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SMA触觉组件及SMA触觉组件的装配

摘要

一种SMA致动器组件包括沿移动轴线相对可移动的两个零件和一段SMA线,SMA线的每个端部连接到零件中的一个。一个零件包括接触部分,而另一个零件包括多于一个接触部分,接触部分沿移动轴线在相对的侧上与SMA线接触。接触部分在法向于移动轴线的方向上交替,并被定位成沿曲折路径引导SMA线,使得在SMA线收缩时零件在相反的方向上被驱动。考虑到SMA线的与相邻接触部分的接触之间的中间区段,在SMA线收缩时,每个中间区段的线长度的变化率等于SMA线的总应变,并且不存在SMA线的滑移。

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    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-12-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):F03G 7/06 专利申请号:2020800898757 申请日:20201216

    实质审查的生效

说明书

本发明涉及使用形状记忆合金(SMA)线来提供两个部件之间的相对移动的致动器。本发明还涉及用于装配使用SMA线来提供两个部件之间的相对移动的致动器的方法。特别地,其涉及在触觉组件中使用的这种致动器。

已知SMA致动器用于手持电子设备,例如相机和移动电话。特别地,它们可用于提供触感反馈的触觉功能,以例如响应于用户选择屏幕的特定区域或按下按钮。这种致动器通常通过使用SMA线的收缩来导致两个部件的相对运动来起作用。SMA线与两个相对主体的零件(例如齿)接触,这两个相对主体由于SMA线收缩时长度的变化而被迫分离。

然而,为了提供这种功能,要求SMA线与两个相对主体接触。而且,SMA线在其端部附接到将要被迫分离的主体。在许多现有技术的设备中,随着SMA线从其附接点延伸到第一齿,SMA线与其所附接到的主体接触。当SMA线收缩时,由于其长度的变化,其可能相对于其所接触的主体的零件滑移。这种滑移可能会磨损SMA线,并因为SMA线围绕主体的零件的可变挠曲,而可能导致疲劳。这将增加在反复致动组件时线故障的风险。这导致设备寿命缩短和/或功能丧失。

可以通过例如在与SMA线接触的主体的零件上使用低摩擦涂层来减少由这种滑移导致的磨损。然而,这可能增加制造复杂性,并因此增加设备和制造过程的成本。此外,可以通过例如确保与SMA线接触的表面具有大的曲率半径来减少由于挠曲导致的疲劳。但是,这可能会增加设备的大小,这在许多情况下是不希望的。

因此,希望提供一种SMA致动器组件,其具有减少SMA线的滑移并由此减少线故障的可能的构造。

此外,为了精确地制造SMA致动器组件,必须非常仔细地控制SMA线长度和相对主体上的特征的尺寸。这意味着需要很高的制造公差才能在成品设备中产生令人满意的性能。允许足够高的公差的装备和工艺是非常昂贵的,并可能导致废弃部件的高损耗。这种装备和工艺也更耗时,且更难控制。

因此,还希望提供一种使用形状记忆合金线装配触觉组件的方法,该方法允许在不要求高制造公差的情况下精确地生产组件。

根据本发明的一个方面,提供了一种SMA致动器组件,该SMA致动器组件包括沿移动轴线相对于彼此可移动的第一零件和第二零件,以及一段SMA线,该段SMA线的每个端部连接到第一零件或第二零件,其中,第一零件包括沿移动轴线在该段SMA线的第一侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第二零件包括沿移动轴线在该段SMA线的与第一侧相对的第二侧上与该段SMA接触的多于一个接触部分,第一零件的至少一个接触部分和第二零件的多于一个接触部分在法向于移动轴线的方向上交替并且相对定位以便沿曲折路径引导该段SMA线,使得第一零件和所述第二零件在该段SMA线收缩时沿移动轴线在相反的方向上被驱动,并且其中,考虑到在与第一零件和第二零件的相邻接触部分的接触的中心点之间延伸的该段SMA线的中间SMA区段,SMA致动器组件被配置成使得在所述一段SMA线收缩时,每个中间SMA区段的线长度的变化率(fractional change)至少基本上等于该段SMA线的总应变,并且至少基本上在接触的中心点上不存在该段SMA线的滑移。

由于一段SMA线的应变是SMA线的材料在收缩时的线长度的变化率,通过将SMA致动器组件配置为使该段SMA线的每个中间区段的线长度的变化率与该段SMA线的总应变相匹配,防止了该段SMA线相对于其与第一零件和第二零件的接触部分的接触的点滑移。这减少了该段SMA线的磨损和/或挠曲,并降低了线故障的可能性。

在一些实施例中,一段SMA线在每一端通过保持SMA线的相应连接元件连接到第一零件和第二零件中的任一个。

连接元件将一段SMA线的端部保持在相对于相关零件的固定位置上,使得该段SMA线和SMA致动器组件的行为被很好地限定。

在一些实施例中,还考虑了从出口点延伸到与相邻接触部分的接触的中心点的一段SMA线中的端部SMA区段,在出口点处该段SMA线离开连接元件,该SMA致动器组件被配置为使得在一段SMA线收缩时,对于中间SMA区段和端部SMA区段中的每个SMA区段,每个SMA区段的线长度的变化率至少基本上等于该段SMA线的总应变,并且在与相邻于连接元件的接触部分的接触的中心点上不存在该段SMA线的滑移。

有利的是,线长度的变化率适当地匹配一段SMA线中的所有区段,包括在组件的边缘处线连接到零件的区段。如果端部区段具有与组件的中心处的区段不同的几何形状,则尤其如此。如果端部区段没有以正确的方式被设计,那么一段SMA线上的滑移和磨损增加仍然可能发生。

在一些实施例中,连接元件是压接部分(crimp portion)。

压接部分提供了一种方便的连接方法,其制造和装配简单,并且还可以提供与一段SMA线的电连接。

在一些实施例中,连接元件还包括在压接部分和相邻接触部分之间的粘合剂。

除了压接部分之外包括粘合剂意味着连接元件的出口点更靠近相邻接触部分,并因此可以减少一段SMA线与在出口点和相邻接触部分之间的任何一个零件之间的接触的可能性,该接触可能增加SMA线上的磨损。

在一些实施例中,SMA区段的线长度和SMA区段与法向于移动轴线的平面的角度在SMA区段之间变化。

这些变化在某些应用中可能是有利的。

在一些实施例中,对于每个SMA区段,在SMA区段的每个端部处在第一零件和第二零件之间展开的沿移动轴线的相对移动(d)与SMA区段的线长度的变化率ε的比率(d/ε)至少基本上等于SMA区段的线长度(L)与SMA区段与法向于移动轴线的平面形成的角度的正弦(sin(θ))的比率((L/sin(θ))。

在一些实施例中,与第一零件和第二零件的相邻接触部分的接触的中心点之间沿法向于移动轴线的方向的间隔在中间SMA区段之间变化。

允许线与相邻接触部分的接触之间的间隔变化可以允许在触觉组件中更大范围的功能和更大的设计灵活性。

在一些实施例中,每个中间SMA区段沿与第一零件和第二零件的相邻接触部分的接触的中心点之间的移动轴线的高度是相同的。

匹配SMA区段的高度,特别是当SMA线不收缩时在休止位置的高度,意味着第一零件和第二零件的所有接触部分可以被制成相同的形状,从而简化制造。

在一些实施例中,第一零件和第二零件中的每个零件都是刚性的,使得在第一零件和第二零件之间在中间SMA区段的每个端部处展开的沿移动轴线的相对移动对于中间SMA区段中的每个都是相同的。

在第一零件和第二零件是刚性的情况下,第一零件和第二零件可以用来提供横跨它们的整个表面的均匀的触觉响应。

在一些实施例中,第一零件和第二零件中的至少一个零件是柔性的,使第一零件和第二零件中的至少一个零件挠曲至少部分地提供了在中间SMA区段的每个端部处在第一零件和第二零件之间沿移动轴线的相对移动,中间SMA区段之间的相对移动是不同的。

柔性部件允许更大的设计灵活性和更多种类的可能触觉响应,例如能够提供横跨SMA致动器组件的表面的触觉信号幅度的变化。

在一些实施例中,第一零件和第二零件中的一个零件是梁,该梁在两个固定端部之间延伸,该两个固定端部相对于第一零件和第二零件中的另一个零件没有移动,并且该梁是柔性的,使得在中间SMA区段的每个端部处沿第一零件和第二零件的移动轴线的相对移动随着从固定端部到梁的中心部分的距离的增加而增加。

使用具有固定端部的柔性梁的优点是,即使当组件被致动以提供在SMA致动器组件中心的两个零件的相对移动时,在SMA致动器组件的边缘处的梁的端部也可以保持与周围材料齐平。这可以提供更美观的外观,或者可以减少流体或污垢进入组件的可能性。

在一些实施例中,沿法向于与第一零件和第二零件的相邻接触部分的接触的中心点之间的移动轴线的方向的间隔随着从固定端部到梁的中心部分的距离的增加而增加。

使与接触部分的接触的间隔发生变化,允许即使例如SMA区段沿移动轴线的高度相同,也通过使一段SMA线的角度在不同的SMA区段变化以在SMA致动器组件的不同区域中提供不同幅度的相对移动。

在一些实施例中,第一零件和第二零件中的一个零件是电子设备的外壳的柔性零件。

在一些实施例中,一段SMA线在每个端部处连接到第一零件。

将一段SMA线的两端连接到零件中的同一个零件的优点是在垂直于移动方向上在零件之间不施加净力。这可以减少用于使两个零件相对于彼此悬挂的悬挂机构上的应力。

在一些实施例中,每个零件具有多于一个接触部分。这增加了一段SMA线所施加的总力,同时使沿移动轴线的高度最小化。

在一些实施例中,零件被配置成仅由用户施加的力推动在一起。这样就不需要提供推动构件来将零件移动在一起。

在一些实施例中,第一零件包括第一主体,第二零件包括第二主体,第一主体的至少一个接触部分包括至少一个齿,第二主体的多于一个接触部分包括多于一个齿,第一主体和第二主体的齿在法向于移动轴线的方向上交替,并在平行于移动轴线的方向上重叠,并且一段SMA线与第一主体和第二主体的齿的接触在第一主体的齿和第二主体的齿之间交替。

