确定活性材料致动负载的中间行程位置的方法技术

本发明专利技术提供通过当负载处于中间行程位置时造成产生应力而使活性材料元件内的电阻快速变化或者改变辅助电路而确定活性材料致动的负载的至少一个中间行程位置的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及确定活性材料致动的负载的中间行程位 置的方法，并且更具体地涉及在行程期间通过与位置相关的对运动的机械阻力的改变或改变电路而引起致动器中电阻的改变而确定中间行程位置的方法。
技术介绍
活性材料致动器用于多种应用，以在对应于材料的可用应变或形状记忆的第一和第二通常预先确定的位置之间平移负载，从而限定“行程”。然而，在很多情况下，确定至少一个中间行程位置也是有益并且需要的。例如，当在组装过程的第一和第二阶段之间平移负载时，可能期望检测负载何时处于阶段的中间，以便预先启动过程的第二阶段。确定平移的负载的中间行程位置的传统方法通常包括各种类型的位置传感器和构造成追踪和/或选择性接合负载的其它外部设备。这些方法有本领域中的各种担心，包括增加的机械复杂性，更高的成本，更大的封装要求，增加的重量，更多的构件，尤其是当负载大和/或笨重时。
技术实现思路
对应于这些和其它的担心，本专利技术叙述确定活性材料致动的负载或设备的中间行程位置的新颖的方法。本专利技术可用于在中间行程位置使材料内的电阻发生变化或者改变辅助电路，以便确定位置。本专利技术可用于呈现一种中间行程确定系统，与现有技术的位置确定传感器相比，其降低了机械复杂性、成本、封装要求、重量和潜在故障点的数量。本专利技术提供了改变可确定的中间行程位置的方法，包括改变定位和多个可确定的位置的方法。最后，在与动态保持件或其它保持机构联接时，本专利技术可用于呈现一种多位置致动器，其替代例如具有构造成提供多个离散位移的多个活性材料元件的致动器。在第一方面，本专利技术涉及确定由活性材料元件驱动的负载的中间行程位置的基于电阻的方法。该元件操作为当受到激励信号作用或与激励信号隔断时经历基本性质的可逆变化，以便分别被激励和去激励，并且由于该变化而操作为使负载在第一和第二位置之间平移，从而限定行程。该方法包括激励或去激励元件并且监测元件内的固有电阻。当负载处于中间行程位置时，活性材料元件中的应力产生或降低，以便造成与处于已知的中间行程位置的负载相关的电阻的增加或降低。该电阻的增加或降低与中间行程位置相关，从而确定位置。在第二方面，本专利技术涉及确定由活性材料元件驱动的负载的至少一个中间行程位置的基于电路的方法，当受到激励信号作用或与激励信号隔断时，该活性材料元件经历基本性质的可逆变化，并且由于该变化，元件使负载在第一和第二位置之间平移，从而限定具有路径的行程。接着，相对于路径来定位辅助电路，并且元件受到激励信号的作用或与激励信号隔断，从而造成变化并且使负载平移。在所述至少一个中间行程位置，电路接合负载，并且由于该接合，电路被改变。最后，确定所述改变，以便识别负载的所述至少一个中间行程位置。本专利技术的其它方面包括以机械或磁性接合来影响(例如，产生或降低)活性材料元件中的应力，以及通过选择性地接合开关、光断续器和光晶体管来改变电路。这些方法通过以下附图和详细描述来进一步描述和示例。此外，本专利技术还涉及以下技术方案。I. 一种确定被活性材料元件驱动的负载的至少一个中间行程位置的方法，所述方法包括 a)将所述负载被驱动地联接到活性材料元件，所述活性材料元件当受到激励信号作用或与激励信号隔断时经历基本性质的可逆变化，使得当所述元件经历该变化时操作为使所述负载在第一和第二位置之间平移，从而限定行程； b)使所述元件受到激励信号作用或与激励信号隔断，从而造成所述变化； c)在所述行程中测量所述元件的电阻； d)当所述负载处于所述至少一个中间行程位置时，引起所述元件中的应力或者使所述元件中的应力降低，以便造成电阻的增加或降低；以及 e)确定电阻的增加或降低。2.如技术方案I所述的方法，其中，所述方法还包括 f)响应于所述增加或降低而改变所述激励信号，从而产生反馈环。3.如技术方案I所述的方法，其中，所述元件选自基本由形状记忆合金、电活性聚合物、和压电复合物构成的导电活性材料元件组成的组。4.如技术方案I所述的方法，其中，所述中间行程位置是可重定位的。5.如技术方案I所述的方法，其中，所述步骤d)还包括在多个中间行程位置产生或降低应力、计数中间行程位置、以及通过计数中间行程位置来确定最终位置的步骤。6.如技术方案I所述的方法，其中，所述负载包括螺旋弹簧，该螺旋弹簧具有可选择性改变的阻尼系数，并且步骤d)还包括当所述负载处于所述至少一个中间行程位置时选择性地改变阻尼系数以便产生或降低应力的步骤。