[发明专利]用于控制活性材料致动器的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于控制活性材料致动器的致动的系统和方法。

背景技术

活性材料以相对低的成本和质量提供致动。活性材料可包括形状记忆合金（SMA）、电活性聚合物（EAP）、压电材料、磁致伸缩材料和电节流材料。由于活性材料的非线性，精确地控制提供致动的活性材料的致动是困难的。

发明内容

本公开涉及用于控制活性材料致动器的系统和方法。在实施例中，所述系统包括被构造为当通电时致动的活性材料致动器、供给电力的电源、和包括多个回路并被构造为基于激活信号的接受而选择性地建立活性材料致动器与电源之间的电连接的控制电路。控制电路被构造为当控制电路没有接收到激活信号时将至少一个回路断电，以最小化从电源汲取的寄生电流。

在实施例中，控制电路包括电压传感回路，该电压传感回路被构造为测量电源供给的电力的电压势。电压传感回路被构造为当控制电路没有接收到激活信号时断电。电压传感回路可包括低的导通电阻固态开关，比如MOSFET开关，该开关被构造为当控制电路没有接收到激活信号时选择性地从电源断开电压传感回路。

在实施例中，控制电路包括电连接到电源的电源滤波器。电源滤波器被构造为过滤由电源供给的输出电压。电源滤波器可包括至少一个二极管，该二极管被构造为防止反向电压出现于跟随输入过滤器的电路上。

在实施例中，控制电路包括电连接到电源滤波器的偏压调节器。偏压调节器被构造为调节电源供给的输出电压。偏压调节器被构造为当控制电路没有接收到激活信号时断电。

在实施例中，控制电路包括电力开关回路，该电力开关回路被构造为当控制电路没有接收到激活信号时选择性地建立活性材料致动器与电源之间的电连接。电力开关回路可包括低的导通电阻固态开关，比如MOSFET开关，以控制穿过活性材料致动器的电流。

在实施例中，控制电路包括数字控制处理器，该数字控制处理器被构造为产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。数字控制处理器电连接到电力开关回路。这样，数字控制处理器被构造为将脉冲宽度调制信号传递到电力开关回路。控制电路还包括点连接到数字控制处理器的计算机程序端口。计算机程序端口被构造为允许数字控制处理器与远程计算机之间的数据传输。

在实施例中，控制电路包括温度传感回路，该温度传感回路被构造为测量接近活动材料致动器的环境温度并产生表示环境温度的温度信号。

在实施例中，控制电路包括位置传感回路，该位置传感回路被构造为检测活性材料致动器的位置并产生表示活性材料致动器的位置的位置信号。

在实施例中，控制电路包括电流传感回路，该电流传感回路被构造为测量穿过活性材料致动器的电流并产生表示通过致动器的电流的电流信号。

在实施例中，数字控制处理器被构造为接收温度信号、电流信号、位置信号、和电压信号。数字控制处理器被构造为基于电流信号、电压信号、位置信号、和温度信号调节脉冲宽度调制信号的占空比。在实施例中，活性材料致动器包括形状记忆合金。控制电路可包括被构造为过滤由外部控制器供给的激活信号的信号处理单元。

本公开还涉及控制活性材料致动器的方法。在实施例中，该方法包括确定激活信号是否已被控制电路接收。控制电路可包括多个回路并且被构造为选择性地建立活性材料致动器与电源之间的电连接。该方法还可包括如果控制电路没有接收到激活信号，则将多个回路中的至少一个断电以最小化从电源汲取的寄生电流，以及如果控制电路接收到激活信号，则向多个回路通电以建立活性材料致动器与电源之间的电连接，从而致动活性材料致动器。

在实施例中，所述方法包括监视接近活性材料致动器的环境温度、活性材料致动器的位置、电源的电压、和穿过活性材料致动器的电流。该方法还可包括向活性材料致动器供给脉冲宽度调制信号。该方法还可包括基于环境温度、活性材料致动器的位置、电源的电压、和穿过活性材料致动器的电流调节脉冲宽度调制信号的占空比。

当结合附图和所附的权利要求时，本发明的上述特征和优势，以及其他特征和优势从下面对用于实现本发明的优选实施例和最佳模式的详细描述中变得显见。

附图说明

图1A是包括活性材料致动器、电源、和处于开启位置的开关的致动系统的示意性视图；

图1B是图1A的致动系统的示意性视图，其示出开关处于闭合位置；

图2是图1A的致动系统的控制电路的示意性图表；

图3是图2中示出的根据本公开的实施例的控制电路的详细示意性图表；