根据本发明的另一方面,提供了一种SMA致动器组件,该SMA致动器组件包括沿移动轴线相对于彼此可移动的第一零件和第二零件,以及一段SMA线,该段SMA线的每个端部连接到第一零件或第二零件,其中,第一零件包括沿移动轴线在该段SMA线的第一侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第二零件包括沿移动轴线在该段SMA线的与第一侧相对的第二侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第一零件的至少一个接触部分和第二零件的至少一个接触部分相对定位,以便沿曲折路径引导该段SMA线,使得在该段SMA线收缩时,第一零件和第二零件沿移动轴线在相反的方向上被驱动,其中该段SMA线在每个端部处通过保持该SMA线的相应连接元件连接到第一零件或第二零件;以及其中,在每个端部处,该段SMA线从该段SMA线离开连接元件的出口点延伸到相邻的接触部分,而不与该段SMA线的端部连接到的零件接触。

通过确保一段SMA线在接触设备的接触部分之前不与它所附接的零件接触,减少线的磨损和/或挠曲。因此,可以增加SMA组件的寿命。

在一些实施例中,每个连接元件的形状被设计成使得一段SMA线在连接元件内部沿相对于从出口点到该段SMA线首先接触相邻接触部分的点的线路成最大15°的出口角的方向延伸到该段SMA线从连接元件的出口点。

使一段SMA线在出口点处具有高弯曲角可能增加线在该点处的磨损和/或挠曲,并增加线故障的可能性。因此,确保角度足够小可以进一步提高组件的寿命。

在一些实施例中,所述出口角相对于所述线路最大为10°。在另一实施例中,所述出口角相对于所述线路最大为5°。

出口角越小可越减少在出口点处的磨损和/或挠曲,从而提高组件的寿命。

在一些实施例中,连接元件是固定到第一零件的压接部分,并且包括压接片(crimp tab),该压接片围绕一段SMA线闭合,以便保持该段SMA线。

使用压接片可以是将一段SMA线附接到零件上的一种方便的方式,提供了对SMA致动器的简单且快速的装配。

在一些实施例中,压接部分由片材料制成,该片材料被弯曲以提供法向于移动轴线延伸的部位和以相对于法向于移动轴线的平面成大于0°的锐角延伸的包括出口点的部位。

使用弯曲的压接部分允许线的出口角保持较小,同时允许线以不同的角度保持在压接件的另一部分。这为压接件的设计提供了更大的灵活性,且也为将一段SMA线附接到第一零件和第二零件的方式提供了更大的灵活性。

在一些实施例中,压接部分的法向于移动轴线延伸的部位被固定到第一零件。

将压接件的法向于移动轴线的部位固定到零件允许与零件的牢固和一致的连结,而不管为该弯曲部分所选择的特定角度。

在一些实施例中,压接部分的包括一段SMA线的所述出口点的部位突出于第一零件的压接部分固定到的部位。

在压接部分的突出部位上具有出口点允许组件容易地提供以下两个特征:一段SMA线的足够小的出口角以及在与相邻接触部分接触之前该段SMA线与其固定到的零件之间没有接触。该突出部可以确保不可能发生接触,并且允许突出部分成角度而不干扰与第一零件的接触。它还可以在移动轴线的方向上具有更大的空间效率。

在一些实施例中,所述线路相对于法向于移动轴线的平面成大于0°的锐角。

该特征意味着,当一段SMA线收缩时,该段SMA线的在连接元件和相邻接触部分之间的部位还可以有助于提供分离这两个零件的力。

在一些实施例中,一段SMA线在每个端部处连接到第一零件。

将一段SMA线的两个端部连接到同一零件上的优点是在垂直于移动方向上在零件之间不施加净力。这可以减少用于使两个零件相对于彼此悬挂的悬挂机构上的应变。

在一些实施例中,第一零件具有至少一个接触部分,优选地具有多于一个接触部分,第二零件具有多于一个接触部分,这两个零件的接触部分在法向于移动轴线的方向上交替,并且一段SMA线与接触部分的接触在第一零件和第二零件的接触部分之间交替。这增加了该段SMA线所施加的总力,同时使沿移动轴线的高度最小化。

在一些实施例中,第一零件包括第一主体,第二零件包括第二主体,第一主体的至少一个接触部分包括至少一个齿,第二主体的至少一个接触部分包括至少一个齿,第一主体的齿和第二主体的齿在平行于移动轴线的方向上重叠,并且一段SMA线与第一主体的齿和第二主体的齿的接触在第一主体的齿和第二主体的齿之间交替。

根据本发明的另一方面,提供了一种制造SMA致动器组件的方法,该SMA致动器组件包括沿移动轴线相对于彼此可移动的第一零件和第二零件,以及一段SMA线,该一段SMA线的端部中的每个连接到第一零件或第二零件,其中,第一零件包括沿移动轴线在该段SMA线的第一侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第二零件包括沿移动轴线在该段SMA线的与第一侧相对的第二侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第一零件的至少一个接触部分和第二零件的至少一个接触部分相对定位,以便沿曲折路径引导该段SMA线,使得在该段SMA线收缩时,第一零件和所述第二零件沿移动轴线在相反的方向上被驱动,其中,该方法包括在装配SMA致动器组件时控制该段SMA线中的张力和/或该段SMA线在该段SMA线的连接的端部之间的路径长度。

因此,提供了一种方法,其中可以非常精确地确定完成的SMA致动器组件的特性,而不需要零部件上的非常高的制造公差。这是通过补偿在SMA致动器组件的装配期间在SMA致动器组件的部件制造中已经发生的变化来实现的。

在一些实施例中,该方法包括:将一段SMA线在每个端部处连接到第一零件和第二零件中的任一个,以及装配第一零件和第二零件,其中该段SMA线在第一零件和第二零件之间延伸,第一零件和第二零件被提供有限制第一零件和第二零件朝向彼此相对移动的可调节端部止动装置,并且在第一零件和第二零件之间施加预定力的同时,调节可调节端部止动装置以控制在该段SMA线中的张力。

对端部止动件的调节提供了一种方便的方式来调节零件之间曲折路径的长度,从而在该段SMA线中提供正确的张力。在调节线的长度困难或不理想的情况下,这是很方便的。

在一些实施例中,可调节端部止动装置包括至少一个机械可调节端部止动件。

机械可调节端部止动件提供了一种简单的机构来调节到正确的尺寸。

在一些实施例中,可调节端部止动件包括安装在粘合剂的床中的至少一个端部止动件,调节可调节端部止动装置的步骤包括在粘合剂未固化时调节至少一个端部止动件,并且该方法还包括在调节可调节端部止动装置之后固化粘合剂。

使用粘合剂是调节端部止动件位置的一种方便的方法,因为粘合剂在装配过程中的变形保持了端部止动件的正确位置。粘合剂的固化则将该位置固定在最终产品中。

在一些实施例中,该方法包括将第一零件和第二零件与在第一零件和第二零件之间延伸的一段SMA线装配,以及将该段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个,在将该段SMA线的端部完全连接到第一零件和第二零件中的任一个之前,在将零件保持在相对于彼此的固定位置的同时,控制在该段SMA线的端部之间的SMA线的张力。

该实施例允许控制线中的张力以匹配由零件的固定相对位置限定的曲折路径的长度。如果在成品中需要零件的特定的相对位置,这是有用的。

在一些实施例中,在将一段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的步骤期间,该段SMA线在该段SMA线的端部之间的线长度被固定,并且通过选择该段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的位置中的至少一个位置来控制张力。

选择连接一段SMA线的端部的位置是在装配期间调节线中张力的一种方便的方式,因为在施加所需张力的同时可以选择位置。

在一些实施例中,将一段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的步骤包括将该段SMA线的端部中的一个端部连接到第一零件和第二零件中的任一个,并且在将零件保持在相对于彼此的固定位置的同时,通过调节该段SMA线的端部中的另一个端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的位置来控制张力。

固定线的一个端部并调节另一个端部固定的位置意味着可以以受控的方式设置位置来提供正确的张力,同时只需要调节单个部件的位置。

在一些实施例中,一段SMA线通过压接该段SMA线的端部的压接部分连接到第一零件和第二零件中的任一个,并且通过选择压接部分固定到第一零件和第二零件中的任一个的位置来选择该段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的位置。

压接部分是固定的特别方便的选择,因为它们易于装配,并且在其装配状态下可以变得紧凑。压接部分也可用于提供与一段SMA线的电连接。

在一些实施例中,将第一零件和第二零件与在第一零件和第二零件之间延伸的一段SMA线装配的步骤是以该段SMA线由包括牺牲体和压接该段SMA线的端部的两个压接部分的紧压件(fret)保持来执行的,该牺牲体具有弹性部分,该弹性部分被布置成对该段SMA线施加预定张力,将一段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的步骤包括将压接部分固定到第一零件和第二零件中的任一个的选定位置处,同时该段SMA线在该段SMA线的端部之间的张力由紧压件的弹性部分控制,并且在将压接部分连接到第一零件和第二零件中的任一个之后,移除牺牲体,留下压接部分固定到第一零件和第二零件中的任一个。

使用紧压结构允许在装配期间以受控的方式将标准张力施加到线,从而简化了装配SMA致动器组件的过程。移除牺牲部分允许压接部分在完成的组件中变得紧凑,同时仍然允许在装配期间一致地施加标准预定张力。

