[发明专利]用于SMA装置的过负荷保护方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月25日申请的美国临时申请NO.61/220,562的权益，这里将其引入作为参考。

技术领域

本发明涉及检测和防止过负荷状态对通电活性材料的损害。

背景技术

这部分的叙述仅提供涉及本发明的背景信息，并且不构成现有技术。

活性材料提供激励(致动)，具有相对低的成本和质量。活性材料可包括形状记忆合金(SMA)，电活性聚合物(EAP)，压电的、磁致伸缩的和电致伸缩的材料。通过施加通过该活性材料的电流，来增加该活性材料的温度或磁场，活性材料能够从施加了应力或负载的状态中恢复应变。恢复应变的能力使得活性材料能够提供激励。在许多应用中，活性材料是SMA导线或电缆。然而，由于SMA材料的热性能，过负荷保护期望能够防止导线过度拉伸以及由此丧失在被激活时恢复应变的能力。

发明内容

一种用于检测通电线性致动器的机械过负荷状态以防止向该线性致动器发出可能使该线性致动器机械过负荷的启动信号的方法，包括：监测与该线性致动器相关的活动部件的反馈变化，包括监测该活动部件的当前反馈信号，监测该活动部件的先前反馈信号，比较该当前反馈信号和先前反馈信号并基于该比较确定该反馈变化。比较该反馈变化和反馈变化阈值。监测与用于控制该线性致动器的启动信号相关的输入信号，并比较该输入信号和输入信号阈值。在该反馈变化小于该反馈变化阈值且该输入信号大于该输入信号阈值时，检测到电过负荷状态。

本发明进一步包括下面的技术方案。

方案1.一种用于检测通电线性致动器的机械过负荷状态并提供机械过负荷保护方案的方法，该机械过负荷保护方案用于防止向该线性致动器发出启动信号，在检测到机械过负荷状态时该启动信号可能使该线性致动器机械过负荷，所述方法包括：

监测与该线性致动器相关的可动部件的反馈变化，包括监测该可动部件的当前反馈信号，监测该可动部件的先前反馈信号，比较该当前反馈信号和先前反馈信号并基于该比较确定该反馈变化；

比较该反馈变化和反馈变化阈值；

监测与用于控制该线性致动器的启动信号相关的输入信号；

比较该输入信号和输入信号阈值；以及

检测该机械过负荷状态并在该反馈变化小于该反馈变化阈值且该输入信号大于该输入信号阈值时，提供该机械过负荷保护方案。

方案2.根据方案1的方法，其中监测该可动部件的当前反馈信号包括监测该可动部件的当前位置，且监测该可动部件的先前反馈信号包括在随后的启动周期期间监测该可动部件的先前位置。

方案3.根据方案2的方法，其中该当前位置对应于该可动部件的转动位置、旋转角度、线性运动以及该线性致动器的电阻中的至少一个。

方案4.根据方案1的方法，其中监测与用于控制该线性致动器的启动信号相关的输入信号包括：

监测指示该可动部件的优选位置的命令信号；

监测指示该可动部件的当前位置的当前反馈信号；

比较上述命令信号和当前反馈信号；以及

基于上述比较确定误差信号。

方案5.根据方案4的方法，其中比较该输入信号和输入信号阈值包括：

比较该误差信号和误差阈值；

监测过负荷时间计数器；

比较该过负荷时间计数器和过负荷时间计数器阈值；以及

在该反馈变化小于该反馈变化阈值、误差信号大于该误差信号阈值且过负荷时间计数器超过该过负荷时间计数器阈值时，检测该机械过负荷状态。

方案6.根据方案1的方法，其中监测与用于控制该线性致动器的启动信号相关的输入信号包括：

监测指示该可动部件的优选位置的命令信号；

监测指示该可动部件的当前位置的该当前反馈信号；

比较上述命令信号和当前反馈信号；

基于对该命令信号和当前反馈信号的比较进行PI控制来确定放大信号；

监测该线性致动器大体的周围温度以及电能存储设备的电压电位，该电能存储设备用于在该线性致动器响应于该启动信号而处于启用期间时，提供流过该线性致动器的激励电流；以及

基于该放大信号、周围温度以及该电压电位确定控制信号，该控制信号包括与该电压电位和周围温度相关的最大和最小值。

方案7.根据方案6的方法，其中比较该输入信号和输入阈值，包括：

比较该控制信号和控制信号阈值；

监测过负荷时间计数器；

比较该过负荷时间计数器和过负荷时间计数器阈值；以及