7.如技术方案I所述的方法，其中，所述步骤d)还包括在所述至少一个中间行程位置将所述负载与固定部件物理地接合以便产生或降低应力的步骤。8.如技术方案I所述的方法，其中，所述步骤d)还包括将所述负载与磁场接合以便产生或降低应力。9.如技术方案8所述的方法，其中，所述步骤d)还包括选择性地磁化非永久性磁体以便产生磁场的步骤。10.如技术方案I所述的方法，其中，所述负载在行程期间接合表面，所述表面和负载协作地在所述至少一个中间行程位置形成至少一个卡槽，所述至少一个卡槽限定接合的深度，并且所述卡槽产生或降低应力。11.如技术方案10所述的方法，其中，所述表面和负载协作地构造成在多个中间行程位置限定多个卡槽，所述中间行程位置具有绝对定位，并且所述表面可以调节以便改变所述多个卡槽、定位和/或深度。12.如技术方案10所述的方法，其中，所述表面至少部分地由第二活性材料元件限定，当受到第二激励信号的作用或者与所述第二激励信号隔断时，所述第二活性材料元件经历基本性质的第二可逆变化，并且所述第二变化改变所述至少一个卡槽。13.如技术方案12所述的方法，其中，所述活性材料元件选自基本由形状记忆聚合物、磁流变流体、磁流变橡胶和电流变流体组成的组。14.如技术方案I所述的方法，其中 至少一部分所述负载密封地并且居中地设置在具有固定的内部空间和具有第一压力 并容纳在所述空间中的可压缩流体的外壳中，以便限定具有第一和第二体积的第一和第二隔室，并且分开所述流体；以及 所述步骤d)还包括当所述负载从所述第一位置向所述第二位置平移时增加或降低所述隔室的体积、由于平移所述负载而压缩一部分流体、以及由于压缩所述流体而产生应力的步骤。15. 一种确定被活性材料元件驱动的负载的至少一个中间行程位置的方法，所述方法包括 a)将所述负载被驱动地联接到活性材料元件，所述活性材料元件当受到激励信号作用或与激励信号隔断时经历基本性质的可逆变化，使得所述元件由于所述变化而使所述负载在第一和第二位置之间平移，从而限定具有路径的行程； b)相对于所述路径而定位辅助电路； c)使所述元件受到激励信号作用或与激励信号隔断，从而造成所述变化和使所述负载平移； d)在所述至少一个中间行程位置使所述电路与所述负载接合； e)由于所述电路与所述负载接合而改变所述电路；以及 f)确定所述改变，以便识别所述负载的所述至少一个中间行程位置。16.如技术方案15所述的方法，其中，所述电路包括第一和第二引线，并且所述负载包括第一和第二触点，并且所述步骤d)还包括通过造成所述引线和触点物理地接合而闭合电路的步骤。17.如技术方案15所述的方法，其中，所述电路包括开关，并且所述步骤e)还包括触发所述开关以便改变所述电路的步骤。18.如技术方案17所述的方法，其中，所述开关包括在所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.13 US 13/0467481.一种确定被活性材料元件驱动的负载的至少一个中间行程位置的方法，所述方法包括 a)将所述负载被驱动地联接到活性材料元件，所述活性材料元件当受到激励信号作用或与激励信号隔断时经历基本性质的可逆变化，使得当所述元件经历该变化时操作为使所述负载在第一和第二位置之间平移，从而限定行程； b)使所述元件受到激励信号作用或与激励信号隔断，从而造成所述变化； c)在所述行程中测量所述元件的电阻； d)当所述负载处于所述至少一个中间行程位置时，引起所述元件中的应力或者使所述元件中的应力降低，以便造成电阻的增加或降低；以及 e)确定电阻的增加或降低。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述方法还包括 f)响应于所述增加或降低而改变所述激励信号，从而产生反馈环。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述元件选自基本由形状记忆合金、电活性聚合物、和压电复合物构成的导电活性材料元件组成的组。4.如权利要求I所述的方法，其中，所述中间行程位置是可重定位的。5.如权利要求I所述的方法，其中，所述步骤d)还包括在多个中间行程位置产生或降低应力、计数中间行程位置、以及通过计数中间行程位置来确定最终位置的步骤。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA埃雷拉，X高，NL约翰森，AL布朗，CP亨利，AC基夫，GP麦奈特，S史密斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：