在一些实施例中,在将一段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的步骤中,该段SMA线的端部连接到第一零件和第二零件中的任一个的位置是固定的,并且通过调节这些位置之间的该段SMA线的线长度来控制张力。

调节线长度提供了一种方式以在要求在特定位置处连接一段SMA线并且零件的相对位置也被预定的情况下使线张力与曲折路径长度相匹配。

在一些实施例中,将第一零件和第二零件与在第一零件和第二零件之间延伸的一段SMA线装配的步骤是以该段SMA线位于部分压接该段SMA线的端部的压接部分中来执行的,并且将一段SMA线的端部连接到第一零件和所述第二零件中的任一个的步骤包括:在固定位置处将压接部分连接到第一零件和第二零件中的任一个;通过调节该段SMA线在压接部分之间线长度来控制该段SMA线中的张力,以及压缩压接部分以完成由该压接部分对该段SMA线的压接。

部分地压接压接部分允许一段SMA线在装配期间被牢固地保持并被正确地放置在组件中,同时仍然允许通过对该段SMA线施加张力来调节线长度。

在一些实施例中,第一零件和第二零件被提供有限制第一零件和第二零件朝向彼此的相对移动的端部止动装置,并且通过抵靠端部止动装置将第一零件和第二零件保持在一起而将第一零件和第二零件保持在相对于彼此的固定位置。

使用端部止动件允许在最终组件中需要特定的组件尺寸或零件位置的情况下在装配期间固定第一零件和第二零件的相对位置。

在一些实施例中,一段SMA线在每个端部处连接到第一零件和第二零件中的同一零件。

将一段SMA线的两个端部连接到同一零件上,减小了在法向于移动方向的方向上的施加在零件之间的力,从而减少了不期望的移动,并减小了保持零件的任何悬挂机构上的应变。

在一些实施例中,该方法包括:利用另一个零件将第一零件和第二零件中的第一个零件与一段SMA线装配在一起,该另一个零件使该段SMA线成形为遵循预定长度的路径;将该段SMA线的端部连接到第一零件,在完成该段SMA线的端部连接到所述第一零件之前,在将第一零件和另一个零件相对于彼此保持在固定位置的同时,调节该段SMA线在该段SMA线的端部之间的张力;移除另一个零件;以及将第二零件与第一零件以及在第一零件和第二零件之间延伸的该段SMA线装配。

在装配时就地设置一段SMA线的线长度或张力是困难的一些情况下,使用另一个零件来预定该段SMA线的线长度可以是方便的。

在一些实施例中,在将一段SMA线的端部连接到第一零件的步骤期间,该段SMA线的端部连接到第一零件的连接点处于固定位置,并且通过调节在连接点之间的该段SMA线的线长度来调节张力。

在要求连接点位于第一零件上的特定位置的情况下,调节线长度可以是优选的方法。

在一些实施例中,在将一段SMA线的端部连接到第一零件的步骤期间,在该段SMA线的端部之间的该段SMA线的线长度被固定,并且通过调节该段SMA线的端部连接到第一零件的连接点中的至少一个连接点的位置来调节张力。

当零件的相对位置预定时,调节连接点的位置可以是一种设置一段SMA线中的张力并允许一致地施加正确的张力的方便方式。

在一些实施例中,通过压接一段SMA线的端部并被固定到第一零件和第二零件中的任一个的压接部分来将该段SMA线连接到第一零件和第二零件中的任一个。

压接部分提供了一种使用纯机械手段将一段SMA线固定到第一零件和第二零件的方便方式,并且不需要粘合剂或固化过程。如果压接件是导电的,它们也可以用于与一段SMA线进行电气连接。

在一些实施例中,至少一个零件,优选每个零件,具有多于一个接触部分,第一零件的接触部分和第二部件的接触部分在法向于移动轴线的方向上交替,并且一段SMA线与接触部分的接触在第一零件的接触部分和第二零件的接触部分之间交替。

在一些实施例中,对一段SMA线中的张力和/或一段SMA线在该段SMA线的连接的端部之间的路径长度的控制是利用处于特定相对位置的零件进行的。该特定位置可以对应于SMA致动器组件的休止位置。

在一些实施例中,第一零件包括第一主体,第二零件包括第二主体,第一主体的至少一个接触部分包括至少一个齿,第二主体的至少一个接触部分包括至少一个齿,并且第一主体的齿和第二主体的齿在平行于移动轴线的方向上重叠。

根据本发明的又一个方面,提供了一种SMA致动器组件,该SMA致动器组件包括沿移动轴线相对于彼此可移动的第一零件和第二零件,以及一段SMA线,该段SMA线的端部中的每个连接到第一零件或第二零件,其中,第一零件包括沿移动轴线在该段SMA线的第一侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第二零件包括沿移动轴线在该段SMA线的与第一侧相对的第二侧上与该段SMA线接触的至少一个接触部分,第一零件的至少一个接触部分和第二零件的至少一个接触部分相对定位,以便沿曲折路径引导该段SMA线,使得在该段SMA线收缩时,第一零件和第二零件沿移动轴线在相反的方向上被驱动,该SMA致动器组件具有提供对该段SMA线中的张力和/或该段SMA线在连接的端部之间的路径长度的控制的装置。

根据本发明的又一个方面,提供了使用该方法制造的一组(例如>100个)SMA致动器组件,该组SMA致动器组件中的每个SMA致动器组件具有在一段SMA线中的基本相同的张力和/或该段SMA线在该段SMA线的连接的端部之间的基本相同的路径长度(例如在5%、1%、0.5%或0.1%范围内)。

现在将参照附图,通过非限制性示例的方式来描述本发明的实施例,在附图中:

图1显示了SMA致动器组件;

图2显示了图1中的组件在致动之前和在致动期间的区段;

图3显示了组件,其中垂直于与一段SMA线的接触的移动方向的间距横跨组件变化;

图4显示了在致动期间的具有柔性主体的组件;

图5显示了具有包括压接部分和粘合剂的连接元件的组件;

图6显示了另一个SMA致动器组件;

图7显示了SMA致动器组件的区段;

图8显示了根据本发明的实施例的SMA致动器组件的区段;

图9显示了具有突出压接部分的组件;

图10显示了在形成有弯曲部分之前的压接部分;

图11显示了形成有弯曲部分的压接部分;

图12显示了SMA致动器组件;

图13显示了通过调节端部止动件来装配SMA致动器组件;

图14显示了通过调节一段SMA线的连接点的位置来装配SMA致动器组件;

图15显示了可在图14中所示的组件中使用的紧压件;

图16显示了通过调节一段SMA线的线长度来装配SMA致动器组件;

图17显示了使用另一个零件装配SMA致动器组件;

图18是一种制造方法的流程图,该方法包括调节端部止动件;

图19是一种制造方法的流程图,该方法包括调节一段SMA线与零件的连接点;

图20是一种制造方法的流程图,该方法包括调节一段SMA线的线长度;以及

图21是一种制造方法的流程图,该方法包括使用另一个零件。

图1显示了可在其中实现本公开的类型的SMA致动器组件2。SMA致动器组件2包括沿移动轴线M相对于彼此可移动的第一主体4和第二主体6。第一主体4和第二主体6是第一零件和第二零件的示例。图1所示的第一主体4和第二主体6是可以通过注射成型或铣削形成的实心主体。然而,以这种方式形成零件并不是必要的,并且在一些实施例中,零件可以采取其他形式,例如是中空的或由片材料形成的。第一零件和第二零件提供可以相对于彼此移动的两个部分,以便使触觉信号被提供给用户。在整个描述中,总体上将参考图中所示实施例的第一主体4和第二主体6来描述实施例。然而,本文描述的任何实施例也可以使用除第一主体和第二主体之外的其他类型的第一零件和第二零件来实现。

尽管未在图1中示出,但SMA致动器组件2可包括悬挂系统,该悬挂系统将两个主体4、6相对于彼此保持并允许它们沿移动轴线M移动。悬挂系统可允许两个主体4、6相对于彼此沿移动轴线M移动,同时限制或防止两个主体4、6在垂直于移动轴线M的平面内的相对移动。悬挂系统(或某种其他装置)还可以限制或防止例如由于用户施加到SMA致动器组件2的偏离中心的力而引起的两个主体4、6的相对旋转。

在一些实施例中,SMA致动器组件2集成到较大的设备中。在一些实施例中,第一主体4可以是静止主体,其在SMA致动器组件2的致动期间不相对于设备移动,而第二主体6可以是移动主体,其在SMA致动器组件2的致动期间相对于设备移动。可替代地,两个主体4、6可以在致动期间移动。

第一主体4具有至少一个齿8,并且第二主体6具有多于一个齿8。第一主体4的齿8和第二主体6的齿8是第一零件的接触部分和第二零件的接触部分的示例。在图中所示的实施例中,第一主体4的齿8和第二主体6的齿8基本上是实心的,并与相应主体整体成型。然而,一般来说,这不是必要的,零件的接触部分可以采取其他形式,例如是中空的、与主体分开形成、或由诸如金属的其他材料形成。

在图1所示的实施例中,第一主体4具有两个齿,并且第二主体6具有三个齿。第一主体4的齿8和第二主体6的齿8在法向于移动轴线M的方向上交替,并在平行于移动轴线M的方向上重叠。这意味着对于两个主体中任一主体上的任何齿8,最近的相邻齿8将是两个主体中另一主体的齿8。齿的重叠意味着第一主体上的齿8的最上部分高于第二主体4的相邻齿8的最下部分(其中用于该目的的“上”定义为在SMA线10收缩时第二主体6相对于第一主体4的移动方向上)。

齿8的形状可以是任何合适的形状,以提供与如下所述的一段SMA线10的接触。在图中所示的实施例中,齿8的最上部分具有弯曲形状。然而,也可以使用其他形状。例如,齿8的最上部分可以具有尖的形状,或者齿的最上部分可以是平的。此外,齿8的最下部分可以是如图所示的三角形,或者可以是矩形或任何其他形状。在诸如图1所示的实施例中,主体中的每个具有多于一个齿8。

