SMA致动器组件中的松弛SMA线制造技术

一种检测形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度的方法，其中其至少一个长度段保持松弛，该方法包括：加热形状记忆合金线的长度段以使该形状记忆合金线的长度段收缩；在该形状记忆合金线的长度段的所述收缩期间，测量该形状记忆合金线的长度段的电气特性；并且从测得的电气特性推导出该形状记忆合金线的长度段的松弛程度的度量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SMA致动器组件中的松弛SMA线本技术涉及形状记忆合金(SMA)致动器组件，其中使用了SMA线的松弛长度段(lengths)。本技术的第一方面涉及这种SMA致动器组件的制造。本技术的第二方面涉及对这种SMA致动器组件的控制。已知SMA致动器用于诸如照相机和移动电话的手持电子装置。这样的致动器可以例如在微型照相机中使用以实现聚焦、变焦或光学图像稳定(OIS)。举例来说，国际专利公开号WO2007/113478公开了一种用于照相机的SMA致动器布置，其使用单个长度段的SMA线提供了自动聚焦，并且WO2013/175197和WO2014/083318公开了一种用于照相机的紧凑的SMA致动器布置，其使用四个长度段的SMA线提供OIS。此外，WO2011/104518公开了一种SMA致动器布置，该SMA致动器布置包括能够实现自动聚焦和OIS两者的八个长度段的SMA线。在这些公开中的每个公开中，SMA线的每个长度段都被保持在静止部件和相对于静止部件可移动的可移动部件之间，并且优选的固定方法是压接，其中压接部分围绕SMA线的长度段压接以形成保持SMA线的长度段的压接。在本技术的第一方面，考虑了这种SMA致动器组件的制造。在上述的现有技术示例中，已经假设在制造期间有必要在张力下附接SMA线的长度段，以使得在无动力状态下可以准确地知道其长度和张力。在这样的致动器中，SMA线的长度段在无动力状态下处于更大的张力下。但是，本技术涉及使用SMA线的一长度段制造SMA致动器组件，该长度段是松弛的，例如在制造期间是暂时松弛的，和/或在制造的SMA制动器组件中在没有驱动信号或由合适的热源供应的能量的情况下是松弛的，以增加可用行程。在这种情况下，期望测量SMA致动器组件的松弛程度以控制制造过程和/或评估新制造的致动器组件。但是，由于SMA线的长度段不受控制的路径和小尺寸，因此难以测量松弛程度。人们可能会考虑对SMA线的长度段施加张力，以拉动它，但张力本身会影响测量结果。提供给SMA线的长度段的能量可以采用驱动信号的形式，例如经过SMA线的长度段的电流，从而对SMA线的长度段进行电阻加热。可替代地或另外地，可以通过合适的热源来加热SMA线的长度段。使用外部热源允许在制造过程期间测量SMA线并校准SMA致动器。热源可以通过传导、对流或通过辐射将热量传递到SMA线的长度段。例如，热源可以是诸如热板、烘箱、风扇加热器的接触加热器和诸如激光器的电磁辐射源中的一种或更多种。根据本技术的第一方面，提供了一种检测形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度的方法，其中其至少一个长度段保持松弛，该方法包括：加热形状记忆合金线的至少一个长度段以使形状记忆合金线的长度段收缩；在形状记忆合金线的长度段的所述收缩期间，测量形状记忆合金线的长度段的电气特性；并且从测得的电气特性推导出形状记忆合金线的长度段的松弛程度的度量。在一些实施例中，该方法检测保持松弛的形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度。该方法提供了一种基于以下认识检测SMA线的多个长度段的松弛程度的精确且可靠的方法：松弛程度由当SMA线的长度段被驱动以从松弛状态收缩时所经受的电气特性表示。更具体地，这可以理解如下。当SMA的一个长度段被驱动以从松弛状态收缩时，SMA线的该长度段的温度最初低于相变温度的起点。因此，初始加热致使电阻随着SMA材料的电阻率的增加而增加。当SMA线的该长度段达到相变温度时，它将相从马氏体状态转变为奥氏体状态，从而导致电阻率降低。这导致长度的减小和面积的增加。这些因素共同导致经受最大电阻，然后电阻减小。电阻持续减小，直到SMA线的该长度段受到机械对抗为止，此时，电阻最小。已经认识到，随着在初始松弛状态下SMA线的长度段的松弛程度的增加，最大电阻的大小增加，而最小电阻的大小减小。一个长度段或更多个长度段的SMA线中的松弛可以被称为在未激励状态下SMA线中的张力的量。松弛的线可能意味着线具有一定程度的自由移动，或者其可能意味着未激励的线已松弛。因此，可以使用形状记忆合金线的多个长度段的电阻作为电气特性来推导出松弛程度的度量。在那种情况下，该度量可以是形状记忆合金线的各长度段开始收缩时的最大电阻，或者形状记忆合金线的长度段停止收缩时的最小电阻。但是，通过将这两个因素组合使用，获得了更高的精度，使得其度量是形状记忆合金线的长度段开始收缩时的最大电阻与形状记忆合金线的长度段停止收缩时的最小电阻之间的差。