[发明专利]用于仿真致动器的设备和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2007年10月11日提交的、德国专利申请号DE 102007049023.4的申请日期的优先权，其公开内容通过参考特此并入到此处。

技术领域

本发明涉及用于仿真至少第一致动器的设备以及用于仿真第一致动器的方法，特别是通过根据本发明的设备。

背景技术

不同负载情况可被其通过致动器所仿真的设备在现有技术中是已知的。例如，JP 04140080A公开了一种用于对超音速引擎进行磨损测试的设备和方法。压电振荡器被使用以将振动施加到与由引擎驱动的转子滑动接触的定子之上。这样使得可以对磨损情况进行仿真，就像其发生在实际情况中一样。

类似的磨损测试机制可自JP 2005164369A中找到。被测试元件由重力按压紧靠转子。紧靠转子的测试元件的接触压力从而由包含振荡器的压电元件所改变。

然而，这些已知于JP 04140080A以及JP 2005164369A中的设备不允许确定致动器(特别是压电致动器)开发所需的数据。

发明内容

本发明提供用于仿真计划的第一致动器的设备和方法，其使得以简便而成本有效的方式做出对涉及计划的第一致动器的行为的预测成为可能。特别是，提供一种设备和方法，其使得可以独立于生产容差来尽可能综合地来模拟计划的第一致动器的行为。

根据本发明的示例性实施方式，提供一种用于仿真至少第一致动器的设备，包括至少一个可连接到至少一个电子控制电路的电气网络，其中电气网络通过至少第一控制单元操作性地连接到至少第二致动器，并且其中此电气网络的至少第一参数可由第一控制单元所改变。

致动器，特别是压电致动器的开发可以采用不同的方法：解析建模、有限元方法(finite element method，简写为FEM)、模拟以及通过原型样机测试。每种方法具有它的优点：解析建模允许对致动器的基本机构中的最多洞悉。然而，知晓并对全部起作用的效应建立模型可能是困难的或者也是不可能的。

FEM模拟使得易于执行参数变化以及模拟到连接到致动器的负载的摩擦锁定动力传输。然而，模拟可能因此只能与其所基于的模型一样良好。例如，目前的模拟程序(ANSYS，ABAQUS)，例如，不能够模拟压电陶瓷的非线性效应。

对原型样机的测试允许在现实中对在两种前面的方法中所做出的假设进行快速的和实用的测试。然而，分别由生产或者材料造成的原型样机容差通常不能被完全探测出来。由于费用和时间原因，此外一般地不能完全检查致动器。通常仅几个致动器(偶尔仅单独一个致动器)被模拟、装配并测量。

由此可特别地对第一致动器做出规定，以包括至少一个压电致动器、至少一个内燃机、至少一个电动机、至少一个电磁铁、至少一个静电致动器、至少一个磁阻致动器以及/或者至少一种电活性聚合物。

在之前描述的实施方式的情况中，可对第二致动器做出规定以包括至少一个压电致动器、至少一个内燃机、至少一个电动机、至少一个电磁铁、至少一个静电致动器、至少一个磁阻致动器以及/或者至少一种电活性聚合物。本发明还提出第一致动器和第二致动器包括不同的作用机构。

还对第二致动器提出特别是通过至少第一连接设备能够连接到至少一个可由第二致动器所驱动的负载。在之前提到的可替代情况中，本发明提出第一连接设备以至少一个可互换尖端的形式来实施。

根据本发明进一步能够使第二压电致动器包括至少一个压电叠置致动器以及/或者使第二压电致动器包括至少两个压电驱动机构成为可能。

本发明的特定的实施方式提供第二致动器操作性地连接到至少一个传感器，例如连接到至少两个传感器，用于检测第二致动器在至少一个空间方向上(例如在至少两个方向上，特别是正交空间方向上)的至少一个偏转，以及/或者用于检测第一连接设备的至少一个轨迹。在之前提到的实施方式的情况中使得传感器包括至少一个非接触式，例如电容性、电感性以及/或者光学的，特别是干涉型范围传感器。

本发明此外提出第二致动器包括至少一个共振频率，其等于或大于第一致动器的至少一个共振频率。本发明的特定的实施方式提供包括无源部件和/或有源部件的电气网络。

本发明此外提供电阻抗，特别是第一致动器的电气输入阻抗，能够由电气网络所仿真，例如使设备包括响应于第二致动器的控制的第一致动器的电阻抗，特别是通过电子控制电路来控制。