專利名稱：可電釋放的鉤圈接合件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及熟知的以商標(biāo)VELCRO(維可牢)銷售的這類鉤圈接合件。具體地，本發(fā)明涉及這樣一種鉤圈接合件，其中接合件的兩個(gè)半部在不施加直接外力的情況下能夠通過(guò)外部裝置從相互接合的狀態(tài)釋放。
背景技術(shù)：
鉤圈接合件在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，而且已經(jīng)成功地用于各種用途。接合件的一半與另一半的牢固接合以及分開(kāi)兩個(gè)半部時(shí)要求相當(dāng)大的力量是這種接合件十分流行的重要原因。然而，為了分開(kāi)兩個(gè)半部所必須施加的外力、實(shí)現(xiàn)分開(kāi)所需要的短暫但有限的時(shí)間、以及分離過(guò)程所具有的遞增或漸進(jìn)特性，使得這種分離過(guò)程在某些情況下變得困難和/或不能令人滿意。
已知分離過(guò)程固有的這種遞增特性，要求逐漸將兩個(gè)半部“剝離”分開(kāi)，使得鉤圈接合件在沒(méi)有足夠空隙進(jìn)行剝離或翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中不能令人滿意和/或十分困難。類似地，當(dāng)需要進(jìn)行較為“瞬時(shí)”的分離如卡扣分離時(shí)，將其中一半從另一半上“剝離”所需的有限時(shí)間往往會(huì)妨礙鉤圈接合件的使用。為“重荷”用途而設(shè)計(jì)的具有相當(dāng)大保持力的鉤圈接合件可能需要有同樣大的分離力。在這種情況下的分離力可能超過(guò)某些使用者的能力，從而更加限制了這些固定器件的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉤圈接合件，使分開(kāi)兩個(gè)配合半部所需的時(shí)間和力量減到最小。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供利用現(xiàn)有材料和已知技術(shù)能夠十分容易地制造的鉤圈接合件。本發(fā)明鉤圈接合件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，如果需要的話，能夠使兩個(gè)半部自動(dòng)分離。而且，甚至分離可以遙控實(shí)現(xiàn)，不需要直接施加外力。
根據(jù)本發(fā)明的鉤圈接合件能夠以十分傳統(tǒng)的方式來(lái)制造，但是，在市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的形狀記憶合金材料如鎳鈦諾(Nitinol)必須用來(lái)形成鉤元件的至少一部分。形狀記憶合金材料構(gòu)成本發(fā)明鉤圈接合件的關(guān)鍵性元件。
形狀記憶合金材料，亦稱“肌肉導(dǎo)線”的一個(gè)重要特征是可電響應(yīng)，因此當(dāng)電流流經(jīng)時(shí)可改變其形狀。具體地，導(dǎo)線形式的形狀記憶合金材料在流經(jīng)導(dǎo)線的電流作用下其長(zhǎng)度會(huì)收縮。本發(fā)明根據(jù)形狀記憶合金導(dǎo)線的這一特性，通過(guò)讓電能流經(jīng)接合件的鉤部使鉤圈接合件的兩個(gè)半部能夠相互分離。即，當(dāng)施加電勢(shì)時(shí)，使鉤變直，松開(kāi)其“鉤”狀。
通過(guò)選擇性地施加電能使鉤呈現(xiàn)直線“記憶”形狀，可釋放鉤與圈的聯(lián)鎖接合，從而使接合件的兩個(gè)半部立即相互分離。根據(jù)這點(diǎn)，現(xiàn)在知道將電能施加到適當(dāng)構(gòu)造的鉤圈接合件上可以使這種接合件的圈部與鉤部分離且不需要施加外力。即，如果需要的話，只用電能就可以在遠(yuǎn)距離使接合組件分離。關(guān)于這點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到一般需要有物理移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)接合件兩個(gè)半部的實(shí)際分離。在許多應(yīng)用中，這種移動(dòng)可以在鉤元件“變直”之后僅僅通過(guò)重力來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，關(guān)于這一點(diǎn)，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到可以采用根據(jù)本發(fā)明分離方法和裝置的各種不同構(gòu)造方式來(lái)實(shí)現(xiàn)接合件兩個(gè)半部的物理分離。
在所公開(kāi)的本發(fā)明實(shí)施例中，常規(guī)形式的由兩部分組成的鉤圈接合組件是用可彎曲的導(dǎo)電材料作為鉤元件的一部分而制成的。具體地，在接合件的鉤半部中，鉤元件至少一部分是用導(dǎo)電的形狀記憶合金材料如鎳鈦諾制成的。都知道導(dǎo)線或窄條形狀的鎳鈦諾在電流作用下其長(zhǎng)度會(huì)收縮。本發(fā)明考慮使用這種形狀記憶合金導(dǎo)線或條帶。雖然材料的膨脹或收縮都是可行的，但是收縮被認(rèn)為是更有效，因而是更可取的特征。
所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠很容易地認(rèn)識(shí)到，用具有膨脹或收縮特性的材料制成的導(dǎo)線或條帶可以相互平行的方式與另一種“惰性”材料相連以形成單個(gè)元件，類似于普通恒溫器中的雙金屬元件。當(dāng)兩種材料的其中一種收縮或膨脹時(shí)，可以使這一元件按所要求的方式發(fā)生變形。本發(fā)明接合件中的鉤元件就是這樣制作的。即，鉤狀元件通過(guò)將一段形狀記憶材料與惰性材料平行相連而制成，該組合體做成所要求的鉤狀。因此，當(dāng)有電流經(jīng)過(guò)形狀記憶“肌肉導(dǎo)線”，使鉤的外周緣從其未通電長(zhǎng)度縮短時(shí)，在正常情況下為鉤狀的沿鉤狀外彎曲周緣布置的可收縮形狀記憶材料的元件將會(huì)伸直為直線狀或“桿”狀。鉤子外周緣的縮短可將鉤狀“打開(kāi)”而變直為“桿”狀，因?yàn)殂^子內(nèi)外周緣的長(zhǎng)度接近相等。所以，鉤子的常見(jiàn)或非記憶形式對(duì)應(yīng)于鉤圈接合件中使用的傳統(tǒng)“鉤”狀，而正常情況下為鉤狀的元件在通電之后的“記憶”形狀基本上是直線狀或桿狀，不呈現(xiàn)任何顯著的鉤狀。
很容易看出在接合件第一個(gè)半部上基本變直而沒(méi)有任何倒彎“鉤”狀的桿狀元件將與接合件第二個(gè)半部上的圈元件脫離鎖定接合或固定接合的狀態(tài)。根據(jù)這種材料的已知特性，利用流經(jīng)形狀記憶合金導(dǎo)線材料的電流可以使所形成的鉤狀元件轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲睏U“記憶”狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，鉤半部的底面材料最好是導(dǎo)電的。按照在此確定的方式將兩種材料結(jié)合起來(lái)并切割和加工成鉤件，然后利用適當(dāng)?shù)囊阎圃旒夹g(shù)將鉤件沿大體上直立的方向固定到所要求的底面上。類似地可以選擇用來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)鉤子的形狀記憶合金部分與導(dǎo)電底面材料之間所必需的電連接的技術(shù)。用于這一目的的技術(shù)選擇在大多數(shù)情況下將根據(jù)經(jīng)濟(jì)性方面的考慮來(lái)決定。
經(jīng)濟(jì)性方面的考慮同樣也會(huì)影響到用來(lái)使電流能夠更加容易地流經(jīng)形狀記憶合金材料的技術(shù)選擇。例如，對(duì)于根據(jù)上述方式制造的接合件鉤部，接合件的圈半部可以用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料制成，使得電流能夠沿著從鉤半部延伸到圈半部導(dǎo)電材料的電路流經(jīng)鉤元件。
作為形成從鉤到圈電路的另一種可供選擇的方式，每個(gè)鉤元件可以用兩種分開(kāi)的導(dǎo)電材料長(zhǎng)度部分構(gòu)成，在鉤子的開(kāi)口端相互電連接；利用這種方式，通過(guò)每個(gè)鉤元件的電路從其中一種材料長(zhǎng)度部分的底端延伸到其自由端，然后從另一種材料長(zhǎng)度部分的自由端延伸到其底端。兩種材料長(zhǎng)度部分中每一種底端的單獨(dú)電連接可以通過(guò)各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，用具有第一導(dǎo)電層和由電絕緣層隔開(kāi)的第二導(dǎo)電層的復(fù)合薄片材料形成鉤部的底面，并使鉤子的其中一種導(dǎo)電元件連接到第一導(dǎo)電層，鉤子的另一種導(dǎo)電元件連接到第二導(dǎo)電層。