但是，这些具体度量或电阻的使用都不是必不可少的，并且基于经受驱动信号或由合适的热源提供的能量的松弛SMA线的机电特性的类似考虑，可以从电阻或其他电气特性中推导出松弛程度的其他度量。例如，可以使用电阻、电流或另一电气特性的变化率来评估SMA线的长度段是否处于相变中。这可以被理解为与已知的事实有关，在正常驱动期间，SMA线的长度段的电阻变化与SMA线的长度变化有关，但是在这样的驱动期间，SMA线的长度段处于张紧而不是松弛状态。可以通过将足以引起收缩的驱动信号或由合适的热源提供的能量提供给形状记忆合金线的长度段来执行加热形状记忆合金线的长度段的步骤。这样的方法易于执行，因为它仅需要将电路系统电连接到SMA线的长度段，该电路系统例如可以是外部电路系统，或者也可以是与致动器组件组装在一起的SMA线的长度段的控制电路系统的附加功能。可替代地，加热形状记忆合金线的长度段的步骤可以通过从外部加热形状记忆合金线的长度段来执行，例如通过将形状记忆合金线的长度段放置在诸如烘箱的热环境中或放置在热板上或通过激光加热。这种方法可以应用于多长度段的SMA线，其中在制造过程期间，至少其中一个长度段在各种组件和子组件中保持松弛。这种方法可以应用于多长度段的SMA线，其中在制造过程期间，该多长度段的SMA线在各种组件和子组件中保持松弛。在一种类型的示例中，形状记忆合金线的长度段中的至少一个长度段可以在保持在固定的相对位置的两个连接部分之间保持松弛。这样的连接部分可以例如是围绕形状记忆合金线的相应长度段压接的压接部分。在这种情况下，当SMA线的长度段停止收缩时会经受最小电阻，因为松弛已被拉紧(takenup)并且连接部分提供了抵抗进一步收缩的机械阻力。作为示例，形状记忆合金线的长度段可以保持在形状记忆合金子组件中，该子组件包括至少一个主体部分，该主体部分与由片材形成的一对压接部分一体地形成。在另一类型的示例中，形状记忆合金线的长度段可以被保持在SMA致动器组件中的静止部件和相对于静止部件可移动的可移动部件之间，并且形状记忆线的至少一个长度段在没有驱动信号或没有由合适的热源提供能量的情况下可以是松弛的。例如，SMA线的至少一个长度段可以在围绕形状记忆合金线的相应长度段压接的压接部分之间保持松弛。这样的压接部分可以分别安装在静止部件和可移动部件上，或者可以通过SMA线的长度段都安装在静止点上，该SMA线的长度段也通过钩在可移动部件上的钩形特征上而连接到静止部件(或反之亦然)。该方法可以应用于多长度段SMA线，每个长度段在相应的压接部分之间保持松弛。作为示例，SMA致动器组件可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度的方法，其中至少一个长度段保持松弛，所述方法包括：/n加热形状记忆合金线的所述长度段以引起形状记忆合金线的所述长度段的收缩；/n在形状记忆合金线的所述长度段的所述收缩期间，测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性；以及/n从所测得的电气特性推导出形状记忆合金线的所述长度段的松弛程度的度量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181121 GB 1818941.51.一种测量形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度的方法，其中至少一个长度段保持松弛，所述方法包括：
加热形状记忆合金线的所述长度段以引起形状记忆合金线的所述长度段的收缩；
在形状记忆合金线的所述长度段的所述收缩期间，测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性；以及
从所测得的电气特性推导出形状记忆合金线的所述长度段的松弛程度的度量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，加热形状记忆合金线的所述长度段的所述步骤包括向形状记忆合金线的所述长度段提供足以引起所述收缩的驱动信号或者利用热源提供足以引起所述收缩的热量。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，加热形状记忆合金线的所述长度段的所述步骤包括从外部加热形状记忆合金线的所述长度段。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述电气特性表示形状记忆合金线的所述长度段的电阻。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述度量是形状记忆合金线的所述长度段开始收缩时的最大电阻与形状记忆合金线的所述长度段停止收缩时的最小电阻之间的差。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述度量是在形状记忆合金线的所述长度段停止收缩时的最小电阻。


