致动器设备和致动器设备的阵列制造技术

致动器设备包括响应于应用到所述设备的驱动信号而变形的EAP结构，设备输出是根据EAP结构的移动导出的。使用延迟布置，使得来自所述设备的机械输出未针对应用的驱动信号的第一范围或类型被生成，并且所述设备输出针对应用的驱动信号的第二范围或类型被生成。该设备例如尤其适于用在被动矩阵系统中。

Arrays of actuator and actuator equipment

The actuator equipment includes a EAP structure that is deformed in response to the driving signal applied to the equipment, and the output of the device is derived from the movement of the EAP structure. With delayed arrangement, the mechanical output from the device is not generated for the first range or type of the driving signal for the application, and the device output is generated for the second range or type of the driving signal for application. The device, for example, is especially suitable for use in a passive matrix system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动器设备和致动器设备的阵列
本专利技术涉及致动器设备及其使用，所述设备利用能够示出如驱动响应曲线的阈值的活性材料。本专利技术还涉及包括多个这样的设备(这样的设备的阵列)的系统、驱动这样的系统的方法和计算机程序产品。
技术介绍
电或光活性材料是当利用合适的控制信号电学地或光学地驱动时示出机械变形的材料。这些材料的特定种类还呈现相反效应，即它们当经受机械变形时能够提供电学或光学信号。以上效应发生的精确机制取决于选择的材料，并且在一些情况下也取决于将它们嵌入设备的方式。由于以上效应，这些材料的大多数常见应用是在致动器和/或传感器中。电活性聚合物(EAP)和光活性聚合物(OAP)是新兴的材料种类。它们对将其有利的致动响应性质与多个有利的工程性质进行性组合，从而允许在新应用领域中使用。因此，例如相比于常见的其他机械致动器或基于无机EAM的致动器，EAP通常在小体积或薄形式因子中呈现相对大的变形和力。EAP还给出无噪声操作、准确的电学控制、快速的响应、和具有大范围的可能致动频率(诸如0–20kHz)的高分辨率和周期致动的可能性。OAP提供了其他优点。并且所有这些性质和优点伴随使用完善的方法轻松制造成各种形状，从而允许轻松地集成到各种系统中。EAP和OAP可以特别地有利地使用在其中期望部件或特征的少量的移动的任何应用中。类似地，技术可以被用于感测小移动。作为EAP设备操作的范例，图1和图2示出了基于EAP的设备的两个可能操作模式。设备包括被夹在EAP层14的相对侧上的电极10、12之间的EAP层14。尽管在图1中EAP层是自由可移动的，但是在图2中全部EAP层和其电极与一层侧夹到支持载体层16。应用在电极10和12上面的电压差(驱动信号)被用于提供EAP层上面的电场以使得EAP层在如所示的所有方向上扩张。尽管在图1中由于层自由地悬停这导致EAP层的变形，但是由于由夹住造成的运动的受限的自由度，图2中的相同致动导致设备的弯曲。使用设备工程设计，在EAP层的致动后(即，在设备的驱动后)，可以调用大量的设备输出。因此，为了获得如所示的围绕轴的非对称曲线，可以例如应用分子取向(薄膜伸展)，这迫使一个方向上的移动。在一个方向上的扩张可以由EAP层的不对称引起，或其可以由载体层的性质的不对称引起，或两者的组合。基于EAP或OAP的设备(如图1和图2的那些设备)通常是模拟设备，其意味着驱动器对输出响应曲线是连续的曲线。因此，除零电平/强度信号外的任何信号将导致致动输出。然而，一些应用(例如，这样的设备的矩阵阵列)中的期望和有用性质是给予提供仅高于某个阈值驱动的输出效应的设备。
技术实现思路