簡(jiǎn)要地，可以提供使電路的兩個(gè)端部電連接的各種方法，但不管使用何種方法，最終都要能夠在每個(gè)鉤子的形狀記憶合金部分的端部之間施加電勢(shì)差。當(dāng)施加電勢(shì)差時(shí)，經(jīng)過(guò)鉤元件的形狀記憶合金材料的電流將使它們呈現(xiàn)其縮短或伸長(zhǎng)的“記憶”狀態(tài)，從而使鉤元件變直并脫離圈元件以釋放接合件的兩個(gè)半部。一般來(lái)說(shuō)，鉤元件的伸直狀態(tài)將由電流來(lái)保持。如果在接合件的兩個(gè)半部之間形成電路，很顯然一旦兩個(gè)半部分開(kāi)，電流將中斷。作為選擇方案，如果電路是在鉤內(nèi)形成而與圈無(wú)關(guān)，那么電流將持續(xù)直至由開(kāi)關(guān)或類似的裝置故意斷開(kāi)。在形狀記憶材料技術(shù)領(lǐng)域中，選擇具有較長(zhǎng)或較短“恢復(fù)時(shí)間”的材料將決定電流中斷之后鉤子還能保持在基本上伸直狀態(tài)多久。
現(xiàn)在可以知道，無(wú)須施加任何外力就可以實(shí)現(xiàn)相互接合的兩個(gè)接合件半部的分離，因此，如果需要的話可以遠(yuǎn)距離控制接合件的釋放。所要做的只是施加電能使電流經(jīng)過(guò)鉤圈接合組件鉤部的每個(gè)鉤元件的肌肉導(dǎo)線部分。優(yōu)選的是，將開(kāi)關(guān)或其它適當(dāng)?shù)碾娏骺刂蒲b置串聯(lián)到包含組件鉤部的電路，使得能夠按需要選擇性地讓電流經(jīng)過(guò)該電路或是使電流中斷。


結(jié)合附圖參考以下說(shuō)明書(shū)將使本發(fā)明的這些和其它的特征、優(yōu)點(diǎn)變得更加清楚，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉤圈接合組件的兩個(gè)半部的簡(jiǎn)化的局部側(cè)視圖；圖2是處于接合關(guān)系的圖1中鉤圈接合組件的兩個(gè)半部的局部側(cè)視圖；圖3是圖1的鉤圈接合組件的局部側(cè)視圖，示出了接合件對(duì)通過(guò)電流作出的反應(yīng)；圖4是本發(fā)明鉤圈接合件的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，示出了對(duì)應(yīng)電路的細(xì)節(jié)；和圖5是本發(fā)明鉤圈接合件另一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，示出了修改的電路。
具體實(shí)施例方式
在下面的說(shuō)明中，所公開(kāi)實(shí)施例的某些細(xì)節(jié)如電路、互連、材料和技術(shù)等都是說(shuō)明性而非限制性的，是為了能夠更加清楚和徹底地了解本發(fā)明。但是，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以用并非完全符合在此所述細(xì)節(jié)的其它形式和實(shí)施例來(lái)具體實(shí)施本發(fā)明。而且，在這個(gè)意義上，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，對(duì)于眾所周知的裝置、電路和方法的詳細(xì)介紹都省去以避免不必要的細(xì)節(jié)可能引起混淆。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，圖1中的鉤圈接合組件10可以看作由圈半部12和配對(duì)的鉤半部14組成。在這種情況下，圈半部12具有圈底面16，帶有許多基本上沿法線方向延伸的圈元件18。組件10中配對(duì)的鉤半部14具有鉤底面20，帶有許多基本上沿法線方向延伸的鉤元件21。
圈元件18的形狀和總體功能與已知鉤圈接合件中圈半部及圈元件的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)一樣；因此，這里將不再詳細(xì)介紹這一結(jié)構(gòu)的這些方面。關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到每個(gè)圈元件18都具有由圍繞的“圈”狀構(gòu)成的敞開(kāi)中心部分26。而且，還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到圈元件18可以用眾所周知的各種方法制成并連接到圈底面16上，比如將許多互連的纖維材料螺旋圈固定到底面16上，如附圖所示，或者可以用已知的制造和/或模制工藝將單獨(dú)的圈形與圈底面16的材料整體形成。