SMA致动器组件2还包括在每个端部连接到第一主体4和第二主体6中的任一个的一段SMA线10。在一些实施例中,一段SMA线10的端部连接到两个主体中的不同主体。优选地,一段SMA线10在每个端部连接到同一主体,即,一段SMA线10的两个端部都连接到第一主体4或两个端部都连接到第二主体6。将两个端部连接到同一主体上减小了在SMA致动器组件的致动期间在第一主体4和第二主体6之间在垂直于移动轴线M的方向上的力。在一些实施例中,一段SMA线10在每个端部处连接到第一主体4。在其中第一主体4是静止主体的实施例中,这可能是优选的。在图1所示的实施例中,一段SMA线10的两个端部都连接到第一主体4。

在一些实施例中,一段SMA线10在每个端部处通过保持一段SMA线10的相应连接元件18连接到第一主体4和第二主体6中的任一个。任何合适的手段或线附接设备都可以用作连接元件18来保持一段SMA线10。在一些实施例中,连接元件18中的一个或两个是压接部分。压接部分可以固定到第一主体4或第二主体6。压接部分压接一段SMA线10的端部。这可以通过在两个可变形材料之间压缩线10的端部来实现。使用金属压接部分可能是期望的,特别是在压接是用于将一段SMA线10进行电连接以及将一段SMA线10固定到第一主体4或第二主体6的情况。

在一些实施例中,连接元件18包括压接部分7和在压接部分7与相邻齿8之间的粘合剂19。这样的连接元件18在图5中被示出,并且可以应用于本文公开的任何SMA致动器组件2中。与单独使用压接部分7相比,当粘合剂19内的SMA线被固定时,粘合剂19可用于有效地减小在现在由粘合剂19形成的连接元件18的出口点与相邻齿8之间的端部SMA区段的长度。这可以部分地用于满足以下条件(下面将进一步讨论):每个SMA区段的线长度的变化率与一段SMA线10的长度的应变相匹配。

第一主体4的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的第一侧上从下面与一段SMA线10接触,并且第二主体6的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的与第一侧相对的第二侧上从上面与一段SMA线10接触。一段SMA线10在第一主体4和第二主体6之间延伸,并通过齿8沿第一主体4和第二主体6之间的曲折路径被引导,并与齿8接触。曲折路径是在一段SMA线10的端部与第一主体或第二主体连接的点之间不是直线的任何路径。因此,一段SMA线10所遵循的曲折路径将具有大于连接元件18之间的最短距离的线长度(即,遵循该段SMA线10的路径的长度)。可以使用曲折路径的长度与连接元件18之间的最短距离的比率来测量曲折路径的曲折度。

一段SMA线10的接触在第一主体4的齿8和第二主体6的齿8之间交替。在一些实施例中,一段SMA线从第一主体4到第二主体6交叉(并再次返回)两次或更多次。在一些实施例中,例如图1所示的实施例中,一段SMA线10以上述交替方式与第一主体4的所有齿8和第二主体6的所有齿8接触。

第一主体4的齿8和第二主体6的齿8相对定位,并且一段SMA线10与第一主体4的齿8和第二主体6的齿8的交替接触使得第一主体4和第二主体6在一段SMA线10收缩时沿移动轴线M被驱动分离。一段SMA线10被布置成使得当一段SMA线10收缩时,第一主体和第二主体远离彼此移动。这是由第一主体4的齿8和第二主体6的齿8重叠引起的,使得当一段SMA线收缩时,由一段SMA线在齿8上施加力。在其它实施例中,只要第一主体4和第二主体6沿相反方向移动,第一主体4和第二主体6就可以一起移动。

在一些实施例中,两个主体被提供有限制两个主体朝向彼此的相对移动的端部止动件12。端部止动件12可以被提供在两个主体中的同一主体上,例如,如图1所示在第一主体4上。可替代地,端部止动件12可以被提供在两个主体中的不同主体上,例如在SMA致动器组件2的不同端部处,或者端部止动件12可以被提供在两个主体上,例如在SMA致动器组件2的两个端部处。端部止动件12限定第一主体4和第二主体6的最小间隔。在一些实施例中,当SMA致动器组件2未被致动时,即当一段SMA线10未收缩时,最小间隔将是处于休止位置的间隔。在休止位置,两个主体与端部止动件12接触。

在一些实施例中,SMA致动器组件2包括一种装置(例如,诸如弹簧的弹性元件),以提供沿移动轴线M将两个主体4、6推到一起的力(“返回力”),使得当对一段SMA线10的动力减小或停止时,一段SMA线10随着该段SMA线10冷却而扩展,并且两个主体4、6往回移动,例如朝向休止位置移动。在其他实施例中,SMA致动器组件2不包括这样的装置,在这种情况下,返回力可以由用户(例如,通过手指按压)提供在SMA致动器组件2所耦合到的电子设备的区域上。

如图2所示,一段SMA线10可被认为由一系列区段44组成,其中区段44之间的边界是与相邻齿8的接触点40、42。在一段SMA线10与每个齿8接触一段距离的实施例中(例如,如果齿8的最上面的点具有弯曲或平坦的表面),区段44之间的边界是一段SMA线10与相邻齿8接触的接触区域的中间。为了便于理解,总体上将参考如图2所示的实施例,其中一段SMA线10在一点处或至少在非常短的距离内与每个齿8接触。然而,经适当的修改,该描述也适用于其中一段SMA线10与每个齿8接触一段距离的实施例,在这种情况下,参数如θ和L(见下文)可以参照完整的区段44或仅参照区段44的那些在空间中(即不与任何齿8接触)的部分来定义。

在一些实施例中,沿移动轴线M在与第一主体4和第二主体6的相邻齿8的接触的中心点之间的每个中间SMA区段44的高度h是相同的。沿移动轴线M的高度h是中间SMA区段44在移动轴线M上的投影。特别地,每个中间SMA区段44的高度h在SMA致动器组件2致动之前在休止位置是相同的。在第一主体4和第二主体6是刚性的情况下,在致动位置中,每个中间SMA区段44的高度也相同。

考虑到在与第一主体4和第二主体6的相邻齿8的接触的中心点40、42之间延伸的一段SMA线10的中间SMA区段44,SMA致动器组件2被配置成使得在一段SMA线10收缩时,每个中间SMA区段44的线长度的变化率等于一段SMA线10的应变。由于一段SMA线10的应变是SMA线10的材料的线长度的变化率,所以将第一主体4和第二主体6配置成使得每个中间SMA区段44具有相同的线长度的变化率意味着当一段SMA线10收缩导致第一主体4和第二主体6相对于彼此移动时,一段SMA线10不会在接触点上滑动。这可以通过以下方式来实现:配置第一主体4和第二主体6,例如配置一段SMA线10在接触点40、42之间的长度和角度,使得对于第一主体4和第二主体6的给定相对移动,一段SMA线10的所有中间区段44中的线长度的变化率是相同的,并且与该段SMA线10的总应变相匹配。

避免一段SMA线10的滑移防止了在该段SMA线10与第一主体4的齿8和第二主体6的齿8的接触处对该段SMA线10造成损伤。如果一段SMA线10在齿8上滑移,则由于摩擦和磨损和/或挠曲和疲劳,可能会发生这种损伤。避免这种类型的损伤可以实质性地增加致动器组件2的预期寿命。

在一些实施例中,还考虑到一段SMA线10的从一段SMA线10离开连接元件18的出口点延伸到与相邻齿8的接触的中心点的端部SMA区段,SMA致动器组件2被配置成使得在一段SMA线10收缩时,对于中间SMA区段44和端部SMA区段中的每个SMA区段,每个SMA区段的线长度的变化率等于一段SMA线10的应变。

在该实施例中,在一段SMA线10的端部处,也避免了一段SMA线10在第一主体4和/或第二主体6的部分上的滑移,在该一段SMA线10的端部处,线连接到主体,并且在致动期间,线与第一个齿和/或最后一个齿接触。为了避免这种滑移,连接元件18(和/或SMA致动器组件2的端部处的保持一段SMA线的任何其他部件,例如在连接元件18包括压接部分和粘合剂的情况下)被定位成使得一段SMA线10在第一个齿/最后一个齿的任一侧上以等效的方式收缩。这是通过确保端部SMA区段服从与中间SMA区段44相同的约束来实现的。

避免一段SMA线10相对于齿8滑移的条件由图2中的参数示出。实线显示了当一段SMA线10没有收缩时处于休止位置的SMA致动器组件2的配置。虚线示出当一段SMA线10收缩时在致动状态下的配置。在图2的实施例中,第一主体4是静止主体,并且两个主体4、6的相对运动完全是由于第二主体6的移动。当在致动期间两个主体4、6沿移动轴线M的相对移动的距离d具有相对于一段SMA线10的每个SMA区段的线长度的变化率ε的相同关系时,可以实现避免滑移的条件。这适用于在端部区段服从与中间SMA区段44相同的约束的实施例中的中间SMA区段44以及端部SMA区段。考虑到中间SMA区段44(如上所述,中间SMA区段44横跨在一段SMA线10与第一主体4和第二主体6的两个相邻齿的接触的中心点40、42之间)形成相对于法向于移动轴线M的平面的角度θ的情况,则该一段线的区段长度L应由下式给出:

如图2所示,角度θ和长度L是例如在SMA致动器组件2处于休止位置时定义的,其中该段SMA线10未收缩,并且第一主体4和第二主体6以最小间隔分离。公式1反映了通过提供相对于移动轴线M成一定角度的SMA区段所产生的齿轮效应,即两个主体的相对移动d大于SMA区段的长度的变化(Lε)乘以随着角度θ的减小而增加的因子(例如,1/sin(θ))。同样根据等式1,两个主体之间的相对移动与每个SMA区段的线长度的变化率的比率(d/ε)等于比率(L/sin(θ))并且可以通过适当地控制角度θ以及SMA区段的长度L来进行控制。在两个主体4、6是刚性的情况下,每个SMA区段的这些比率应该是相同的。广义地说,在这样的组件2中,相比于另外的SMA区段,相对于法向于移动轴线M的平面处于更大的角度θ的SMA区段则必定具有更大的线长度L。

