專利名稱：一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，尤其涉及一種采用形狀記憶合金作為變形控制驅(qū)動器的自適應(yīng)可變形定風(fēng)翼，屬于汽車機電復(fù)合系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
定風(fēng)翼作為賽車的空氣動力學(xué)部件，其作用在于產(chǎn)生附加的下壓力，增大輪胎對地面的附著力，改善賽車的加速、制動及操縱性能。但是在不同車速工況下，對定風(fēng)翼本身也存在著不同的需求。由于定風(fēng)翼的形狀不同隨之產(chǎn)生的下壓力和阻力也不同。在加速和制動過程中希望定風(fēng)翼有更大下壓力，以獲得更多的加(減)速度，而在高速行駛過程中希望定風(fēng)翼有較小阻力，以獲取更大的最高車速。中國實用新型專利號為93246837. 3 的專利公開了一種固定式定風(fēng)翼，可在行駛過程中產(chǎn)生空氣動力效應(yīng)，對來流氣流起導(dǎo)向作用。但是此定風(fēng)翼無法針對高低車速產(chǎn)生不同的空氣動力效果。中國實用新型專利號 200520012568. 1的專利公開了一種可升降式定風(fēng)翼，一定程度上改善了低速定風(fēng)翼空氣動力作用不明顯，且對駕駛后視視野產(chǎn)生的負(fù)面影響。但是從定風(fēng)翼的實際作用效果來看，并未起到擴大定風(fēng)翼作用區(qū)間，空氣動力學(xué)效能優(yōu)化的作用，在不同車速下只能擁有固定的攻角。而且此機構(gòu)相對比較笨重，空間占用較多，不利于空氣動力部件周圍流場的優(yōu)化設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決賽車定風(fēng)翼不能適應(yīng)賽車在不同的行駛工況下對整車空氣動力學(xué)要求的不同的問題，以及傳統(tǒng)可調(diào)定風(fēng)翼機械驅(qū)動控制系統(tǒng)過于復(fù)雜的問題， 提供一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，包括基座、多個變形控制驅(qū)動器，表面蒙皮；其中，所述的變形控制驅(qū)動器外部覆表面蒙皮組成定風(fēng)翼主體；基座安裝在賽車尾部，用于支承定風(fēng)翼主體；單個變形控制驅(qū)動器包括驅(qū)動關(guān)節(jié)、形狀記憶合金絲、控制模塊及彈性元件；變形控制驅(qū)動器為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其中相鄰的驅(qū)動關(guān)節(jié)通過鏈接關(guān)節(jié)銷活動鏈接在一起，相鄰的驅(qū)動關(guān)節(jié)上端用形狀記憶合金絲相連接，下端用彈性元件相連接，形狀記憶合金絲與控制模塊相連。所述形狀記憶合金絲的材料為形狀記憶合金。驅(qū)動關(guān)節(jié)從大到小均勻排列，以滿足定風(fēng)翼氣體動力學(xué)要求。所述的控制模塊的控制方法為賽車啟動后，控制主程序開始運行，通過控制電流大小對自適應(yīng)可變形定風(fēng)翼形狀進(jìn)行初始化設(shè)置；完成初始化后，對車速傳感器采集到的車速數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷若車速大于臨界車速，則啟動變形控制子程序，反之則不啟動該程序； 啟動變形控制子程序后，對加速度傳感器采集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果加速度大于上臨界加速度值，或者減速度小于下臨界加速度值，則形狀記憶合金絲通入相應(yīng)電流，在電流的熱效應(yīng)下，形狀記憶合金絲產(chǎn)生對應(yīng)的形變，該形變使驅(qū)動器關(guān)節(jié)繞鏈接關(guān)節(jié)銷轉(zhuǎn)過一定的角度，同時下端的彈性元件在形狀記憶合金絲的形變下產(chǎn)生了對應(yīng)的拉伸形變，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的累積效應(yīng)使整個變形控制驅(qū)動器產(chǎn)生整體變形，改變翼型弦線曲率，獲得更大的升力系數(shù)，以使定風(fēng)翼在加速或者減速工況下產(chǎn)生更大的空氣負(fù)升力，從而具有更大的加速度或者制動減速度；如果程序判斷加速度值處于上臨界加速度值和下臨界加速度值之間，則通過減小通入形狀記憶合金絲的電流，使定風(fēng)翼變形，改變翼型弦線曲率，獲得較小的升力系數(shù)，以使定風(fēng)翼在高速形式工況下產(chǎn)生較小的阻力，從而具有更高的車速。有益效果1、本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，與傳統(tǒng)的固定式定風(fēng)翼相比，它可以根據(jù)賽車在不同行駛工況下對空氣動力學(xué)性能的不同要求，進(jìn)行定風(fēng)翼形狀的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。