接著，鉤部14的每個(gè)鉤元件21從固定端22延伸到自由端23，自由端23位于遠(yuǎn)離固定端22的鉤狀24開(kāi)口端25。固定端22連接到鉤底面20并延伸出。在鉤圈接合件的傳統(tǒng)方式中，當(dāng)迫使鉤部14與圈部12處于相互對(duì)接關(guān)系時(shí)，鉤狀24延伸到圈元件18之間。當(dāng)迫使接合件的兩個(gè)半部12、14相互面對(duì)時(shí)，至少一些在鉤21的自由端23的鉤狀24穿過(guò)并纏住圖1中所示的圈18的敞開(kāi)部分26，從而以眾所周知的方式將接合組件10的兩個(gè)半部12、14“鎖扣”起來(lái)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方式，兩個(gè)半部12、14的分開(kāi)可以通過(guò)沿相反方向施加足夠的外力將兩個(gè)部分相互拉開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方式的分開(kāi)可“放開(kāi)”彎曲的彈性鉤狀24直至變直到足以從圈18的敞開(kāi)中心26滑出。這是眾所周知的傳統(tǒng)鉤圈接合件的工作方法。通過(guò)對(duì)可獲得的已知材料的適當(dāng)選擇，本發(fā)明的鉤圈接合件可以按照現(xiàn)有技術(shù)以及按照在此公開(kāi)的本發(fā)明方法來(lái)分開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明，圈半部12可以用導(dǎo)電材料制成，因此可以形成包括鉤元件21和圈半部12的電流通路。即，底面16上帶有許多基本上沿法線方向延伸的圈元件18的圈半部12可以作為導(dǎo)電材料的一個(gè)整體結(jié)構(gòu)形成?；蛘?，如果需要的話，圈半部12可以用覆蓋有導(dǎo)電材料的非導(dǎo)電材料制成，只要與導(dǎo)電涂層磨損有關(guān)的問(wèn)題能夠被滿意地解決。如本說(shuō)明書(shū)中將要公開(kāi)的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，圈半部12可以保持完全不導(dǎo)電。對(duì)每種形式的圈部12的一致要求是圈18以及底面16具有適當(dāng)?shù)目蓮澢?，使得能夠隨意實(shí)現(xiàn)接合組件10的兩個(gè)配對(duì)半部12、14的接合和分離。
鉤部14的結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成本發(fā)明的重要方面，因?yàn)殂^元件21在通過(guò)鉤部的電流作用下會(huì)變直。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)鉤元件21的至少一部分是用形狀記憶合金材料如鎳鈦諾制成的，這種材料常常被稱作“肌肉導(dǎo)線”。形狀記憶材料的一個(gè)已知特征是能夠做成根據(jù)電能膨脹或收縮。因此導(dǎo)線形式的形狀記憶材料可以根據(jù)所施加的電勢(shì)縮短或伸長(zhǎng)。在本發(fā)明中，大體上可彎曲的導(dǎo)電形狀記憶導(dǎo)線被加入圖1和2所示鉤元件21的鉤狀中。如下文中所介紹的，鉤元件是這樣設(shè)計(jì)的，使得當(dāng)有電勢(shì)施加在鉤元件的自由端23和固定端22之間時(shí)，鉤元件將從圖1和2中所示的鉤狀24基本上變直為如圖3和4所示的在鉤元件21的固定端22和自由端23之間延伸的直桿狀。
本發(fā)明的鉤元件21利用形狀記憶導(dǎo)線的伸長(zhǎng)/縮短特性，對(duì)電能的流動(dòng)作出反應(yīng)使鉤元件21的形狀從通常的鉤狀改變?yōu)榛旧现钡臈U狀。這是用與熱雙金屬元件對(duì)熱能作出反應(yīng)類似的工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
如圖2中清楚所示，每個(gè)鉤元件21的復(fù)合體包括第一長(zhǎng)度部分和第二長(zhǎng)度部分，其中第一長(zhǎng)度部分由可彎曲的形狀記憶導(dǎo)線或片條材料27構(gòu)成，第二長(zhǎng)度部分最好用不同的可彎曲材料28制成，第一長(zhǎng)度部分和第二長(zhǎng)度部分以平行并列的關(guān)系連接在一起。在靜止?fàn)顟B(tài)，即在沒(méi)有電能的情況下，復(fù)合體保持其“鉤”狀。當(dāng)在形狀記憶長(zhǎng)度部分27的固定端22和自由端23之間施加電勢(shì)差時(shí)，長(zhǎng)度部分27的膨脹或收縮作用可克服材料長(zhǎng)度相對(duì)固定部分28的彎度使鉤元件變直或變?yōu)榻朴谥睏U狀。這種變直只需要足以使鉤24能夠松開(kāi)其“抓緊”狀態(tài)，即接合到圈18的敞開(kāi)中心26中的狀態(tài)。