本专利技术的目标是定义可以基于驱动基于电活性或光电活性材料的致动布置提供致动输出的设备，其中，所述设备具有如驱动-输出响应行为的阈值。另一目标是提供包括多个这样的设备的系统和驱动这样的系统的方法。这些和其他目标由如独立权利要求定义的本专利技术至少部分地实现。从属权利要求提供有利的范例或实施例。根据本专利技术，定义一种用于响应于驱动信号而提供致动输出的设备，所述设备包括：-致动布置，其用于提供机械致动，所述致动布置包括可以基于将驱动信号应用到所述致动布置，从而引起所述机械致动变形的活性材料(20)，所述致动输出取决于所述机械致动。致动输出意味着力、压力或移动/撞击类型的输出中的一个或多个。所述机械致动可以是力和/或应力和/或撞击/移动。所述机械致动引起所述致动布置的所述响应并且基于所述活性材料的特性以当驱动信号被应用到所述致动布置时允许或调用(生成)其自己的变形(尺寸和/或形状中的改变)。所述活性材料可以是电活性材料或光电活性材料并且是能够允许、引起或调用所述机械致动的材料。下面在本文中将描述适合的材料的范例和种类。要使用的驱动信号取决于选择的活性材料。因此，对于电活性材料而言，所述驱动信号可以是电信号(诸如电压信号或电流信号)。同样地，对于光电活性材料而言，所述驱动信号是光学信号。一些材料允许两者各自与其自己的致动特性一起使用。所述驱动信号还可以是电学或光学调用信号，例如其可以是电学调用压缩或伸出力信号。例如，对于包括被夹在两个电极之间的电活性材料的电活性布置而言，电极上的电压差的形式的驱动信号可以引起电活性材料上的压缩力，其由于该力当布置被驱动时被压缩。本专利技术的设备特征在于其包括以下各项的事实：-延迟布置，其具有与所述致动布置的延迟交互，使得所述延迟布置：-防止针对从驱动信号的第一范围或第一类型选择的驱动信号的所述致动输出；并且-允许针对从与驱动信号的第一范围或第一类型不同的驱动信号的第二范围或第二类型选择的驱动信号的所述致动输出。对所述延迟布置进行配置，使得其具有与所述致动布置的交互，使得对于由所述驱动信号调动的一个或一范围机械致动，这样的机械致动未被允许或足以提供所述设备的所述致动输出，同时对于另一范围的机械致动而言，所述机械致动的至少一部分被转移或被用于提供所述致动输出。特别地，该布置意味着驱动信号的第一范围或类型未引起所述设备的致动，然而驱动信号的第二范围或类型引起所述设备的致动。驱动信号的第一范围或类型未专有地包括零信号(即，调用设备的休息状态的信号)。其意味着包括将引起所述致动布置的致动的至少一个驱动信号。该布置实现用于驱动的阈值。因此，所述延迟布置通过实现阈值使得(致动器)设备具有更期望的驱动输出行为(例如，当其自己使用时或当被使用在其他系统或应用中)。例如，其可以有利地被用于响应于由其所接收的小噪声信号(低于阈值)避免致动，或者在使用用于由于串扰信号而向所述阵列的不同的设备提供所述驱动信号的共同连接线驱动阵列中的设备的驱动期间如通常地可以发生的部分驱动。与对于非阈值设备的仅两级驱动相反，本专利技术还使能具有被动矩阵阵列中的多级(灰度级)致动驱动的驱动。因此，本专利技术实现这样的设备：可以利用经改进的可靠性或可预测性操作并且可以被实施在阵列中并且因此在经改进的效应(例如，较少的串扰)的情况下驱动。根据本专利技术的设备的驱动输出延迟通过致动布置和延迟布置交互的方式定义。延迟布置的许多实施方式可以提供该驱动输出延迟功能。如在下文中将变为清楚的，存在将允许向所述致动布置提供第一驱动信号的实施例，同时所述设备仍然不提供输出，要么因为所述机械致动未被发送到提供所述设备输出的致动输出布置，要么因为所述致动布置直接地或间接地抑制提供其机械致动。备选地，存在其中第一驱动信号根本不导致任何驱动信号被应用到所述致动布置的实施例。因此，在这些实施例中，甚至在将驱动信号应用到所述设备时，不存在所生成的实际机械致动并且还不存在致动输出。术语“延迟”不旨在在提供所述设备的所述输出时传达时间延迟。其表达以下事实：致动输出被延迟，直到足够的驱动信号到达或提供。如果所述驱动信号立即在足够的水平处，则优选地不存在或不需要时间延迟。然而，如果驱动信号倾斜，则也可以存在引起的时间延迟。因此，所述延迟布置可以被解译为基本上是阈值布置。在本专利技术中，所述驱动信号可以从驱动信号的第一范围和/或类型选择并且所述第二驱动信号可以从与驱动信号的第一范围和/或类型不同的驱动信号的第二范围和/或类型选择。术语“范围”不仅隐含一组驱动电压信号和/或水平，但是情况可以是这样。驱动信号的第一范围或类型可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括多个设备的系统，所述多个设备中的每个用于提供致动输出，其中，所述多个设备中的每个包括：‑致动布置，其用于提供机械致动，所述致动布置包括活性材料(20)，所述活性材料在将驱动信号应用到所述致动布置的情况下能够变形，从而引起所述机械致动，所述致动输出取决于所述机械致动；其中，所述设备还包括：‑延迟布置，其具有与所述致动布置的延迟交互，使得所述延迟布置：‑防止针对从驱动信号的第一范围或第一类型选择的驱动信号的所述致动输出；并且‑允许针对从与驱动信号的所述第一范围或所述第一类型不同的驱动信号的第二范围或第二类型选择的驱动信号的所述致动输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.03 EP 15170384.0;2015.10.14 EP 15189819.41.