在图3所示的实施例中,在与第一主体4和第二主体6的相邻齿8的接触的中心点40、42之间沿法向于移动轴线M的方向的间隔在中间SMA区段44之间变化。由于第一主体4上沿法向于移动轴线M的方向的齿8的间距与第二主体6上的齿8的间距不相同,因此该间隔可能变化。可替代地或附加地,由于沿主体的整个长度在一个或两个主体上的齿8的间距不相同,因此间隔可能变化。在图3的实施例中,第二主体6上的齿8的间距沿第二主体6变化,并且也不同于第一主体4上的齿8的间距。因此,间隔a不同于间隔b。在这样的实施例中,如果不仔细地选择参数,则一段SMA线10相对于齿8的滑移特别有可能。因此,在这样的实施例中,确保一段SMA线10的区段的角度θ和长度L服从上述条件是特别有利的。

总体来说,SMA区段的角度θ和长度L沿SMA致动器组件2的长度变化。如果在特定齿8上需要更高的力,那么例如对于相同长度的相对应的中间SMA区段44,角度θ增加(即线与移动轴线M之间的角度减小)。如果需要更大的运动或力,则优选地增加SMA区段的长度L。

在一些实施例中,例如图3所示的实施例中,第一主体4和第二主体6中的每一个至少基本上是刚性的,使得在第一主体4和第二主体6之间在中间SMA区段44的每个端部处展开的沿移动轴线M的相对移动对于中间SMA区段44中的每个都是相同的。在这样的实施例中,为了服从上述对SMA区段的长度和角度的约束,SMA致动器组件2可以被配置成使得与第一主体4和第二主体6的相邻齿8的接触的中心点40、42之间的角度在中间SMA区段44之间变化。这确保了在与相邻齿的接触的中心点40、42之间沿法向于移动轴线M的方向的间隔对于不同的中间SMA区段而变化的情况下,角度可以恰当地匹配。如图3所示的变化——即具有较大角度θ的SMA区段(以及因此在齿8上的较高的力)朝向一段SMA线10的端部——在一些应用中可能是有利的,例如用于增加旋转稳定性和/或用于对抗例如与必须移动梁状体(其可以是设备外壳的一部分)相关联的不均匀力的应用。

第一主体4和第二主体6中的一个或两个可以是柔性的。在第一主体4是固定到其中使用SMA致动器组件2的设备的静止主体的实施例中,第二主体6可以是柔性的。特别地,在第二主体6被约束在两端不移动但能够挠曲以在中心产生移动的情况下,这可能是真实的。在这种情况下,在沿SMA致动器组件2的不同位置处可能需要不同的位移和或不同的力,并且这些可以通过沿SMA致动器组件2的长度的SMA区段的角度θ和长度L的适当变化来实现。

图4示出了一个实施例,在该实施例中,第一主体4和第二主体6中的至少一个是柔性的,使其挠曲至少部分地提供了第一主体4和第二主体6沿移动轴线M的相对移动,由此在第一主体4和第二主体6之间在中间SMA区段44的每个端部处展开的沿移动轴线M的相对移动在中间SMA区段44之间不同。在主体中的一个是柔性的实施例中,使在与相邻齿8的接触的中心点40、42之间沿法向于移动轴线M的方向的间隔变化是有利地。如上所述,这将改变SMA区段之间的角度θ,使得在沿SMA致动器组件2的不同点处提供两个主体的不同的力和相对位移。在图4的示例中,第一主体4是刚性的,而第二主体6是柔性的,尽管通常这两个主体中的任一个或两个可以是柔性的。

在图4的实施例中,SMA致动器组件2被设计成使得第一主体的齿8沿移动轴线M的高度沿SMA致动器组件2的长度是恒定的,以保持恒定的Z高度。然而,在设备的边缘处,线与运动方向之间的角度较小(且因此上述定义的角度θ较大)以遵循在SMA致动器组件2的边缘处可能的移动轴线M的方向上的减小的位移。

图4中所示的实施例的示例参数在下面的表1中给出。尽管显示了图4的SMA致动器组件处于致动状态(其中第二主体6的中心在移动轴线M上位移),但是参数角度θ和长度L如上文所述是在休止位置(即非致动状态)测量的。

表1

在一些实施例中,第一主体4和第二主体6中的一个是在两个固定端部之间延伸的梁,固定端部相对于第一主体4和第二主体6中的另一个没有移动,并且该梁是柔性的,使得在中间SMA区段44的每个端部处沿第一主体4和第二主体6的移动轴线M的相对移动随着从固定端部到梁的中心部分的距离的增加而增加。在这样的实施例中,与第一主体和第二主体的相邻齿8的接触的中心点40、42之间沿法向于移动轴线M的方向的间隔可以随着从固定端部到梁的中心部分的距离的增加而增加。这会使与固定端部附近的角度θ相比,中心附近的角度θ减小,从而在SMA致动器组件2的中心附近提供两个主体的更大的相对移动。这还提供了以下效果:SMA致动器组件2的中心向上凸起,即使当梁的端部被固定并且相对于另一个主体不移动时,也提供触觉效果。

在一些实施例中,第一主体4和第二主体6中的一个主体是电子设备的外壳的柔性部分。在SMA致动器组件2的这样的实施例中使用柔性主体是特别有利的,因为柔性意味着组件2的边缘可以是无缝的并且与电子设备的外壳齐平。

根据本发明的另一方面,还提供了一种SMA致动器组件,其中一段SMA线在每个端部通过保持SMA线的相应连接元件连接到第一零件或第二零件;并且其中,在每个端部处,一段SMA线从该段SMA线离开连接元件的出口点延伸到相邻的接触部分,而不与该段SMA线的端部连接到的零件接触。下面参照图6至图11描述本发明的这一方面。

图6显示了可在其中实现本公开的类型的另一SMA致动器组件2。SMA致动器组件2包括沿移动轴线M相对于彼此可移动的第一主体4和第二主体6。第一主体4和第二主体6是第一零件和第二零件的示例。图6所示的第一主体4和第二主体6是可以通过注射成型或铣削形成的实心主体。然而,以这种方式形成零件并不是必要的,并且在一些实施例中,零件可以采取其他形式,例如是中空的或由片材料形成。第一零件和第二零件提供可以相对于彼此移动的两个部分,以便使触觉信号被提供给用户。在整个描述中,总体上将参考图中所示实施例的第一主体4和第二主体6来描述实施例。然而,本文描述的任何实施例也可以使用除第一主体和第二主体之外的其他类型的第一零件和第二零件来实现。

尽管未在图6中示出,SMA致动器组件2可包括保持两个主体4、6相对于彼此并且允许它们沿移动轴线M移动的悬挂系统。悬挂系统可以允许两个主体4、6相对于彼此沿移动轴线M移动,同时限制或防止两个主体4、6在垂直于移动轴线M的平面内的相对移动和/或限制或防止两个主体4、6的相对旋转。

在一些实施例中,SMA致动器组件2集成到更大的设备中。在这样的实施例中,第一主体4可以是静止主体,其在SMA致动器组件2的致动期间相对于设备不移动,而第二主体6可以是移动主体,其在SMA致动器组件2的致动期间相对于设备移动。可替代地,两个主体都可以在致动期间移动。

第一主体4和第二主体6各自具有至少一个齿8。第一主体4的齿8和第二主体6的齿8是第一零件和第二零件的接触部分的示例。在图中所示的实施例中,第一主体4的齿8和第二主体6的齿8基本上是实心的,并与相应主体整体成型。然而,通常,这不是必要的,且零件的接触部分可以采取其他形式,例如是中空的、与主体分开形成或由片材料形成。

在图6所示的实施例中,第一主体4具有两个齿,而第二主体6具有三个齿。第一主体4的齿8和第二主体6的齿8在平行于移动轴线M的方向上重叠。齿的重叠意味着第一主体4上的齿8的最上部分高于第二主体6的相邻齿8的最下部分(其中用于该目的的“上”是当SMA线10收缩时在第二主体6相对于第一主体4的移动方向上定义的)。在一些实施例中,第一主体4具有至少一个齿8,第二主体6具有多于一个齿8,两个主体的齿8在法向于移动轴线M的方向上交替,并且一段SMA线10与齿8的接触在第一主体4和第二主体6的齿8之间交替。

齿8的形状可以是任何合适的形状,以提供与一段SMA线10的接触,如下所述。在图中所示的实施例中,齿8的最上部分具有弯曲形状。然而,也可以使用其他形状。例如,齿8的最上部分可以具有尖的形状,或者齿的最上部分可以是平的。此外,齿8的最下部分可以是如图所示的三角形,或者可以是矩形或任何其他形状。在诸如图6所示的实施例中,主体中的每个具有多于一个齿8。

SMA致动器组件2还包括在每个端部处连接到第一主体4和第二主体6中的任一个的一段SMA线10。在一些实施例中,一段SMA线10的端部连接到两个主体中的不同主体。优选地,一段SMA线10在每个端部处连接到主体中的同一主体,即,一段SMA线10的两个端部都连接到第一主体4或两个端部都连接到第二主体6。这减小了在SMA致动器组件的致动期间在垂直于移动轴线M的方向上在第一主体4和第二主体6之间的力。在一些实施例中,一段SMA线10在每个端部处连接到第一主体6。在第一主体4是静止主体的实施例中,这可能是优选的。在图6所示的实施例中,一段SMA线10的两个端部都连接到第一主体6。

