以过盈配合方式相连接。外板ad(2)(5)和内板bc(9)(11)相互平行，记忆合金丝(3)(4)和连接杆(8)(10)相互平行，整体结构为平行杆式，结构简单，安装方便。
20.参照图2和图3，记忆合金丝(3)通过销(1)楔紧在外板a(2)的孔(i)上，通过销(6)楔紧在外板d(5)的孔(ii)上；记忆合金丝(4)通过销(12)楔紧在内板b(11)的孔(vii)上，通过销(8)楔紧在内板c(9)的孔(iv)上。
21.参照图4，图5和图6，外板ad(2)(5)和内板bc(9)(11)为拓扑结构，且外板a(2)和外板d(5)为相同结构，内板b(9)和内板c(11)为相同结构，使得结构可以在同一平面内向四周任意拓扑。
22.上述实例说明本发明专利的技术构思及结构特点，目的在于使在本领域进行研究工作的科研人员和工程技术人员了解本发明专利，并且能够据此实现该产品。

技术特征：

1.一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，其特征在于：该电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构由外板ad(2)(5)，记忆合金丝(3)(4)，内板bc(9)(11)和连接杆(8)(10)组成。2.根据权利要求书1所述的电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，其特征在于：外板ad(2)(5)和内板bc(9)(11)相互平行，记忆合金丝(3)(4)和连接杆(8)(10)相互平行，整体结构为平行杆式，结构简单，安装方便。3.根据权利要求书1所述的电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，其特征在于：该结构为一维结构，通过向记忆合金丝(3)(4)通电，使得单根丝长度和刚度发生变化，以达到定向控制整体结构刚度的目的。4.根据权利要求书1所述的电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构，其特征在于：外板ad(2)(5)和内板bc(9)(11)为拓扑结构，且外板a(2)和外板d(5)为相同结构，内板b(9)和内板c(11)为相同结构，使得结构可以向四周任意拓扑。

技术总结

一种电驱记忆合金丝平行杆式一维可控变刚度拓扑结构主要由内板部分和外板部分两部分组成，通过电驱记忆合金丝的方式，能够更准确的调控整体结构的刚度；整体为一维平行杆式，外板与内板相互平行，记忆合金丝和连接杆相互平行，安装方便，并且可以定向控制结构刚度；采用销和金属丝楔紧的方式进行连接，这种连接方式简单并且牢固；上下内板相同，上下外板也相同，内板和外板可在同一平面向四周任意拓扑，使得变刚度结构可以布置在不同面积的区域。整个变刚度结构具有结构简单、原理明确、成本低廉的优点。本低廉的优点。本低廉的优点。