一种包括多个设备的系统，所述多个设备中的每个用于提供致动输出，其中，所述多个设备中的每个包括：-致动布置，其用于提供机械致动，所述致动布置包括活性材料(20)，所述活性材料在将驱动信号应用到所述致动布置的情况下能够变形，从而引起所述机械致动，所述致动输出取决于所述机械致动；其中，所述设备还包括：-延迟布置，其具有与所述致动布置的延迟交互，使得所述延迟布置：-防止针对从驱动信号的第一范围或第一类型选择的驱动信号的所述致动输出；并且-允许针对从与驱动信号的所述第一范围或所述第一类型不同的驱动信号的第二范围或第二类型选择的驱动信号的所述致动输出。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个设备被布置在阵列中或在被动矩阵阵列中。3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括用于执行以下操作的驱动器布置：-生成选定信号、取消选定信号和数据信号，使得：-所述选定信号和/或所述数据信号中的每个个体地提供从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的所述驱动信号；并且-所述选定信号和所述数据信号一起形成从驱动信号的所述第二范围或所述第二类型选择的所述驱动信号；4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，-所述选定信号包括选定信号水平；-所述未选定信号包括未选定信号水平；-所述数据信号包括从第一水平与第二更高水平之间的水平的范围选择的数据信号水平；并且其中，生成所述选定信号、所述取消选定信号和所述数据信号包括以下操作：-所述数据信号水平与所述未选定信号水平之间的差异的绝对值提供从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的所述驱动信号；并且-数据信号水平与所述选定信号水平之间的差异的绝对值提供从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的所述驱动信号，或者提供从驱动信号的所述第二范围或所述第二类型选择的所述驱动信号。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述设备包括或包含根据权利要求12所述的设备，并且其中，所述选定信号包括具有能够减小摩擦接合的频率的交流信号。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中：-驱动信号的所述第一范围或所述第一类型包括低于驱动信号的所述第二范围或所述第二类型的驱动水平的驱动水平，和/或-驱动信号的所述第一范围或所述第一类型包括与驱动信号的所述第二范围或所述第二类型的频率不同的频率。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述延迟布置包括用于提供所述致动输出的致动输出布置(24)。8.根据权利要求7所述的任何设备所述的系统，其中，所述致动输出布置和所述致动布置被布置，使得：-在它们之间存在最小间隙；-所述机械致动减小所述最小间隙，使得；-所述机械致动至多足以关闭针对从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的驱动信号的所述最小间隙；并且-所述机械致动至少足以关闭针对从驱动信号的所述第二范围或所述第二类型选择的驱动信号的所述最小间隙。9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述延迟布置包括：-致动传输布置，其用于提供所述延迟交互，使得：-所述机械致动由针对从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的驱动信号的所述致动传输布置吸收；并且-所述机械致动的至少部分通过所述致动传输布置发送到针对从驱动信号的所述第二范围或所述第二类型选择的驱动信号的所述致动输出布置。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述致动传输布置包括一个或多个部分，所述一个或多个部分用于使得磁性力和/或电力操作在所述致动布置与所述致动输出布置之间从而提供所述延迟交互。11.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统，其中，所述延迟布置包括：-保持布置(70)，其用于将阈值力施加到所述致动布置以实施所述延迟交互，所述阈值力抵抗所述机械致动并且被选择为使得：-由针对从驱动信号的所述第一范围或所述第一类型选择的驱动信号的所述机械致动递送的力不足够大以克服所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·范登恩德，C·P·亨德里克斯，M·T·约翰逊，V·拉韦佐，H·利夫卡，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL