柱栓固定器和稳定装置 本申请是是基于名称为“柱栓固定器和稳定装置”、申请日为2006年3月30日的第200680010867.9号申请的分案申请。
【技术领域】
本发明涉及固定器组件和稳定装置。本发明尤其涉及一种具有有助于防止固定器机构被污染的可滑动塞子的固定器。本发明还涉及一种用于减少例如固定器的形状记忆合金丝上应力的稳定装置。
背景技术
在第一方面，本发明涉及一种柱栓固定器。在许多应用中柱栓固定器是有效的。例如，可以将它们连接到门框上并使其适于接受门上的柱栓，用来关闭门。柱栓固定器也可以用于许多其他的应用场合。在第二方面，本发明涉及一种稳定装置，特别是用于(但是不局限于)采用形状记忆合金丝的固定组件。该稳定装置可以被操作，以减少形状记忆合金丝上的应力。
这里结合编号为No.2004905399(“临时申请”)的澳大利亚临时专利申请作为参考，其中公开了如下特征：
具有锁定腔的柱栓；
适于接受柱栓的孔；
适于与所述锁定腔接合的锁定装置；和
通过转动装置可以转动的梭动件，所述转动装置包括在激活时适于收缩的材料，所述梭动件在锁定位置和解锁位置之间可以通过转动装置转动，在锁定位置所述锁定装置与所述锁定腔接合，在所述解锁位置所述锁定装置不与所述锁定腔接合。
在该临时申请中描述了一个优选的固定器的实施例，并且其中有一个特别优选的实施例。结合国际专利申请PCT/AU2004/000623描述了第二个实施例，其内容也结合在这里作为参考。为了简便起见，第一实施例的一些特征在下面没有陈述。
第一实施例(临时申请)
柱栓可以制成销或者栓(peg)的形式，其中锁定腔优选为整个柱栓周围或者其一部分周围的凹槽。优选地，在锁定腔的区域中，柱栓具有圆形截面，该发明不局限于该实施例。
适于接受柱栓的孔优选具有与所述柱栓的截面形状相同的形状，例如为圆形。所述孔可以具有任何其它适合的形状。
适于与所述锁定腔接合的锁定装置优选为一个或者多个适合与所述锁定腔例如凹槽接合的齿；
通过转动装置可以转动的梭动件可以在锁定位置和解锁位置之间转动，在锁定位置所述锁定装置例如齿与所述锁定腔例如凹槽接合，在所述解锁位置所述锁定装置不与所述锁定腔接合。所述梭动件优选地包括在锁定位置与锁定装置接合以及在解锁位置不与锁定装置接合或者移动锁定装置使其不与锁定腔接合的装置。
在一个特别优选的实施例中，所述梭动件具有一个或者多个孔，锁定装置在解锁位置可以接纳在所述一个或者多个孔中。当例如齿的锁定装置不处于这些孔中时，所述梭动件被设计成将锁定装置推入到锁定腔中，因此推入到锁定位置中。
在另一个实施例中，梭动件可以包括适合于接合所述锁定装置的装置或者与该装置关联，当梭动件转动到解锁位置时，梭动件将锁定装置从与锁定腔的接合状态中拉出来。
通过转动装置可以转动的梭动件包括在激活时适于收缩的材料。优选地，所述材料是如下讨论的形状记忆合金丝。更优选的是，形状记忆合金丝缠绕在梭动件的周围，所述梭动件可以在固定器的主体中转动。形状记忆合金丝的一端连接到梭动件上，另一端连接到固定器的不转动部分上。当形状记忆合金丝被施加适当的能量而达到必须的温度从而使形状记忆合金丝收缩时，梭动件可以从锁定位置转动到解锁位置。为了使梭动件从解锁位置转动到锁定位置，类似地可以将第二形状记忆合金丝连接到梭动件上。
目前已知的形状记忆合金通常主要或者全部由钛和镍制造。它们也可以包括其它材料，例如铝、锌和铜。在低于预定的转变温度时，形状记忆合金能够处于一种形状，一旦温度超过该转变温度，就变化到第二种形状。反过来，当形状记忆合金被冷却到该转变温度以下，它能够重新处于第一种形状。
目前可以买到的例如以商标Nitinol出售的形状记忆合金丝通过加热激活时能够收缩大约3％。
适于在激活时收缩的材料的激活通常优选采用电阻加热的方法，其中采用连接到该组件的电线。
