[发明专利]用于过载保护的基于位置反馈的控制的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年6月26日提交的美国临时申请No.61/221,026的优先权，并将该申请以引用的方式合并在此。

技术领域

本发明涉及控制活性材料的激活。

背景技术

本部分的陈述仅仅提供与本发明公开内容相关的背景信息，并且不构成现有技术。

活性材料提供相对低成本和质量的致动。活性材料可以包括形状记忆合金(SMAs)、电活化聚合体(EAPs)、压电材料、磁致伸缩材料和电限制材料。通过向活性材料施加电流以提高活性材料的磁场的温度，活性材料能够回复由施加的应力或载荷产生的应变。回复应变的能力使活性材料能够提供致动。在很多应用中，活性材料是SMA导线或电缆。可是，由于SMA材料的热特性，为了防止导线过度延伸，过载保护是必要的，并且因此当其被激活时将损失回复应变的能力。

众所周知，例如，使用如机械过载保护的技术。机械过载保护需要额外的组装部分，这可能增加了成本、封装空间约束和重量。

发明内容

一种执行机械过载保护的方法，以防止发出控制信号给线性致动器，其当探测到线性致动器的过载条件时可能使线性致动器机械过载，使用线性致动器响应于控制信号来控制和线性致动器相关联的可移动元件，该方法包括：基于在积分周期与线性致动器相关联的可移动元件的位置变化和积分周期的剩余能量来监控过载条件，当探测到过载条件时断开线性致动器，基于探测到过载条件的循环数监控过载重试计数器，将过载重试计数器和过载重试阈值相比较，当过载重试计数器小于过载重试阈值时重新通电线性致动器，以及当过载重试计数器至少达到过载重试阈值时保持断开线性致动器。

本发明还提供了以下方案：

1.一种方法，所述方法用于当探测到所述线性致动器的过载条件时执行机械过载保护以防止发出控制信号的命令到线性致动器，其会使所述线性致动器机械过载，所述线性致动器用于响应于控制信号来控制与所述线性致动器相关联的可移动元件，所述方法包括：

基于在积分周期与所述线性致动器相关联的所述可移动元件的位置变化和在积分周期的剩余能量来监控过载条件；

当探测到过载条件时断开所述线性致动器；

基于探测到过载条件的循环数监控过载重试计数器；

将过载重试计数器和过载重试阈值相比较；和

当所述过载重试计数器小于过载重试阈值时重新通电所述线性致动器，以及当所述过载重试计数器至少达到过载重试阈值时保持断开所述线性致动器。

2.根据方案1所述的方法，其中，基于在积分周期与所述线性致动器相关联的可移动元件的位置变化和积分周期的剩余能量来监控过载条件是紧接着通电所述线性致动器后的初始延迟周期，所述初始延迟周期根据从之前通电循环过去的时间而可变调节以补偿来自于先前通电循环的剩余热保持、施加到所述线性致动器的电压变化和大致在所述线性致动器处的周围温度变化、以及来自先前通电循环的剩余热保持量相关的过去时间段；以及

其中初始延迟周期根据来自先前能量循环的过去时间段的减小、大致在所述线性致动器处的周围温度的升高以及施加到所述线性致动器的电压的升高而减小；

其中初始延迟周期根据来自先前通电循环的过去时间段的增加、大致在所述线性致动器处的周围温度的降低以及施加到所述线性致动器的电压的降低而增加。

3.根据方案1所述的方法，其中，基于在积分周期与所述线性致动器相关联的可移动元件的位置变化和积分周期的剩余能量来监控过载条件包括：

在积分周期监控与所述线性致动器相关联的可移动元件的位置变化，其包括监控可移动元件的当前反馈信号、监控可移动元件的命令信号、比较当前反馈信号和命令信号，以及基于当前反馈信号和命令信号的比较确定位置变化；

监控在积分周期的剩余能量包括：

监控用于通电所述线性致动器的电存储装置的输出电压；

监控控制信号和控制信号阈值之间的控制信号差值；

对控制信号差值和输出电压的乘积积分；以及

基于积分确定在积分周期的剩余能量；

比较积分周期的剩余能量和积分阈值；

比较位置变化和位置变化阈值；以及

当积分周期的剩余能量超过积分阈值时并且积分周期的位置变化小于位置变化阈值时探测过载条件。

4.根据方案3所述的方法，其中，当积分周期的剩余能量超过积分阈值时并且积分周期的位置变化小于位置变化阈值时探测过载条件进一步包括：当积分周期的剩余能量不超过积分阈值和积分周期的位置变化至少达到位置变化阈值二者之一存在时，不探测过载条件并且重新盐控剩余能量。