順應性形狀記憶物品制造技術

一種順應性形狀記憶物品包括可變形外殼覆蓋物和設置在外殼覆蓋物內的分立顆粒，其中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物，或者分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。在更具體實施例中，外殼可彈性變形。

【技術實現步驟摘要】
順應性形狀記憶物品
本專利技術的示例性實施例涉及形狀記憶物品，且更具體地涉及包括形狀記憶顆粒或微粒的物品。
技術介紹
形狀記憶物品已經用于且提出用于寬范圍的各種應用，包括但不限于家具、容器、保持裝置、醫療裝置。這種物品通常由包括形狀記憶聚合物（SMP）或形狀記憶合金（SMA）的層或成分制成或者包含包括形狀記憶聚合物（SMP）或形狀記憶合金（SMA）的層或成分。在許多情況下，期望形狀記憶物品使用其形狀記憶性能來使得其形狀與另一個物體或物品的形狀相符。該效果僅僅使用形狀記憶合金可能難以實現，因為形狀記憶合金通常僅僅可以被訓練記憶一個或可能兩個幾何形狀或尺寸。物品的順應性可以使用形狀記憶合金成分或多種成分將可彈性變形部件推動到處于與目標物體或物品相符的關系來實現；然而，這種物品在其順應寬范圍的各種形狀的能力方面受限制，且還需要使用具有不同功能的多個部件的相對復雜設計。形狀記憶聚合物，包括形狀記憶聚合物泡沫，已經用于制造順應性形狀記憶物品，其中，SMP被加熱至低模量狀態，變形，且然后冷卻至高模量狀態，以“鎖定”變形。然而，這種物品必須從預定模制形狀開始，且受物品可實現的從該預定形狀變形的程度的限制。而且，甚至在物品的同一總體形狀保持（甚至在變形之后）的應用中，如果SMP變形集中于其與要順應的物體或物品接觸的表面處，聚合物的形狀記憶性能可能受限制。鑒于上文，數年來使用許多替代方案；然而，總是很好地接受在可能更適合于某些環境或者在某些環境中工作更好或者可能更便宜或更耐用的新式不同替代方案。
技術實現思路
在一個示例性實施例中，一種順應性形狀記憶物品包括可變形外殼覆蓋物和設置在外殼覆蓋物內的分立顆粒，其中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物，或者分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。在更具體實施例中，外殼可彈性變形。在另一個示例性實施例中，一種可鎖定旋轉裝置包括圓柱形殼體和設置在圓柱形殼體內的圓柱形軸，所述軸和殼體能相對于彼此旋轉移動且在軸和殼體之間限定環狀空間。所述裝置還包括設置在環狀空間中的分立顆粒或者軸的外表面上或殼體的內表面上的突起，分立顆粒或突起包括形狀記憶聚合物或者具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。方案1.一種順應性形狀記憶物品，包括可變形外殼覆蓋物和設置在所述外殼覆蓋物內的分立顆粒，其中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物，或者分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。方案2.根據方案1所述的物品，還包括設置在所述外殼中的流體。方案3.根據方案1所述的物品，其中，所述分立顆粒包括形狀記憶聚合物。方案4.根據方案1所述的物品，其中，所述外殼覆蓋物可彈性變形。方案5.根據方案1所述的物品，其中，所述外殼覆蓋物包括形狀記憶聚合物。方案6.根據方案5所述的物品，其中，所述分立顆粒還包括非形狀記憶材料。方案7.根據方案5所述的物品，其中，所述分立顆粒包括形狀記憶聚合物，且所述物品配置成使得所述顆粒在第一溫度下保持在彼此固定的關系，從而物品在第一溫度下不可變形，而在高于第一溫度的第二溫度下可變形。方案8.根據方案1所述的物品，其中，所述分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。方案9.根據方案1所述的物品，其中，所述分立顆粒由包括形狀記憶合金部段的柵格結構形成。方案10.根據方案9所述的物品，其中，所述柵格結構還包括形狀記憶聚合物部段。方案11.一種可鎖定旋轉裝置，包括：圓柱形殼體；設置在圓柱形殼體內的圓柱形軸，所述軸和殼體能相對于彼此旋轉移動且在軸和殼體之間限定環狀空間；和設置在環狀空間中的分立顆粒或者軸的外表面上或殼體的內表面上的突起，所述分立顆粒或突起包括形狀記憶聚合物或者具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。方案12.根據方案11所述的裝置，其中，軸的外表面和殼體的內表面中的一個上具有所述突起。方案13.根據方案11所述的裝置，其中，殼體和軸兩者上都具有所述突起。方案14.根據方案11所述的裝置，包括設置在環狀空間中的所述分立顆粒。方案15.根據方案14所述的裝置，還包括設置在所述環狀空間內的流體。方案16.根據方案11所述的裝置，其中，所述分立顆粒或突起包括形狀記憶聚合物。方案17.根據方案11所述的裝置，其中，所述分立顆粒由包括形狀記憶合金部段的柵格結構形成。方案18.根據方案17所述的裝置，其中，所述柵格結構還包括形狀記憶聚合物部段。方案19.一種使用根據方案1所述的物品的方法，包括：在第一溫度下使得物品變形，且然后改變溫度以增加形狀記憶聚合物或形狀記憶合金的模量，以使得物品抵抗進一步的變形。方案20.一種使用根據方案11所述的裝置的方法，包括：在第一溫度下使得軸和殼體中的任一個或兩者相對于彼此旋轉，且然后改變溫度以增加形狀記憶聚合物或形狀記憶合金的模量，以使得裝置抵抗進一步的旋轉。本專利技術的上述特征和優勢以及其它特征和優勢從本專利技術的以下詳細說明結合附圖顯而易見。附圖說明被認為是本專利技術的主題在說明書結束時在權利要求中具體闡述且明確主張。本專利技術的前述以及其它特征和優勢從以下詳細說明結合附圖顯而易見，其中：圖1A-1C示出了在其形狀與另一物品相符之前、期間和之后，示例性順應性雙穩態物品的截面示意圖；圖2示出了中空殼形SMA顆粒；圖3示出了由SMA柵格元件形成的中空殼形SMA顆粒；圖4示出了在環狀空間中具有形狀記憶顆粒的可鎖定旋轉裝置；和圖5示出了在一個或多個旋轉部件上具有形狀記憶突起的可鎖定旋轉裝置。具體實施方式下面的描述在本質上僅僅是示例性的，并不旨在限制本專利技術、應用或使用。應當理解，相應的參考標記在全部的附圖中表示類似或相應的部分和特征。現在轉向附圖，圖1A-1C示出了本文所述的形狀記憶物品的示例性實施例，連同物品的示例性操作。圖1A示出了形狀記憶物品10的截面圖，包括在其中具有多個分立顆粒14的可彈性變形外殼覆蓋物12。可變形外殼覆蓋物可由任何容易（包括彈性）變形材料制成，包括乙烯基聚合物、聚亞安酯、硅橡膠、薄金屬箔、織物。在一個示例性實施例中，外殼覆蓋物包括形狀記憶聚合物。分立顆粒可以包括形狀記憶聚合物或者可以具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構，或者顆粒可以具有包括形狀記憶聚合物和形狀記憶合金兩者的中空殼形結構。圖1A的物品的操作的總體本質是其中的覆蓋物和顆粒配置成使得物品在第一溫度下不容易變形且在第二溫度下更容易變形。物品可以保持在圖1A所示的未變形形狀（或者先前形成的形狀），直到期望將物品成形為新形狀，此時溫度變化以減少分立顆粒的模量，從而使得物品更容易變形。在SMP的情況下，這涉及溫度的增加，在SMA的情況下，這涉及溫度的降低。可變形物品可然后形成圖1B所示的新形狀，圖1B示出了壓靠在覆蓋物12外部的飲用杯16，以使得其變形為與杯的形狀匹配的空腔形狀。此時處于提供低模量的溫度下從而可以更容易變形的分立顆粒14通過由飲用杯抵靠覆蓋物施加的外部壓力而變形，從而物品變形以與杯的形狀匹配。溫度然后改變以增加顆粒14的模量，使得物品更難以變形，從而其固定在圖1B所具有的形狀。具有該固定形狀的物品10在圖1C中示出。在一個示例性實施例中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物。本文使用的形狀記憶顆粒可以是實心或中空的，如果是中空的，可包括開口以在顆粒變形時釋放內部壓力。“形狀記憶聚合物”或“SMP”通常指的是在施加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種順應性形狀記憶物品，包括可變形外殼覆蓋物和設置在所述外殼覆蓋物內的分立顆粒，其中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物，或者分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。