该发明的固定器可以包括锁持状态传感器，该传感器可以报告是否固定器处于锁定状态还是解锁状态。这些传感器例如可以起到一个簧片开关的作用，这样当传感器形成接触时，根据固定器的结构，产生固定器处于锁定状态或者解锁状态的报告。锁持状态传感器还可以通过完成一个电路来工作。还可以使用其它的感测结构和装置。 该发明的固定器还优选包括将固定器偏置到锁定状态的例如弹簧的偏置装置。该发明的固定器还优选包括弹射弹簧，该弹射弹簧在锁定装置不再与锁定腔接合时帮助弹射柱栓。
在优选实施例中，该发明的固定器还包括用于感测形状记忆合金丝温度的温度传感器。这样就可以根据感测到的温度来调节施加到形状记忆合金丝上的能量的数量，以顾及变化的条件。例如，如果温度较低，可能需要传输大量地电能来将形状记忆合金丝加热到希望的温度。相反，如果温度高，为了使形状记忆合金丝收缩，输送到形状记忆合金丝上的电能的数量可能会很小。在这一方面，温度传感器可以实现负反馈并调节电能的输送。
可选地，该发明的固定器具有手动超驰装置，即使在梭动件不能转动到解锁位置时，固定器也可以被释放。例如，如果没有电能来激活形状记忆合金丝，或者如果固定器由于一些原因失效，那么手动超驰装置可能是必须的。在该临时专利申请中公开了一种手动超驰装置，这里就不再详细描述了。
【发明内容】
本发明的第一方面
已经发现，对上面描述的固定器可以做有用的修改，下面对此描述如下：
优选地，所述固定器包括在机械卡死或者承受特别大的载荷时，在激活时适于收缩的材料上释放应力的装置。优选地，该装置呈过载弹簧(overstress spring)的形式。这一点在国际专利申请PCT/AU2004/001580中已经公开。其说明书的内容也可以结合在此作为参考。
优选地，所述固定器包括在解锁状态下可以封闭固定器的孔的塞子。因此，本发明提供一种固定器，其包括：
具有锁定腔的柱栓；
适于接受所述柱栓的孔；
适于与所述锁定腔接合的锁定装置；和
通过转动装置可以转动的梭动件，所述转动装置包括在激活时适于收缩的材料，所述梭动件在锁定位置和解锁位置之间可以通过所述转动装置转动，在所述锁定位置所述锁定装置与所述锁定腔接合，在所述解锁位置所述锁定装置不与所述锁定腔接合；以及
塞子，在所述孔不被所述柱栓占据时，所述塞子可以在所述梭动件中滑动以封闭所述孔。
优选地，所述塞子通过压缩弹簧向所述孔偏置，当所述锁定装置从所述柱栓的锁定腔中脱开时，所述压缩弹簧还起弹射所述柱栓的作用。优选地，所述压缩弹簧比该临时申请的附图中所公开的弹簧长并且粗壮。
还优选的是，所述塞子在占据所述孔时提供不透流体的密封，以防止固定器的机构受到污染。
在该临时申请中，讨论了所包含的锁持状态传感器。所述锁持状态传感器能够检测固定器处于锁定状态还是解锁状态。还给出了一个簧片开关的示例，该簧片弹簧不是限制性的。如另一个示例所示，也可以使用光学传感器。光学传感器可以检测柱栓是否保持在固定器组件中，是否梭动件处于完全锁定状态。如果固定器只是被部分锁定，例如如果梭动件没有完全锁定齿，那么传感器可能会报告这种情况。光学传感器具有比机械传感器更长的寿命。
当在激活时适于收缩的材料是形状记忆合金丝时，例如Nitinol，优选的是Nitinol丝在收缩时受到较小的应变，以便延长寿期循环数。例如，如果Nitinol丝的收缩量从3％减少到2.5％时，丝的寿期循环数可以达300000次。
可以使用扭转弹簧来使所述形状记忆合金丝重新偏置，并驱使所述梭动件进入锁定位置。扭转弹簧比结合该临时申请中的附图所讨论的环状的弹簧具有更低的弹性系数。
还优选的是，当固定装置包括两个平行的Nitinol丝时，结合本发明的第二方面，使用下面涉及的稳定装置来确保所述两个丝来分享载荷，以便延长丝的使用寿命。本发明的这一方面不仅适用于该临时申请的柱栓固定器，还适用于使用两个形状记忆合金丝的各种其它组件。
本发明的第二方面