一段SMA线10在每个端部通过保持SMA线10的相应连接元件18连接到第一主体4和第二主体6中的任一个。任何合适的手段或线附接设备都可以用作连接元件18来保持一段SMA线10。例如,连接元件18可以包括粘合剂,其中在固化粘合剂之前将一段SMA线10设置在粘合剂中。在一些实施例中,连接元件18中的一个或两个是压接部分。压接部分压接一段SMA线10的端部。压接部分可以固定到第一主体4或第二主体6。在一些实施例中,压接部分包括压接片,压接片围绕一段SMA线10闭合,以便保持一段SMA线10。压接部分压接一段SMA线10的端部。这可以通过在两个可变形材料之间压缩线10的端部来实现。使用金属压接部分可能是期望的,特别是在压接是用于将一段SMA线10进行电连接以及将一段SMA线10固定到第一主体4或第二主体6的情况下。

第一主体4的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的第一侧上从下面与一段SMA线10接触,而第二主体6的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的与第一侧相对的第二侧上从上面与一段SMA线10接触。一段SMA线10在第一主体4和第二主体6之间延伸,并由齿8沿第一主体4和第二主体6之间的曲折路径引导,并与齿8接触。曲折路径是在一段SMA线10的端部与第一主体4或第二主体6连接的点之间不是直线的任何路径。因此,一段SMA线10所遵循的曲折路径具有的长度将大于连接元件18之间的最短距离。可以使用曲折路径的长度与连接元件18之间的最短距离的比率来测量曲折路径的曲折度。

一段SMA线10的接触在第一主体4的齿8和第二主体6的齿8之间交替。在一些实施例中,一段SMA线从第一主体4到第二主体6交叉(并再次返回)两次或更多次。在一些实施例中,例如图6所示的实施例中,一段SMA线10以上述交替方式与第一主体4的所有齿8和第二主体6的所有齿8接触。

第一主体4的齿8和第二主体6的齿8相对定位,并且一段SMA线10与第一主体4的齿8和第二主体6的齿8的交替接触使得第一主体4和第二主体6在一段SMA线10收缩时沿移动轴线M被驱动分离。一段SMA线10被布置成使得当一段SMA线10收缩时,第一主体4和第二主体6远离彼此移动。这是由第一主体4的齿8和第二主体6的齿8重叠引起的,使得当一段SMA线10收缩时由一段SMA线10对齿8施加力。在其它实施例中,只要第一主体4和第二主体6沿相反方向移动,第一主体4和第二主体6就可以一起移动。

在一些实施例中,两个主体被提供有限制两个主体朝向彼此相对移动的端部止动件12。端部止动件12可以被提供在两个主体中的同一主体上,例如,如图6所示在第一主体4上。可替代地,端部止动件12可以被提供在两个主体中的不同主体上,例如在SMA致动器组件2的不同端部处,或者端部止动件12可以被提供在两个主体上,例如在SMA致动器组件2的两个端部处。端部止动件12限定第一主体4和第二主体6的最小间隔。在一些实施例中,最小间隔将是当SMA致动器组件2未被致动时,即当一段SMA线10未收缩时,处于休止位置时的间隔。在休止状态下,两个主体与端部止动件12接触。

在一些实施例中,组件2包括一种装置(例如,诸如弹簧的弹性元件),以提供沿移动轴线M将两个主体4、6推到一起的力(“返回力”),使得当对一段SMA线10的动力减小或停止时,一段SMA线10随着该段SMA线冷却而扩展,并且两个主体4、6例如朝向休止位置往回移动。

图7示出了作为比较性示例而不是本发明实施例的SMA致动器组件的区段。在图7的SMA致动器组件中,一段SMA线10的端部经由连接元件18附接到第一主体4。一段SMA线10在出口点46处离开连接元件18,并且然后在穿过间隙延伸到第二主体6的第一齿8之前与第一主体4的另一部分48接触。当一段SMA线10在致动期间收缩时,线将在第一主体4的点48处磨擦并围绕第一主体4的点48挠曲,且这可能导致线损伤。

如图8和图9的实施例所示,在本发明中,在每个端部处,一段SMA线10从一段SMA线10离开连接元件18的出口点46延伸到相邻的齿8,而不与一段SMA线10的端部连接到的主体接触。确保一段SMA线10以这种方式延伸防止了一段SMA线10在其与其所附接的主体接触的地方受到损伤。

一段SMA线10从连接元件18离开,到一段SMA线10接触主体的齿8中的第一齿的点。优选地,在一段SMA线10在其离开连接元件18时的方向50与SMA线10离开连接元件18的点和一段SMA线10接触第一齿的点之间的线路52之间的角度被最小化。最小化该角度减小了一段SMA线10在出口点46处的弯曲,从而减少了对一段SMA线10的磨损。因此,在诸如图8所示的实施例中,连接元件18被成形为使得一段SMA线10在连接元件18内部沿方向50从连接元件18延伸到一段SMA线10的出口点46,出口方向50相对于从出口点46到一段SMA线10首先与相邻齿8接触的点40的线路52的出口角θ至多为15°。在一些实施例中,所述线路52相对于法向于移动轴线M的平面成大于0°、可选地大于5°、可选地大于10°的锐角。这意味着一段SMA线10在其收缩时能够对主体的齿施加力。在一些实施例中,相对于所述线路52的所述出口角θ至多为10°,可选地相对于所述线路52的所述出口角θ至多为5°。

出口角θ可以以多种方式限制。例如,如图8所示,连接元件18可以被成形为使得其以与连接元件18的外部尺寸不对齐的角度保持一段SMA线10,使得即使在连接元件18垂直于移动轴线18安装在主体上的情况下,一段SMA线10也不在连接元件18的内部垂直于移动轴线M。可替代地或附加地,连接元件18所固定到的主体表面可以不垂直于移动轴线M。这确保即使在连接元件18垂直于移动轴线18安装在主体上并以与连接元件18的外部尺寸对齐的角度保持一段SMA线10的情况下,一段SMA线10也不在连接元件18的内部垂直于移动轴线M。

实现关于出口角θ的限制的另一种配置被显示在图9中。在图9的实施例中,连接元件18是压接部分,其中压接部分由片材料制成,该片材料弯曲以提供法向于移动轴线M延伸的部位54和以相对于法向于移动轴线M的平面成大于0°的锐角延伸的部位56。在一些实施例中,压接部分的法向于移动轴线M延伸的部位54固定到第一主体4。在诸如图9所示的实施例中,压接部分的包括一段SMA线10的所述出口点46的部位突出于第一主体4的压接部分所固定到的部分。以这种方式使用突出部确保弯曲的连接元件18可以容易地安装到主体,并且不与连接元件18固定到的主体(且因此也不与一段SMA线10的端部)发生接触。

压接部分可以形成为如图10和图11所示。如图10所示,将要形成压接部分的金属片件置于法向于移动轴线M的平面中,并被放置在冲头60和砧座62之间。然后,如图11所示,金属薄在冲头60和砧座62之间被压缩。尽管该工艺在图10和图11中示出,其中一段SMA线10在连接元件18中,但这不是必需的,并且可以在不存在一段SMA线10的情况下执行压接部分的形成,并后续引入一段SMA线10。结果是,压接部分保持一段SMA线10,使得一段SMA线10沿与片材料所在的平面成锐角的线路延伸,该平面是垂直于移动轴线M的平面。

根据本发明的另一方面,提供了一种制造SMA致动器组件的方法,其中该方法包括在装配SMA致动器组件时控制一段SMA线中的张力和/或一段SMA线在连接的端部之间的路径长度。下面参照图12至图21描述本发明的这一方面。

本公开涉及制造SMA致动器组件的方法。图12显示了可以使用本文公开的制造方法的实施例来装配的类型的SMA致动器组件2。SMA致动器组件2包括沿移动轴线M相对于彼此可移动的两个主体4、6。两个主体4、6是第一零件和第二零件的示例。图12中所示的两个主体4、6是可以通过诸如注射成型或铣削等方法形成的实心主体。然而,以这种方式形成零件并不是必要的,并且在一些实施例中,零件可以采取其他形式,例如是中空的或由片材料形成。第一零件和第二零件提供可以相对于彼此移动的两个部分,以便使触觉信号被提供给用户。在整个描述中,总体上将参考图中所示的实施例的两个主体4、6来描述实施例。然而,本文描述的任何实施例也可以使用除两个主体之外的第一零件和第二零件的类型来实现。

尽管未在图12中示出,SMA致动器组件2可包括悬挂系统,该悬挂系统将两个主体4、6相对于彼此保持并允许它们沿移动轴线M移动。悬挂系统可允许两个主体4、6沿移动轴线M相对于彼此移动,同时限制或防止两个主体4、6在垂直于移动轴线M的平面内的相对移动和/或限制或防止两个主体4、6的相对旋转。

在一些实施例中,SMA致动器组件2被集成到更大的设备中。在一些实施例中,两个主体4、6中的一个可以是静止主体,其在SMA致动器组件2的致动期间相对于设备不移动,而两个主体4、6中的另一个可以是移动主体,其在SMA致动器组件2的致动期间相对于设备移动。可替代地,两个主体都可以在致动期间移动。

两个主体4、6各自具有至少一个齿8。两个主体4、6的齿8是第一零件和第二零件的接触部分的示例。在图中所示的实施例中,两个主体4、6的齿8基本上是实心的,并与相应的主体整体模制。然而,通常,这不是必要的,且零件的接触部分可以采取其他形式,例如是中空的、与主体分开形成或由片材料形成。

在图12所示的实施例中,SMA致动器组件2的两个主体4、6包括具有三个齿8的下主体4和具有四个齿8的上主体6。两个主体4、6的齿8在平行于移动轴线M的方向上重叠。齿的重叠意味着下主体4上的齿8的最上部分高于上主体6的相邻齿8的最下部分(其中用于该目的的“上”是在SMA线10收缩时主体6相对于主体4的移动方向上定义的)。在两个主体4、6中的一个是静止主体而两个主体4、6中的另一个是移动主体的一些实施例中,下主体4优选地是静止主体。