具體地，如果在電能作用下能夠收縮的這種“肌肉導(dǎo)線”用于元件27，那么鉤元件21應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)計(jì)，使得形狀記憶材料長(zhǎng)度部分27緊貼鉤狀24的外彎曲邊緣布置；于是代表彎曲鉤狀24外周緣的材料27的長(zhǎng)度在電流作用下將變短，而內(nèi)長(zhǎng)度部分28的尺寸將保持不變。于是，鉤狀24將變直，因?yàn)槠鋬?nèi)外周緣的尺寸接近于相等。
關(guān)于形狀記憶材料的膨脹和/或收縮，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在電能作用下伸長(zhǎng)的形狀記憶導(dǎo)線或條帶可以用來(lái)代替收縮材料或與之結(jié)合，這是通過(guò)將這種形狀記憶材料用作鉤狀24的內(nèi)彎曲部分或與外彎曲部分結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)重負(fù)載應(yīng)用下需要有增加的力量或者當(dāng)采用特別僵硬的可彎曲材料時(shí)，將膨脹型材料用作鉤狀的內(nèi)彎曲部分，并將收縮型材料用作鉤狀的外彎曲部分的這種組合方式特別有效。
如本說(shuō)明前面所提到以及在附圖4中所示出的，電連接件32、33與接合件的鉤半部14相連，使電源34將電勢(shì)差施加在鉤元件21的形狀記憶材料長(zhǎng)度部分27的固定端22和自由端23之間。即，電源34與電控制開(kāi)關(guān)40串聯(lián)，而電源34和開(kāi)關(guān)40又通過(guò)電連接件32、33與包含形狀記憶材料長(zhǎng)度部分27的導(dǎo)電路徑串聯(lián)，使得由鉤元件21代表的導(dǎo)電路徑位于開(kāi)關(guān)40和電源34之間。
關(guān)于連接件32、33與鉤元件21的電連接，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到導(dǎo)電材料的“端部”并不一定需要連接在其實(shí)際的物理末端，靠近其端部的連接一般來(lái)說(shuō)都能滿足在此公開(kāi)的目的。電連接件32、33可以具有任何一種適當(dāng)?shù)囊阎问?，包括可分開(kāi)的連接器和終端連接器。如果使用可分開(kāi)的連接器，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到只需將兩個(gè)連接件中的一半連接到本發(fā)明的接合件上，而每個(gè)可分開(kāi)連接器的其余一半用來(lái)與外部裝置、電源和/或設(shè)備建立電連接。
當(dāng)長(zhǎng)度部分28由在其自由端與長(zhǎng)度部分27串聯(lián)的導(dǎo)電材料構(gòu)成時(shí)，為了形成與鉤21的電連接，鉤部14的底面20可以由復(fù)合材料構(gòu)成，這種復(fù)合材料包括第一導(dǎo)電薄片29和由中間絕緣薄片31隔開(kāi)并電絕緣的第二導(dǎo)電薄片30。對(duì)于安裝在這種形式底面20上的鉤元件21，設(shè)在薄片29中的孔35使得導(dǎo)電材料長(zhǎng)度部分28能夠延伸通過(guò)薄片29而不與之電接觸，因此它們能夠延伸到與第二導(dǎo)電薄片30電接觸。每個(gè)鉤元件21中的導(dǎo)電形狀記憶長(zhǎng)度部分27同樣直接接觸薄片29。因此，連接到薄片29的電連接件32以及連接到薄片30的電連接件33使得能夠容易地在鉤元件21的導(dǎo)電長(zhǎng)度部分27、28的固定端22之間施加電勢(shì)差。
在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，如圖4所示，電源34與電控制開(kāi)關(guān)40串聯(lián)，而電源34和開(kāi)關(guān)40又通過(guò)電連接件32、33與由鉤元件21的長(zhǎng)度部分27、28以及導(dǎo)電薄片29、30構(gòu)成的電路串聯(lián)。