在第二方面，本发明提供了一种用于一个组件的稳定装置，所述组件包括第一形状记忆合金丝，当该组件中的第二形状记忆合金丝不收缩时，所述第一形状记忆合金丝适于收缩，其中所述稳定装置包括用于连接到每一个所述形状记忆合金丝上的摇板，当所述第一形状记忆合金丝收缩时，所述摇板适于枢转，以减少在所述第一形状记忆合金丝上的应力，同时在不收缩的第二形状记忆合金丝上增加应力。
稳定装置的一个示例结合附图在下面示出。其它的结构也可以适用。
【附图说明】
下面将借助于一些非限制性的实施例，结合附图来描述本发明，其中：
图1是本发明第一方面的实施例的透视图，其中柱栓固定器处于锁定位置，移去了一部分外壳体，省略了右侧的底部的某些部分。
图2是图1中的实施例的侧立面剖视图，其中安装有外壳体；
图3是根据图1的实施例的视图，其中柱栓处于解锁位置；
图4是根据图2的实施例的视图，其中柱栓处于解锁位置；
图5是本发明第二方面的稳定装置实施例的平面图，其中任一个形状记忆合金丝都没有承受应力。
图6是根据图5中的实施例在形状记忆合金丝承受应力后的视图。
【具体实施方式】
参照图1-4，固定器60包括具有锁定腔的柱栓54，锁定腔为周向凹槽56。固定器60包括可以通过压装(push-fit)而使柱栓54被接纳在其中的孔58(图2)。
固定器60包括八个齿62(图1中标记了其中三个齿)，每一个齿具有能够与凹槽56接合的舌部64(图2)。
梭动件66被安装成在外壳体68中的两个位置之间转动。第一位置如图1和2所示，其中当柱栓54在孔58中时，锁定凸起70在锁定位置将齿62保持在柱栓54的凹槽56中。第二位置如图3和4所示，其中梭动件66已经充分转动，使得齿62位于锁定凸起70之间的孔72中。在这一状态下，齿62不再保持锁定位置，即不再保持在柱栓58中的凹槽56中。
通过延伸穿过导向部73和75(图1)的形状记忆合金丝，梭动件66从一个位置转动到另一个位置。所述导向部73和75其中之一用于将梭动件66转动到锁定位置，另一个用于将梭动件转动到解锁位置。形状记忆合金丝通过卷曲保持器93连接，如图2和4所示。印刷电路板102为固定器60提供电能和指示，并处理报告。
固定器60包括后盖78。电能通过电线80提供。
在图2和4中还示有柱栓光学传感器83。该传感器感测柱栓54是处于锁定位置还是处于解锁位置，并能够向外部设备(未示出)报告。
固定器60还包括过载弹簧100(参见图1和图3)。
如图2和4最佳所示，在该实施例中，固定器60包括安装在探针89上的滑动的塞子87。压缩弹簧91用于促动滑动的塞子87到使孔58被封闭的位置，并用于在解锁时使柱栓54弹射。在锁定位置(图2)，光学传感器83检测探针89。这使得固定器60报告柱栓54被接合。当柱栓54被释放和弹射时，如图4所示，光学传感器83不再检测针89，固定器60可以报告柱栓被解锁。
现在参见图5和图6，其中示出了稳定装置120。
第一形状记忆合金丝104和第二形状记忆合金丝106中的每一个都通过适当的装置(未示出)连接到摇板108上。摇板108可以绕销114枢转并沿着每一个边缘110和112具有分别起形状记忆合金丝104和106的导向作用的凹槽。
如果丝104收缩，摇板108将绕销114枢转，以传递少量的应力，所述应力的形式为使丝106被拉长。如果丝106收缩(如图6所示)，相反的情况会发生。这样，当一个形状记忆合金丝受到的应力大于另一个形状记忆合金丝受到的应力时，在第一形状记忆合金丝上的应力通过向另一个形状记忆合金丝施加应力而在一个较小的程度上被减少。
工业实用性
如本领域技术人员容易理解的，这里公开的本发明不局限于提出的实施例，并且在许多领域具有广泛的应用，在相关的技术领域中具有显著的进步。特别是，本发明提供了一种较少受到污染的固定器，以及一种使用形状记忆合金进而能够增强操作和延长稳定装置寿命的稳定装置。