齿8的形状可以是任何合适的形状,以提供与一段SMA线10的接触,如下所述。在图中所示的实施例中,齿8的最上部分具有弯曲形状。然而,也可以使用其他形状。例如,齿8的最上部分可以具有尖的形状,或者齿8的最上部分可以是平的。此外,齿8的最下部分可以是如图所示的三角形,或者可以是矩形或任何其他形状。在一些实施例中,主体4、6中的至少一个具有多于一个齿8,并且两个主体4、6的齿8在法向于移动轴线M的方向上交替。这意味着对于两个主体4、6中的任一个上的任何齿8,最近的相邻齿8将是两个主体4、6中的另一个的齿8。在诸如图12所示的实施例中,每个主体具有多于一个齿8。

SMA致动器组件2还包括在每个端部处连接到第一主体4和第二主体6中的任一个的一段SMA线10。在一些实施例中,一段SMA线10的端部连接到两个主体4、6中的不同主体。优选地,一段SMA线10在每个端部处连接到两个主体4、6中的同一主体。将两个端部连接到同一主体上减小了在SMA致动器组件的致动期间两个主体4、6之间在垂直于移动轴线M的方向上的力。在主体4、6中的一个是静止主体的一些实施例中,一段SMA线10可以在每个端部处连接到静止主体。在图12所示的实施例中,一段SMA线10的两个端部连接到下主体4。在一些实施例中,一段SMA线10在每个端部处通过保持SMA线的相应连接元件18连接到主体4、6中的任一个。任何合适的手段或线附接设备都可以用作连接元件18来保持一段SMA线10。例如,连接元件18可以包括粘合剂,其中在固化粘合剂之前将一段SMA线10设置在粘合剂中。优选地,连接元件18是压接部分。压接部分可以固定到主体4、6中的任一个。在一些实施例中,一段SMA线10通过压接部分连接到主体4、6中的任一个,其中压接部分固定到主体4、6中的任一个。压接部分压接一段SMA线10的端部。压接可以通过在两个可变形材料之间压缩线10的端部来实现。可能期望使用金属压接部分,特别是在压接部分是用于将一段SMA线10进行电连接以及将一段SMA线10固定到主体4、6中的任一个的情况下。

第一主体4的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的第一侧上从下面与一段SMA线10接触,并且第二主体6的齿8沿移动轴线在一段SMA线10的与第一侧相对的第二侧上从上面与一段SMA线10接触。一段SMA线10在两个主体4、6之间延伸,且由齿8沿两个主体4、6之间的曲折路径引导,并与齿8接触。曲折路径是在一段SMA线10的端部连接到两个主体4、6的点之间不是直线的任何路径。因此,一段SMA线10遵循的曲折路径的长度将大于连接元件18之间的最短距离。可以使用曲折路径的长度与连接元件18之间的最短距离的比率来测量曲折路径的曲折度。

第一主体4的齿8和第二主体6的齿8相对定位,并且一段SMA线10与齿8接触,使得两个主体4、6在一段SMA线10收缩时沿移动轴线被驱动分离。一段SMA线10被布置成使得当一段SMA线10收缩时,两个主体4、6相对于彼此远离移动。这是由两个主体4、6的齿8重叠引起的,使得当一段SMA线收缩时由其对齿8施加力。在其它实施例中,只要第一主体4和第二主体6沿相反方向移动,第一主体4和第二主体6就可以一起移动。

在主体中的至少一个主体具有多于一个齿8并且两个主体4、6的齿8在法向于移动轴线M的方向上交替的一些实施例中,,一段SMA线10与齿8的接触在两个主体4、6的齿8之间交替。在一些实施例中,一段SMA线10从两个主体4、6中的一个主体到两个主体4、6中的另一个主体交叉两次或更多次。在一些实施例中,例如图12所示的实施例中,一段SMA线10以上述交替方式与两个主体4、6中的两者的所有齿8接触。该一段SMA线与两个主体4、6的齿8的交替接触有助于在一段SMA线10收缩时驱动两个主体4、6沿移动轴线M分离。

在一些实施例中,两个主体4、6被提供有限制两个主体4、6朝向彼此的相对移动的端部止动装置12。端部止动装置12可以被提供在两个主体4、6中的同一主体上,例如,在如图12所示的下主体4上。可替代地,端部止动装置12可以被提供在两个主体4、6中的不同主体上,例如在SMA致动器组件2的不同端部处,或者端部止动装置12可以被提供在两个主体上,例如在SMA致动器组件2的两个端部处。端部止动装置12限定了两个主体4、6的最小间隔。在一些实施例中,最小间隔将是当SMA致动器组件2未被致动时,即当一段SMA线10未收缩时,处于休止位置的间隔。在休止状态下,两个主体4、6与端部止动装置12接触。

在一些实施例中,端部止动装置12是可调节端部止动装置。例如,可调节端部止动装置可包括至少一个机械可调节端部止动件,例如平头螺钉(grub screw)。可选地或附加地,可调节端部止动装置可以包括安装在粘合剂16的床中的至少一个端部止动件14,例如位于胶水床上的部件。

在一些实施例中,该组件包括一种装置(例如,弹性元件,例如弹簧),该装置沿移动轴线M将两个主体4、6推到一起,使得当一段SMA线10的动力减小或停止时,一段SMA线10随着该段SMA线10冷却而扩展,并且两个主体4、6向休止位置往回移动。

现在将描述制造诸如图12中所示的SMA致动器组件的方法。为了精确地制作SMA致动器组件2,需要非常精确地控制路径长度(其中路径长度是一段SMA线10沿其延伸的在两个主体4、6之间的曲折路径的长度)和SMA线10之间的差。在SMA致动器组件2中,其中一段SMA线10与组件的零件(例如两个主体4、6的齿8)接触(即,除了一段SMA线10与主体4、6连接的点之外的零件),路径长度取决于一段SMA线10与组件的零件接触的公差。

因此,希望提供一种使路径长度和一段SMA线10的线长度之间的差的误差最小化的制造方法。由于来自部件的公差的路径长度的变化以及一段SMA线10的线长度的变化,可产生这种误差。实现这一点的一种方法是使用高公差零件和高公差装配工艺,以确保一段SMA线10的线长度和路径长度两者都被精确控制,从而确保路径长度和线长度之间的差的精确控制。然而,这种高精度的装配和零件是价格昂贵的且难以控制。因此,本文公开的制造方法的实施例提供了一种调节方法,以通过根据路径长度或一段SMA线10的线长度中的一者的长度调节另一者来直接控制一段SMA线10的线长度与路径长度之间的差。

该制造方法包括在装配SMA致动器组件2时控制一段SMA线10中的张力和/或一段SMA线10在一段SMA线10的连接的端部之间的路径长度。

在图18所示的一些实施例中,该方法包括将一段SMA线10在每个端部处连接到主体4、6中的任一个的步骤S10。如上所述,这可以以任何合适的方式实现。优选地,一段SMA线10的两个端部连接到两个主体4、6中的同一主体。在主体中的一个是静止主体的一些实施例中,一段SMA线10可以在两个端部处连接到静止主体。该方法还包括将两个主体4、6与在其之间延伸的一段SMA线10的装配的步骤S12。对于给定的线张力,主体之间的间隙将取决于主体的公差。

如图13中另外所示,该方法还包括步骤S14:在将预定力F施加在两个主体4、6之间的同时,调节可调节端部止动装置12以控制一段SMA线10中的张力。可调节端部止动装置12被设置成当施加正确的力(因此是线张力)时精确地穿过主体之间的间隙L

力F可以施加到两个主体4、6中的一个,同时将两个主体4、6中的另一个保持在固定位置,如图13所示。在两个主体4、6中的另一个是SMA致动器组件2的静止主体并且两个主体4、6中的一个是SMA致动器组件2的移动主体的情况下,这可能是优选的。在SMA致动器组件2的可调节端部止动装置12包括安装在粘合剂16的床中的至少一个端部止动件14的情况下,调节可调节端部止动装置12的步骤S14包括在粘合剂16未固化时调节至少一个端部止动件14,并且该方法还包括在调节可调节端部止动装置12之后固化粘合剂16的步骤S16。

在图19和图20所示的实施例中,该方法包括将两个主体4、6与在该两个主体之间延伸的一段SMA线10装配的步骤S20,以及将一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的步骤S22。可以通过将连接元件18(其可以是任何类型的线附接部件,例如压接部分或粘合剂)连接到一段SMA线10的两个端部,并将连接元件18连接到主体中的任一个,来执行将一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个。可替代地,连接元件18可以首先连接到主体中的任一个,并且连接元件18随后连接到一段SMA线10的端部。如上所述,连接元件18可以连接到两个主体4、6中的同一主体,或者连接到两个主体4、6中的不同主体。在两个主体4、6中的一个是静止主体的一些实施例中,连接元件18优选地都连接到静止主体。

在将一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的步骤S22期间,在完成将一段SMA线10的端部连接到主体4、6的主体中的任一个之前,在将主体4、6保持在相对于彼此的固定位置的同时,控制在一段SMA线10的端部之间的SMA线10的张力。在一些实施例中,例如在图14和图16中所示的实施例中,两个主体4、6被提供有限制两个主体4、6朝向彼此的相对移动的端部止动装置12,并且通过抵靠端部止动装置12将两个主体4、6保持在一起,将两个主体4、6保持在相对于彼此的固定位置。例如,在两个主体4、6 4中的一个是静止主体的一些实施例中,端部止动装置12被提供在静止主体上,并且由两个主体4、6中的另一个提供的移动主体被放置成与静止主体上的端部止动装置12接触。