7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述度量是在形状记忆合金线的所述长度段开始收缩时的最大电阻。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形状记忆合金线的所述长度段中的每一个长度段在保持在固定的相对位置处的两个连接部之间保持松弛。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法同时测量形状记忆合金线的长度段的松弛程度或依次测量每个长度段的松弛程度。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在形状记忆合金致动器组件中，形状记忆合金线的所述长度段在静止部件和相对于所述静止部件可移动的可移动部件之间保持松弛。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，形状记忆合金线的所述长度段中的至少一个长度段在压接部分之间保持松弛，所述压接部分围绕形状记忆合金线的所述长度段压接并且分别安装在所述静止部件和所述可移动部件上。


12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，加热形状记忆合金线的所述长度段并测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性的所述步骤在允许所述可移动部件相对于所述静止部件移动的同时进行。


13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中：
所述松弛程度的度量关于形状记忆合金线的所述多个长度段中的每个长度段推导出来，并且为在加热形状记忆合金线的所述多个长度段之前形状记忆合金线的电阻与当形状记忆合金线的所述多个长度段全部张紧时形状记忆合金线的电阻之间的差。


14.根据权利要求10至13所述的方法，其中，所述致动器组件中的总松弛程度根据形状记忆合金线的所述长度段的松弛程度的总和来确定，和/或所述致动器组件中的平均松弛程度根据形状记忆合金线的所述长度段的平均松弛程度来确定。


15.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中，加热形状记忆合金线的所述长度段并测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性的所述步骤在将所述可移动部件相对于所述静止部件保持在固定位置的同时进行。


16.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：响应于所推导出的度量，调节形状记忆合金线的所述长度段的所述松弛程度。


17.根据权利要求16所述的方法，其中，形状记忆合金线的每个长度段最初在围绕形状记忆合金线的所述长度段部分地压接的压接部分之间保持松弛，并且所述方法还包括在调节形状记忆合金线的所述长度段的所述松弛程度的所述步骤之后，围绕形状记忆合金线的所述长度段完全压接所述压接部分。


18.一种用于测量形状记忆合金线的多个长度段的松弛程度的设备，其中至少一个长度段保持松弛，所述设备包括：
驱动电路，所述驱动电路被布置为向形状记忆合金线的所述长度段提供足以使形状记忆合金线的所述长度段收缩的驱动信号或由热源提供的热量；
测量电路，所述测量电路被布置为在形状记忆合金线的所述长度段的所述收缩期间测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性；以及
处理器，所述处理器被布置为从所测得的电气特性推导出形状记忆合金线的所述长度段的松弛程度的度量。


19.一种控制形状记忆合金致动器组件的方法，所述形状记忆合金致动器组件包括静止部件、相对于所述静止部件可移动的可移动部件以及多个形状记忆合金线，所述多个形状记忆合金线保持在所述静止部件和所述可移动部件之间并且被布置为在向其施加所提供的能量时驱动所述可移动部件相对于所述静止部件沿基本上相反的方向以一个或更多个自由度的移动，所述多个形状记忆合金线在没有提供的能量时是松弛的，
所述方法包括：
在没有提供的能量的情况下，测量形状记忆合金线的所述长度段的电气特性，所述电气特性取决于形状记忆合金线的所述长度段的所述松弛程度；以及
在测量形状记忆...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·约翰·伯布里奇，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB