一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，具体技术方案如下：一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，包括伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有第一承压板，底部设置有第二承压板，所述伸缩机构由多个支臂互相交叉连接构成，所述支臂包括变形部分和非变形部分，所述变形部分和非变形部分二者依次连接构成S型结构，所述变形部分为弧形形状记忆聚合物材料，内部设置有电阻丝，所述非变形部分为直线型，中心设置有连接孔。本实用新型专利技术通过输入热刺激使剪叉机构的结构发生变形，即可实现无需外界驱动控制装置即可实现机构升降，并且基于该设计可以有效地降低传统剪叉升降机构结构与控制装置设计的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构
本技术具体涉及一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构。
技术介绍
剪叉式伸缩机构具有组成模块化、伸缩性能强、力学性能好、结构简单、刚度高、控制简单、成本低廉等特点，在工业领域中有着广泛的应用。4D打印技术的兴起，突破了机构控制结构领域的“固有形态”。通过利用材料自身特性进行“编程”，回避了现有工业机构研发所需的核心零部件，从而实现对机械结构的运动转化与控制。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构。本技术实施例的技术方案是：一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，包括伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有第一承压板，底部设置有第二承压板，所述伸缩机构由多个支臂互相交叉连接构成，所述支臂包括变形部分和非变形部分，所述变形部分和非变形部分二者依次连接构成S型结构，所述变形部分为弧形形状记忆聚合物材料，内部设置有电阻丝，所述非变形部分为直线型，中心设置有连接孔。所述第一承压板底部两侧对称设置有固定槽及固定孔，所述第二承压板顶部两侧对称设置有固定槽及固定孔；所述伸缩机构通过圆柱销与第一承压板及第二承压板连接，所述固定槽中的圆柱销为滑动与滚动，所述固定孔中的圆柱销只可滚动。所述伸缩机构的顶端支臂的非变形部分的上端设置有连接孔。所述伸缩机构的底端支臂的非变形部分的下端设置有连接孔。与现有技术相比，本技术的有益效果：（1）通过输入热刺激使剪叉机构的结构发生变形，即可实现无需外界驱动控制装置即可实现机构升降，同时摆脱了现有技术的复杂的结构设计和控制系统；（2）通过4D打印技术实现升降机构的制造，并且基于该设计可以有效地降低传统剪叉升降机构结构与控制装置设计的复杂度。附图说明图1是本技术展开状态结构示意图；图2是本技术收缩状态结构示意图；图3是支臂展开状态结构示意图；图4是支臂收缩状态结构示意图；图5是本技术工作原理图。图中，1-第一承压板，2-支臂，3-下承压板，4-第二承压板，5-左支臂，6-右支臂，7-圆柱销。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。如图1及图2所示，一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，包括伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有第一承压板（1），底部设置有第二承压板（4），所述伸缩机构由多个支臂（2）互相交叉连接构成，所述第一承压板（1）底部两侧对称设置有固定槽及固定孔，所述第二承压板（4）顶部两侧对称设置有固定槽及固定孔；所述伸缩机构通过圆柱销与第一承压板（1）及第二承压板（4）连接，所述固定槽中的圆柱销为滑动与滚动，所述固定孔中的圆柱销只可滚动。如图3及图4所示，所述支臂（2）包括变形部分和非变形部分，所述变形部分和非变形部分二者依次连接构成S型结构，所述变形部分为弧形形状记忆聚合物材料，内部设置有电阻丝，所述非变形部分为直线型，中心设置有连接孔；所述伸缩机构的顶端支臂的非变形部分的上端设置有连接孔。所述伸缩机构的底端支臂的非变形部分的下端设置有连接孔。如图5所示，本技术的工作原理及使用方法如下：步骤一：通电使支臂变形部分的电阻丝加热，进行热刺激，使支臂变形部分处于高于形状记忆聚合物玻璃态转化温度的环境中，第二承压板4固定在平面上，对第一承压板1施加轴向载荷使该机构处于图2所示的压缩状态；步骤二：保持第二承压板4位置不变，断开通电加热降低温度至室温，直至变形部分表面温度达到室温后，撤销施加于第一承压板1上的轴向载荷；步骤三：将压缩后的该机构再次通电，使电阻丝加热，进行热刺激使其于高于形状记忆聚合物玻璃态转化温度的环境中，变形部分在环境热刺激激励下展开至压缩前状态，使整个机构展开至图1所示状态。本技术，通过控制支臂变形部分内电阻丝通电或断电，即可实现升降功能。本技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本技术说明书而对本技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，其特征在于：/n包括伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有第一承压板（1），底部设置有第二承压板（4），所述伸缩机构由多个支臂（2）互相交叉连接构成，所述支臂（2）包括变形部分和非变形部分，所述变形部分和非变形部分二者依次连接构成S型结构，所述变形部分为弧形形状记忆聚合物材料，内部设置有电阻丝，所述非变形部分为直线型，中心设置有连接孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，其特征在于：
包括伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有第一承压板（1），底部设置有第二承压板（4），所述伸缩机构由多个支臂（2）互相交叉连接构成，所述支臂（2）包括变形部分和非变形部分，所述变形部分和非变形部分二者依次连接构成S型结构，所述变形部分为弧形形状记忆聚合物材料，内部设置有电阻丝，所述非变形部分为直线型，中心设置有连接孔。


2.根据权利要求1所述的一种基于4D打印形状记忆材料的升降机构，其特征在于：
所述第一承压板（1）底部两侧对称设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张问采，李端玲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61