[發明專利]確定活性材料致動負載的中間行程位置的方法

有效

• 申請號: 201210064635.9
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102678494A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: G.A.埃雷拉;X.高;N.L.約翰森;A.L.布朗;C.P.亨利;A.C.基夫;G.P.麥奈特;S.史密斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;譚祐祥

相關申請的交叉引用

本專利申請是2009年5月8日提交的題目為“METHOD?OF?CONTROLLING?A?SHAPE?MEMORY?ALLOY?ACTUATOR?UTILIZING?RESISTANCE?CHANGE”的美國專利申請12/437722的繼續申請，其公開內容通過引用結合于本文中。

技術領域

本發明總體涉及確定活性材料致動的負載的中間行程位置的方法，并且更具體地涉及在行程期間通過與位置相關的對運動的機械阻力的改變或改變電路而引起致動器中電阻的改變而確定中間行程位置的方法。

背景技術

活性材料致動器用于多種應用，以在對應于材料的可用應變或形狀記憶的第一和第二通常預先確定的位置之間平移負載，從而限定“行程”。然而，在很多情況下，確定至少一個中間行程位置也是有益并且需要的。例如，當在組裝過程的第一和第二階段之間平移負載時，可能期望檢測負載何時處于階段的中間，以便預先啟動過程的第二階段。確定平移的負載的中間行程位置的傳統方法通常包括各種類型的位置傳感器和構造成追蹤和/或選擇性接合負載的其它外部設備。這些方法有本領域中的各種擔心，包括增加的機械復雜性，更高的成本，更大的封裝要求，增加的重量，更多的構件，尤其是當負載大和/或笨重時。

發明內容

對應于這些和其它的擔心，本發明敘述確定活性材料致動的負載或設備的中間行程位置的新穎的方法。本發明可用于在中間行程位置使材料內的電阻發生變化或者改變輔助電路，以便確定位置。本發明可用于呈現一種中間行程確定系統，與現有技術的位置確定傳感器相比，其降低了機械復雜性、成本、封裝要求、重量和潛在故障點的數量。本發明提供了改變可確定的中間行程位置的方法，包括改變定位和多個可確定的位置的方法。最后，在與動態保持件或其它保持機構聯接時，本發明可用于呈現一種多位置致動器，其替代例如具有構造成提供多個離散位移的多個活性材料元件的致動器。

在第一方面，本發明涉及確定由活性材料元件驅動的負載的中間行程位置的基于電阻的方法。該元件操作為當受到激勵信號作用或與激勵信號隔斷時經歷基本性質的可逆變化，以便分別被激勵和去激勵，并且由于該變化而操作為使負載在第一和第二位置之間平移，從而限定行程。該方法包括激勵或去激勵元件并且監測元件內的固有電阻。當負載處于中間行程位置時，活性材料元件中的應力產生或降低，以便造成與處于已知的中間行程位置的負載相關的電阻的增加或降低。該電阻的增加或降低與中間行程位置相關，從而確定位置。

在第二方面，本發明涉及確定由活性材料元件驅動的負載的至少一個中間行程位置的基于電路的方法，當受到激勵信號作用或與激勵信號隔斷時，該活性材料元件經歷基本性質的可逆變化，并且由于該變化，元件使負載在第一和第二位置之間平移，從而限定具有路徑的行程。接著，相對于路徑來定位輔助電路，并且元件受到激勵信號的作用或與激勵信號隔斷，從而造成變化并且使負載平移。在所述至少一個中間行程位置，電路接合負載，并且由于該接合，電路被改變。最后，確定所述改變，以便識別負載的所述至少一個中間行程位置。

本發明的其它方面包括以機械或磁性接合來影響（例如，產生或降低）活性材料元件中的應力，以及通過選擇性地接合開關、光斷續器和光晶體管來改變電路。這些方法通過以下附圖和詳細描述來進一步描述和示例。

此外，本發明還涉及以下技術方案。

1.?一種確定被活性材料元件驅動的負載的至少一個中間行程位置的方法，所述方法包括：

a)?將所述負載被驅動地聯接到活性材料元件，所述活性材料元件當受到激勵信號作用或與激勵信號隔斷時經歷基本性質的可逆變化，使得當所述元件經歷該變化時操作為使所述負載在第一和第二位置之間平移，從而限定行程；

b)?使所述元件受到激勵信號作用或與激勵信號隔斷，從而造成所述變化；

c)?在所述行程中測量所述元件的電阻；

d)?當所述負載處于所述至少一個中間行程位置時，引起所述元件中的應力或者使所述元件中的應力降低，以便造成電阻的增加或降低；以及

e)?確定電阻的增加或降低。

2.?如技術方案1所述的方法，其中，所述方法還包括：

f)?響應于所述增加或降低而改變所述激勵信號，從而產生反饋環。

3.?如技術方案1所述的方法，其中，所述元件選自基本由形狀記憶合金、電活性聚合物、和壓電復合物構成的導電活性材料元件組成的組。

4.?如技術方案1所述的方法，其中，所述中間行程位置是可重定位的。