在圖5所示的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，鉤元件21中只有一種導(dǎo)電材料27；如前面所介紹的，圈元件18是用電互連的導(dǎo)電材料連續(xù)線圈如導(dǎo)線制成的，因此提供了可用于所要接合的鉤元件導(dǎo)電表面的外露導(dǎo)電表面。在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，鉤部14的底面20包含至少一個(gè)與鉤21的形狀記憶材料長(zhǎng)度部分27電連接的導(dǎo)電材料薄片29，通過(guò)電連接到薄片29的電連接件32可使電源34的一側(cè)與鉤21的長(zhǎng)度部分27相連。此外，圈部12的底面16可以包含電連接到圈元件18和連接件33的單個(gè)導(dǎo)電材料薄片30，或者可以將導(dǎo)電薄片30完全省去而使電連接件33直接連接到導(dǎo)電的圈18以完成電源34另一側(cè)的電連接。
在圖4和圖5所示的本發(fā)明實(shí)施例中，電源34與電控制開(kāi)關(guān)40串聯(lián)，而電源34和開(kāi)關(guān)40在這種情況下又通過(guò)電連接件32、33與由鉤元件21和圈元件18構(gòu)成的電路串聯(lián)。
雖然已經(jīng)示出并介紹了本發(fā)明方法和器件的優(yōu)選實(shí)施例，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在不背離在此公開(kāi)并在所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以容易地設(shè)想出各種其它形式和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種可電釋放的鉤圈接合組件(10)，包括圈半部(12)，其圈底面(16)上帶有許多延伸出的圈元件(18)；鉤半部(14)，其鉤底面(20)上帶有許多延伸出的鉤元件(21)；所述鉤元件具有安裝在所述鉤底面上的固定端(22)和遠(yuǎn)離所述固定端的自由端(23)，以形成鉤狀(24)；所述鉤元件的尺寸，當(dāng)所述圈半部和所述鉤半部按壓而相互接觸時(shí)，可機(jī)械接合所述圈元件；所述鉤元件包括第一長(zhǎng)度部分(27)和第二長(zhǎng)度部分(28)，所述第二長(zhǎng)度部分(28)用可彎曲的材料制成，所述第一長(zhǎng)度部分(27)用可彎曲的電響應(yīng)和電傳導(dǎo)的形狀記憶材料制成，這種類型的記憶材料在流經(jīng)的電流作用下從第一形狀變?yōu)榈诙螤?；至少與所述鉤半部相連的裝置(32、33)，可在所述鉤元件的所述固定端和所述自由端之間施加電勢(shì)差；且所述形狀記憶材料制成的長(zhǎng)度部分設(shè)置成，當(dāng)在其端部之間施加電勢(shì)差時(shí)，在所述形狀記憶材料的形狀變化的作用下所述鉤狀可基本上變直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，還包括至少與所述接合組件的所述鉤半部電連接的電連接件(32、33)，與其間的所述鉤元件形成串聯(lián)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，其特征在于，所述第一材料長(zhǎng)度部分和第二材料長(zhǎng)度部分以平行對(duì)接的方式連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，其特征在于，所述第二材料長(zhǎng)度部分(28)是導(dǎo)電的，且所述第二材料長(zhǎng)度部分與所述第一材料長(zhǎng)度部分(27)沿其長(zhǎng)度電絕緣，所述第一材料長(zhǎng)度部分和第二材料長(zhǎng)度部分緊貼所述鉤元件(21)的自由端相互電連接以形成串聯(lián)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，其特征在于，所述第一材料長(zhǎng)度部分(27)是在電流作用下收縮的形狀記憶材料；而所述第二材料長(zhǎng)度部分(28)是在電流作用下伸長(zhǎng)的形狀記憶材料；所述組件還包括與所述鉤底面相連的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料電連接到每個(gè)所述鉤元件的所述形狀記憶材料的所述固定端；和與所述鉤底面上的所述導(dǎo)電材料相連的第一電連接部位和與所述圈元件的所述導(dǎo)電表面相連的第二電連接部位，當(dāng)所述鉤元件與所述圈元件電接觸和物理接觸時(shí)，可使電流流經(jīng)在每個(gè)所述鉤元件的所述固定端和所述自由端之間的所述形狀記憶材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，還包括與所述第一材料長(zhǎng)度部分的所述固定端電連接的第一電連接件(32)，以及與所