鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計

【前言】

形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經過多道工序制成的絲，財哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅動鈦絲發生運動。相比于傳統的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。鈦絲驅動技術（nitidrivetech）目前已經在航空航天、醫療、無人機、手機、汽車、機器人等科技領域投入使用。

本文通過公開分享、科普鈦絲驅動技術的可靠性設計經驗，方便大家在機械電子工業設計等領域快速有效地轉化為科技成果。

八、十大驅動機構模型

財哥回憶以往設計過的驅動機構模型，整理出來分享給大家參考借鑒。

下面的驅動機構模型，是財哥反復不斷迭代設計、手板驗證、開模、試產、投產的案例。都是在各種失敗過程中形成。在這里，財哥只講特點和注意事項，不分優劣。契合自己的產品才是重點，沒選對模型的應用，有可能造成劣勢或缺陷。請大家根據自己的產品，謹慎選擇相應的模型來設計。

0.直線驅動

直線驅動是最原始的驅動形態，其驅動特性直接照搬鈦絲的相關數據即可。

1.L型驅動

L型驅動特點、注意事項：

多了轉向滑輪。

轉向角盡量采用大于90°角度，降低摩擦力和力量損耗。

滑輪優先排序：擺動滑輪>銅環>不銹鋼環>鐵氟龍環>陶瓷環等。

2.V型驅動

V型驅動特點、注意事項：

多了轉向滑輪。

轉向角小于90°，力量內耗偏大。

滑輪優先排序：擺動滑輪>銅環>不銹鋼環>鐵氟龍環>陶瓷環等。

3.G型驅動

G型驅動特點、注意事項：

多個轉向滑輪。

驅動做功在驅動機構中心，力量內耗較大。

滑輪優先排序：擺動滑輪>銅環>不銹鋼環>鐵氟龍環>陶瓷環等。

4.U型驅動

U型驅動特點、注意事項：

相比直線驅動的前提下，驅動力量翻倍或冷卻恢復響應時間提高。

例如：

0.15mm的鈦絲，直線驅動力量是400g；（冷卻響應時間3S）

0.15mm的鈦絲，U型驅動力量是800g；（冷卻響應時間3S）

0.1mm的鈦絲，可以提供>400g（冷卻響應時間1.5S）

5.U型隔離驅動

U型隔離驅動特點、注意事項：

相比U型驅動，處于驅動件和被驅動件分離，可以有效的預防外在因素造成鈦絲過載而損壞。

6.三角函數驅動

三角函數驅動特點、注意事項：

較好的時間杠桿和位移杠桿特性、提供極快的冷卻響應時間

例如：0.1mm的鈦絲，可以提供50mS的響應時間。

7.雙穩態菱形驅動

雙穩態菱形驅動特點、注意事項：

特點在三角函數的基礎上，無初始載荷，鈦絲的力量最大化應用。

8.U型+三角復合驅動

U型+三角復核驅動特點、注意事項：

特點在三角函數的基礎上，提供征程式效果，增加終止位移狀態的力量加成。

9.琴弦結構驅動

琴弦驅動特點、注意事項：

特點在直線驅動模式的前提下，呈現疊加形態。擁有較大驅動位移量。

10.X型驅動

X型驅動特點、注意事項：

在某些場景，可以提供較大的位移量和穩定性，性能特征等同于三角函數驅動模型。

除了上述的10個典型案例，還有更多的衍生驅動模型，基本上都是為了滿足特定場景的設計需求的，財哥暫時就列這么多。

另外，每個驅動模型都有對應的上市的產品實物案例，為了避免被投訴，財哥就不一一隊列案例了。

以上模型的案例在恰當的應用場景能夠發揮較好的效果。大家只需要根據自己產品的特性，滿足驅動位移、驅動力量、驅動壽命、驅動響應時間、功耗方面的前提下，來回平衡取舍即可。如有不懂或有更刁鉆的需求，也歡迎大家一起交流學習。

作者 財哥說鈦絲