【技術特征摘要】
2011.08.15 US 13/210,0151.一種順應性形狀記憶物品，包括可變形外殼覆蓋物和設置在所述外殼覆蓋物內的分立顆粒，其中，分立顆粒包括形狀記憶聚合物，或者分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構；其中，在第一溫度下所述物品能夠變形，且然后改變溫度能夠增加形狀記憶聚合物或形狀記憶合金的模量，以使得物品抵抗進一步的變形。2.根據權利要求1所述的物品，還包括設置在所述外殼中的流體。3.根據權利要求1所述的物品，其中，所述分立顆粒包括形狀記憶聚合物。4.根據權利要求1所述的物品，其中，所述外殼覆蓋物可彈性變形。5.根據權利要求1所述的物品，其中，所述外殼覆蓋物包括形狀記憶聚合物。6.根據權利要求5所述的物品，其中，所述分立顆粒還包括非形狀記憶材料。7.根據權利要求5所述的物品，其中，所述分立顆粒包括形狀記憶聚合物，且所述物品配置成使得所述顆粒在第一溫度下保持在彼此固定的關系，從而物品在第一溫度下不可變形，而在高于第一溫度的第二溫度下可變形。8.根據權利要求1所述的物品，其中，所述分立顆粒具有包括形狀記憶合金的中空殼形結構。9.根據權利要求1所述的物品，其中，所述分立顆粒由包括形狀記憶合金部段的柵格結構形成。10.根據權利要求9所述的物品，其中，所述柵格結構還包括形狀記憶聚合物部段。11.一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：AL布朗，NL約翰遜，ND曼凱姆，R斯蒂芬森，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：