述第二材料長(zhǎng)度部分(28)的所述固定端電連接的第二電連接件(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，還包括與所述第一材料長(zhǎng)度部分的所述固定端電連接的第一電連接件(32)，以及與所述第二材料長(zhǎng)度部分(28)的所述固定端電連接的第二電連接件(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，其特征在于，所述圈元件具有導(dǎo)電表面，當(dāng)所述接合組件的所述第一和第二半部相互接合時(shí)，所述導(dǎo)電表面可與所述鉤元件的所述第一材料長(zhǎng)度部分電接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，其特征在于，所述圈元件由連續(xù)電互連的螺旋導(dǎo)線構(gòu)成，當(dāng)所述接合組件的所述第一和第二半部相互接合時(shí)，所述螺旋導(dǎo)線可與所述導(dǎo)電的第一材料長(zhǎng)度部分電接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，還包括與所述第一材料長(zhǎng)度部分的所述固定端電連接的第一電連接件(32)，以及與所述圈元件電連接的第二電連接件(33)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可電釋放的鉤圈接合組件(10)，還包括與所述第一材料長(zhǎng)度部分的所述固定端電連接的第一電連接件(32)，以及與所述圈元件電連接的第二電連接件(33)。
12.一系統(tǒng)，用來(lái)電釋放鉤圈接合件兩個(gè)相互接合的半部，所述系統(tǒng)包括圈半部(12)，其圈底面(16)上帶有許多延伸出的圈元件(18)；鉤半部(14)，其鉤底面(20)上帶有許多延伸出的鉤元件(21)；所述鉤元件具有安裝在所述鉤底面的固定端(22)和遠(yuǎn)離所述固定端的自由端(23)，以形成鉤狀(24)；所述鉤元件的尺寸，當(dāng)所述圈半部和所述鉤半部按壓而相互接觸時(shí)，可機(jī)械接合所述圈元件；所述鉤元件包括第一長(zhǎng)度部分(27)和第二長(zhǎng)度部分(28)，所述第二長(zhǎng)度部分(28)用可彎曲的材料制成，所述第一長(zhǎng)度部分(27)用可彎曲的電響應(yīng)和電傳導(dǎo)的形狀記憶材料制成，這種類型的記憶材料在流經(jīng)的電流作用下從第一形狀變?yōu)榈诙螤?；所述形狀記憶材料制成的長(zhǎng)度部分設(shè)置成，當(dāng)在其端部之間施加電勢(shì)差時(shí)，在所述形狀記憶材料的形狀變化的作用下所述鉤狀可基本上變直；電通-斷控制開(kāi)關(guān)裝置和電源，相互串聯(lián)并與所述形狀記憶材料的第一長(zhǎng)度部分串聯(lián)，當(dāng)接通所述開(kāi)關(guān)時(shí)可形成通過(guò)所述第一材料長(zhǎng)度部分的電路，而當(dāng)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)時(shí)，所述電路中斷；和至少與所述鉤半部相連的裝置(32、33)，可向所述鉤元件的所述固定端和自由端之間施加電勢(shì)差。
全文摘要
一種可電釋放的鉤圈接合件(10)，在不施加直接外力到接合件任何一半的情況下，該接合件的一半能夠從另一半上釋放。接合件的鉤元件(21)是用形狀記憶合金材料(27)如市場(chǎng)上可買(mǎi)到的鎳鈦諾制成的。鉤半部(14)與圈半部(12)的釋放是通過(guò)使電流流經(jīng)形狀記憶合金材料使鉤元件(21)變直而脫離圈(18)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過(guò)鉤半部的電流使鎳鈦諾材料(27)的長(zhǎng)度膨脹或收縮而改變其形狀；這種形狀變化作用在長(zhǎng)度保持不變或形狀沿相反方向變化的另一種材料(28)上，使所述鉤狀變直為桿狀。在電流終止之后，鉤元件(21)恢復(fù)其鉤狀，當(dāng)以傳統(tǒng)方式使接合件的兩個(gè)半部配合時(shí)，可與圈元件(18)重新接合。釋放和重新接合基本上可以無(wú)限次地重復(fù)進(jìn)行。
文檔編號(hào)A44B18/00GK1646815SQ03807964
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
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