該定風(fēng)翼可以在加速和制動中產(chǎn)生更大下壓力，以獲得更快的速度；而在高速行駛中通過形狀調(diào)整而具有較小的阻力，以獲得更高的車速。2、本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼利用形狀記憶合金特性設(shè)計變形控制驅(qū)動器，該變形控制驅(qū)動器與電機、機械連桿、液壓等驅(qū)動攻角改變的裝置相比，極大的簡化了驅(qū)動機構(gòu)，減小了定風(fēng)翼系統(tǒng)重量，節(jié)省了驅(qū)動器空間，擴大了定風(fēng)翼工作范圍。


圖1為本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為變形控制驅(qū)動器在定風(fēng)翼中的布置圖；圖3為變形控制驅(qū)動器的兩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖；圖4為變形控制驅(qū)動器的兩關(guān)節(jié)通電后變形示意圖；圖5為本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼變形示意圖；圖6為本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼變形控制流程圖。圖中，1-基座，2-變形控制驅(qū)動器，3-表面蒙皮，4-驅(qū)動關(guān)節(jié)，5-形狀記憶合金絲， 6-控制模塊，7-鏈接關(guān)節(jié)銷，8-彈性元件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明包括基座1、8個變形控制驅(qū)動器2，表面蒙皮3 ；其中，所述的變形控制驅(qū)動器2外部覆3組成定風(fēng)翼主體，基座1安裝在賽車尾部，用于支承定風(fēng)翼主體。所述變形控制驅(qū)動器2為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，驅(qū)動關(guān)節(jié)4從大到小均勻排列，各驅(qū)動關(guān)節(jié)相互之間通過鏈接關(guān)節(jié)銷相連，如圖2所示。所述變形控制驅(qū)動器2，關(guān)節(jié)的連接結(jié)構(gòu)為相鄰驅(qū)動關(guān)節(jié)4通過鏈接關(guān)節(jié)銷7鏈接在一起，相鄰兩驅(qū)動關(guān)節(jié)上端以形狀記憶合金絲5相連接，下端以彈性元件8相連接，如圖3所示。在加速和制動工況下，形狀記憶合金絲5通入電流，在電流的熱效應(yīng)下，形狀記憶合金絲5產(chǎn)生對應(yīng)的收縮形變，從而使驅(qū)動關(guān)節(jié)繞鏈接關(guān)節(jié)銷7轉(zhuǎn)過一定的角度，下端的彈性元件8在形狀記憶合金絲5的收縮變形下產(chǎn)生了對應(yīng)的拉伸形變，如圖4所示；鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的累積效應(yīng)使整個變形控制驅(qū)動器2產(chǎn)生整體變形，如圖5所示，實現(xiàn)了賽車定風(fēng)翼的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而可產(chǎn)生更大的空氣下壓力。 本發(fā)明的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼變形控制流程如圖6所示，所述的用于控制形狀記憶合金絲5變形的控制模塊6控制方法為賽車啟動后，控制主程序開始運行， 通過控制電流大小對自適應(yīng)可變形定風(fēng)翼形狀進(jìn)行初始化設(shè)置；完成初始化后，對車速傳感器采集到的車速數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷若車速大于臨界車速，則啟動變形控制子程序，反之則不啟動該程序；啟動變形控制子程序后，對加速度傳感器采集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果加速度大于上臨界加速度值，或者減速度小于下臨界加速度值，則形狀記憶合金絲5通入相應(yīng)電流，在電流的熱效應(yīng)下，形狀記憶合金絲5產(chǎn)生對應(yīng)的形變，該形變使驅(qū)動器關(guān)節(jié)繞鏈接關(guān)節(jié)銷7轉(zhuǎn)過對應(yīng)的角度，同時下端的彈性元件8在形狀記憶合金絲5的形變下產(chǎn)生了對應(yīng)的拉伸形變，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的累積效應(yīng)使整個變形控制驅(qū)動器2產(chǎn)生整體變形，改變翼型弦線曲率，獲得更大的升力系數(shù)，以使定風(fēng)翼在加速或者減速工況下產(chǎn)生更大的空氣負(fù)升力，從而具有更大的加速度或者制動減速度；如果程序判斷加速度值處于上臨界加速度值和下臨界加速度值之間，則通過減小通入形狀記憶合金絲5的電流，使定風(fēng)翼變形，改變翼型弦線曲率，獲得較小的升力系數(shù)，以使定風(fēng)翼在高速形式工況下產(chǎn)生較小的阻力，從而具有更高的車速。