在这些实施例中,主体4、6相对于彼此的固定位置固定了两个主体4、6之间的曲折路径的路径长度,一段SMA线10沿该曲折路径延伸。在保持路径长度固定的同时控制线张力确保了无论主体上的公差和一段SMA线10如何,线张力都与路径长度正确匹配。

在将一段SMA线10的端部连接到主体的步骤中,可以以不同的方式控制一段SMA线中的张力。控制张力的一种方法是根据一段SMA线10来调节一段SMA线10附接到主体的位置。这种方法在图19中被显示,且也在图14中被图示。

在图19的实施例中,在将一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的步骤S22中,一段SMA线10在一段SMA线10的端部之间的线长度被固定,并且通过选择一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的位置来控制张力。主体相对于彼此的固定位置固定了两个主体4、6的齿之间的路径长度中的曲折区段的路径长度,并且选择连接位置调节了超过路径的曲折部分的路径长度,即一段SMA线10到主体的连接点与主体的齿中的第一个齿之间的路径部分的长度。这确保了无论主体上的公差和一段SMA线10如何,线张力和总路径长度都是匹配的。

在一些实施例中,将一段SMA线10的端部连接到主体4、6中的任一个的步骤S22包括将一段SMA线10的端部中的一个端部连接到主体4、6中的任一个,并且在将主体4、6保持在相对于彼此的固定位置的同时,通过在步骤S24中调节一段SMA线10的端部中的另一个端部连接到主体4、6中的任一个的位置来控制张力。如上所述,主体4、6可以使用端部止动装置12来相对于彼此保持在固定位置。然后,在步骤S26中,一段SMA线10的端部中的另一个端部被固定到任一个主体。

在图14所示的实施例中,一段SMA线10使用连接元件18连接到主体。在使用连接元件18将一段SMA线10连接到主体的情况下,一段SMA线10的端部是一段SMA线10沿曲折路径离开连接元件18的点。在图14的实施例中,连接元件18是压接一段SMA线10的端部的压接部分。通过选择压接部分固定到主体中的任一个的位置来选择一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的位置。

可以通过施加垂直于移动轴线M的力来调节一段SMA线10的端部连接到主体的位置来选择一段SMA线10的端部连接的位置。力可以施加到一段SMA线10的两个端部,或者在已经固定了一段SMA线10的另一个端部的位置之后力可以被施加到一段SMA线10的一个端部。在图14的实施例中,一段SMA线10通过连接元件18连接,力被施加到连接元件18,且力的施加调节了连接元件18的位置,在本实施例中,连接元件18在下主体4上。施加力在一段SMA线10上产生已知的张力,并且在该施加的力作用下,一段SMA线10与主体的连接位置将取决于两个主体4、6上的尺寸的公差以及一段SMA线10的线长度。一旦在力的施加下选择了位置,例如通过在该位置将连接元件18固定到主体上,将一段SMA线10固定到主体上。

将力施加到一段SMA线10上的一种方式是将一段SMA线10压接到紧压件20上,如图15所示。在这样的一些实施例中,将两个主体4、6与在该两个主体之间延伸的一段SMA线10装配的步骤是通过紧压件20保持一段SMA线10来执行的,该紧压件20包括牺牲体22和压接一段SMA线10的端部的两个压接部分18,牺牲体22具有弹性部分24,该弹性部分24被布置成对一段SMA线10施加预定的张力。弹性部分24可包括弹簧。当使用紧压件20时,将一段SMA线10的端部连接到主体4、6中的任一个的步骤包括在选定位置处将压接部分18固定到主体4、6中的任一个,同时由紧压件20的弹性部分24控制一段SMA线10的在一段SMA线10的端部之间的张力。连接一段SMA线10的端部还包括,在将压接部分18连接到主体4、6中的任一个之后,移除牺牲体22,留下压接部分18固定到主体4、6中的任一个。这提供了将所需力施加到一段SMA线10上的可靠且可重复的方式。

在将一段SMA线10的端部连接到主体4、6的步骤期间控制一段SMA线10的张力的替代方法是根据路径长度调节一段SMA线10的线长度。使用该方法的实施例在图20中被显示,并在图16中被图示。

在图20的实施例中,在将一段SMA线10的端部连接到主体4、6中的任一个的步骤S32期间,一段SMA线10的端部连接到主体4、6中的任一个的位置被固定,并且通过在步骤S34中在这些位置之间调节一段SMA线10的线长度来控制张力。然后可以在步骤S36中固定一段SMA线10的端部。一段SMA线10的线长度将取决于公差。在该实施例中,主体4、6相对于彼此的固定位置和一段SMA线10的端部连接到主体的固定位置固定了两个主体4、6之间的一段SMA线10沿其延伸的曲折路径的路径长度。在保持路径长度固定的同时,调节一段SMA线10的线长度控制线张力,以确保无论两个主体4、6上的公差如何,线张力都与路径长度正确匹配。

在图16所示的实施例中,将两个主体4、6与在该两个主体之间延伸的一段SMA线10装配的步骤S30是通过将一段SMA线10定位于部分地压接一段SMA线10的端部的压接部分中来执行的。然后,将一段SMA线10的端部连接到主体中的任一个的步骤S22包括在固定位置处将压接部分连接到主体4、6中的任一个。在一些实施例中,这包括在SMA致动器组件2的任一端部处附接开口压接部分(如果主体4、6中的一个是静止主体,则优选地附接到静止主体)。在图16的实施例中,当将压接部分连接到主体4、6中的任一个时,在压接部分之间不使用牺牲元件或一次性元件(例如,压接试片(crimp coupon)),但是在其他实施例中可以使用类似于图15中所示的紧压件20。连接一段SMA线10的端部的步骤S22还包括通过调节在压接部分之间的一段SMA线10的线长度来控制一段SMA线10中的张力,并压缩压接部分以完成通过压接部分对一段SMA线10的压接。这个过程也可以称为板上压接(on-boardcrimping)。

通过对一段SMA线10施加张力,并然后压缩压接部分以将一段SMA线10附接到压接部分,可以如图16所示调节一段SMA线10在压接部分之间的线长度。通过将一段SMA线送入压接部分中,压缩保持一段SMA线10的一个端部的压接部分以在一个端部处形成压接,向一段SMA线10的另一个端部(即,具有开口压接的端部)施加力以在SMA致动器组件2中实现正确的线长度,以及最后压缩保持一段SMA线10的另一个端部的压接部分,即闭合第二压接部,来调节线长度。可替代地,可以通过同时对一段SMA线10的两个端部施加力,且然后同时压缩两个压接部分,来调节线长度。

在控制一段SMA线10中的张力期间,例如使用端部止动装置12来将两个主体4、6相对于彼此保持在固定位置。在两个主体4、6中的一个是静止主体而两个主体4、6中的另一个是移动主体的情况下,端部止动装置12可以被提供在静止主体上,并且使移动主体与静止主体上的端部止动装置12接触。

在上面讨论的任何实施例中,装配两个主体4、6的步骤S12、S20、S30可以包括将两个主体4、6中的一个与假主体(dummy body)或另外的零件装配在一起。在两个主体4、6中的一个是静止主体而两个主体4、6中的另一个是移动主体的实施例中,假主体或另外的零件优选地与静止主体4装配。出于设置一段SMA线10的正确线长度的目的来设计假主体或另外的零件的轮廓,并且假主体或另外的零件的轮廓被配置成使得在假主体和两个主体4、6中的一个之间延伸的曲折路径的路径长度与最终装配的SMA致动器组件2中期望的路径长度匹配。假主体的轮廓可以不同于两个体4、6中任一个的轮廓(且因此曲折路径的形状可以不同)。图17显示了这样的主体30。在使用假主体或另外的零件的一些实施例中,该方法还包括以下步骤:移除假主体或另外的零件,并将两个主体4、6中的一个与两个主体4、6中的另一个以及在两个主体4、6之间延伸的一段SMA线10装配,如图21所示。将要理解的是,在使用假主体或另外的零件的情况下,相对于两个体4、6中的另一个(例如,移动主体6)的公差将不必被补偿。

在使用压接部分将一段SMA线10的端部连接到例如第一主体的实施例中,两个压接部分可以通过类似于图15所示的一次性连接部分连接,但是该一次性连接部分没有弹性部分。在将一段SMA线10的端部连接到压接部分的步骤期间,一段SMA线10被铺设在两个压接部分之间,并然后使用例如夹具偏转,以将一段SMA线10在两个压接部分之间的线长度增加至对应于所需的线长度。然后闭合压接部分,将压接部分连接到第一主体,并且移除一次性连接部分。

可以使用诸如图12所示的SMA致动器组件2来实现上述方法的实施例。SMA致动器组件2包括两个主体4、6以及一段SMA线10,该两个主体4、6沿移动轴线M相对于彼此可移动,两个主体4、6各自具有在沿移动轴线M的方向上重叠的至少一个齿8,并且一段SMA线10在每个端部处连接到主体中的任一个,并沿在两个主体4、6之间的曲折路径延伸,与齿8接触,使得在一段SMA线10收缩时,两个主体4、6沿移动轴线M被驱动分离,SMA致动器组件2具有一种装置,该装置提供对一段SMA线10中的张力和/或一段SMA线10在连接的端部之间的路径长度的控制。该装置可对应于上述装配方法的任何实施例,例如可调节端部止动装置12。

因此,如上所述,可以控制一段SMA线10中的张力和/或一段SMA线10在一段SMA线10的连接的端部之间的路径长度,并且特别地,可以针对两个主体4、6的特定相对位置来控制一段SMA线10中的张力和/或一段SMA线10在该一段SMA线10的连接的端部之间的路径长度。该位置可以对应于SMA致动器组件的休止位置或某个其他位置(例如,两个主体4、6的相对移动的操作范围的中点)。因此,例如,在整个移动的操作范围内的张力被适当地控制。

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