[发明专利]形状记忆合金执行器及其控制方法

权利要求书

1.一种行程放大形状记忆合金执行器。

2.根据权利要求1所述的执行器，包括多个相互之间可滑动的平行刚性构件，彼此间用多个形状记忆合金线以一定方式互相连接，使所述执行器的行程基本上等于单个所述形状记忆合金线之行程的总和。

3.根据权利要求1或2所述的执行器，其中所述刚性构件是一系列同心管。

4.根据权利要求1或2所述的执行器，其中所述刚性构件是成组的平行平板。

5.根据权利要求1至4中任何一项权利要求所述的执行器，其中所述形状记忆合金线可以单独通电从而使所述执行器的行程增加。

6.根据权利要求5所述的执行器，其中所述形状记忆合金线可依次通电从而最大程度地降低峰值功率消耗。

7.根据权利要求1所述的执行器，包括形状记忆合金线，所述形状记忆合金线围绕一对低摩擦非导电棒或管，所述棒或管的半径大于所述形状记忆合金线的最小弯曲半径，并用刚性结构保持其平行隔开。

8.根据权利要求7所述的执行器，其中所述非导电棒、或管是由氟化聚合物如聚四氟乙烯制成、或涂覆。

9.根据权利要求1所述的执行器，包括形状记忆合金线，借助于穿过一对对置的非导电管，引导所述形状记忆合金线绕过其半径大于所述形状记忆合金线最小弯曲半径的弯道，其中所述非导电管是用刚性结构保持其分开。

10.根据权利要求9所述的执行器，其中所述非导电管用氟化聚合物如聚四氟乙烯制备或涂覆。

11.根据权利要求7至10中任何一项权利要求所述的执行器，其中所述构架、棒、或管由多个所述执行器共用。

12.一种装置，包括脉冲宽度调制电源和多个形状记忆合金执行器，利用来自脉冲宽度调制电源的脉冲宽度调制信号对所述执行器进行电阻加热；以及一个电阻测量回路和模拟-数字转换器，因而每个所述执行器的所述电阻用来控制每个所述执行器自身，其中用一个多路复用器把所述电阻测量回路和所述模拟-数字转换器与多个形状记忆合金执行器相连。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述多路复用器是以循环方式依次选择多个所述形状记忆合金执行器的每一个进行所述电阻测量和所述模拟-数字转换。

14.根据权利要求12所述的装置，其中多路复用器不是以循环方式选择多个所述形状记忆合金执行器的每一个进行所述电阻测量和所述模拟-数字转换，例如其不选择未通电的执行器。

15.一种控制形状记忆合金执行器的方法，包括在所述执行器通电时测量所述执行器的电阻随时间的变化，并依据所述电阻随时间的变化为所述执行器提供控制信息。

16.根据权利要求15所述的方法，包括提供所述控制信息来校准所述执行器，其中预先并不知道所述执行器的物理参数。

17.根据权利要求15所述的方法，包括通过采用电阻作为反馈变量执行一种位置控制函数从而为所述执行器提供控制信息。

18.一种测量形状记忆合金执行器上外加载荷的方法，包括当所述执行器通电时测量所述执行器电阻随时间的变化并依据所述电阻随时间的变化确定所述执行器上的所述外加载荷。

19.一种探测形状记忆合金执行器所遇碰撞或机械障碍物的方法，包括当所述执行器通电时测量所述执行器电阻随时间的变化并依据所述电阻随时间的变化探测所述执行器所遇到的碰撞或机械障碍物。

20.一种探测形状记忆合金执行器中系统失效的方法，包括当所述执行器通电时测量所述执行器电阻随时间的变化并依据所述电阻随时间的变化探测所述执行器中的所述系统失效。

21.一种用于形状记忆合金执行器的电阻反馈控制系统，包括一个并联于所述形状记忆合金执行器的电容和一个控制系统内的时间测量回路，来测量电容的充电时间或放电时间，并依据所述电容的充电时间或放电时间确定所述执行器的电阻。

22.根据权利要求1至11任何一项权利要求所述的执行器，进一步包括至少一个限位装置来阻止在施加过度的外力时所述执行器的过分伸展、限制所述执行器的行程使其小于其可获得的行程，或所述两种情形。