如圖6所示。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，它包括；基座(1)、變形控制驅(qū)動器0)，表面蒙皮(3)，多個變形控制驅(qū)動器( 外部覆表面蒙皮C3)組成定風(fēng)翼主體，基座(1)安裝在賽車尾部，用于支承定風(fēng)翼主體，其特征在于變形控制驅(qū)動器O)為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，相鄰驅(qū)動關(guān)節(jié)(4)通過鏈接關(guān)節(jié)銷(7)活動鏈接在一起；單個變形控制驅(qū)動器( 包括驅(qū)動關(guān)節(jié)、形狀記憶合金絲(5)、控制模塊(6)及彈性元件(8)；相鄰驅(qū)動關(guān)節(jié)(4)上端以形狀記憶合金絲(5)相連接，下端以彈性元件⑶相連接；形狀記憶合金絲(5)與控制模塊(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，其特征在于所述的驅(qū)動關(guān)節(jié)從大到小排列。
3.—種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼的用于控制形狀記憶合金絲變形的方法，其特征在于賽車啟動后，控制主程序開始運行，通過控制電流大小對自適應(yīng)可變形定風(fēng)翼形狀進(jìn)行初始化設(shè)置；完成初始化后，對車速傳感器采集到的車速數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷若車速大于臨界車速，則啟動變形控制子程序，反之則不啟動該程序；啟動變形控制子程序后，對加速度傳感器采集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果加速度大于上臨界加速度值，或者減速度小于下臨界加速度值，則形狀記憶合金絲(5)通入相應(yīng)電流，在電流的熱效應(yīng)下，形狀記憶合金絲(5)產(chǎn)生對應(yīng)的形變，該形變使驅(qū)動器關(guān)節(jié)繞鏈接關(guān)節(jié)銷(7)轉(zhuǎn)過一定的角度，同時下端的彈性元件(8)在形狀記憶合金絲(5)的形變下產(chǎn)生了對應(yīng)的拉伸形變，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的累積效應(yīng)使整個變形控制驅(qū)動器(2)產(chǎn)生整體變形，改變翼型弦線曲率，獲得更大的升力系數(shù)， 以使定風(fēng)翼在加速或者減速工況下產(chǎn)生更大的空氣負(fù)升力，從而具有更大的加速度或者制動減速度；如果程序判斷加速度值處于上臨界加速度值和下臨界加速度值之間，則通過減小通入形狀記憶合金絲(5)的電流，使定風(fēng)翼變形，改變翼型弦線曲率，獲得較小的升力系數(shù)，以使定風(fēng)翼在高速形式工況下產(chǎn)生較小的阻力，從而具有更高的車速。
全文摘要
一種自適應(yīng)可變形的賽車定風(fēng)翼，屬于汽車機電復(fù)合系統(tǒng)領(lǐng)域。本發(fā)明包括基座、多個變形控制驅(qū)動器，表面蒙皮；其中，變形控制驅(qū)動器外部覆表面蒙皮組成定風(fēng)翼主體；基座安裝在賽車尾部，用于支承定風(fēng)翼主體；單個變形控制驅(qū)動器包括驅(qū)動關(guān)節(jié)、形狀記憶合金絲、控制模塊及彈性元件；變形控制驅(qū)動器為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其中相鄰的驅(qū)動關(guān)節(jié)通過鏈接關(guān)節(jié)銷活動鏈接在一起，相鄰的驅(qū)動關(guān)節(jié)上端用形狀記憶合金絲相連接，下端用彈性元件相連接，形狀記憶合金絲與控制模塊相連。本發(fā)明在加速和制動中產(chǎn)生更大下壓力，以獲得更快的速度；而在高速行駛中通過形狀調(diào)整具有較小的阻力，以獲得更高的車速。本發(fā)明利用形狀記憶合金特性設(shè)計變形控制驅(qū)動器，簡化了驅(qū)動機構(gòu)。
文檔編號B62D37/02GK102248968SQ20111013316
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月21日
發(fā)明者徐彬, 陶文錦 申請人:北京理工大學(xué)