線性促動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】線性促動(dòng)器，包括心軸，心軸螺母，變速器，電機(jī)以及促動(dòng)構(gòu)件，其被布置為通過(guò)心軸和心軸螺母的相互作用線性地運(yùn)動(dòng)促動(dòng)構(gòu)件，其相互作用由電機(jī)通過(guò)變速器驅(qū)動(dòng)。促動(dòng)構(gòu)件的位置，在心軸和心軸螺母之間的相對(duì)位置由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和計(jì)數(shù)器確定。在促動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)期間計(jì)數(shù)器保持絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器產(chǎn)生的下溢/溢出的數(shù)量的記錄。從絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值和從計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的組合確定了位置。
【專利說(shuō)明】線性促動(dòng)器
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年7月30日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080069294.3、發(fā)明名稱為“線
性促動(dòng)器”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及線性促動(dòng)器，特別地涉及由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的線性促動(dòng)器，特別是確定線性促動(dòng)器的促動(dòng)元件的位置。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)取代旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，需要受控的線性運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常使用線性促動(dòng)器。線性促動(dòng)器的其中一個(gè)使用是能夠遠(yuǎn)程打開(kāi)和關(guān)閉窗戶。例如綠色房屋的通風(fēng)窗。已經(jīng)使用氣動(dòng)和液壓促動(dòng)器，因?yàn)樗鼈兲烊皇蔷€性的。氣動(dòng)和液壓促動(dòng)器具有許多缺點(diǎn)，能量效率是一個(gè)，這就是為什么已經(jīng)有一段時(shí)間向著由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的線性促動(dòng)器轉(zhuǎn)變。
[0004]為了確定線性促動(dòng)器的促動(dòng)元件的位置，線性促動(dòng)器通常設(shè)置有位置傳感器。使用之前旋轉(zhuǎn)的電勢(shì)計(jì)。由于電勢(shì)計(jì)的機(jī)械特性，它們會(huì)磨損，因此降低了使用它們的線性促動(dòng)器的可靠性?，F(xiàn)代的線性促動(dòng)器更可能使用疲勞抵抗技術(shù)，諸如:半導(dǎo)體霍爾傳感器，其是無(wú)接觸傳感器。美國(guó)專利申請(qǐng)US2009/0091287記載了利用霍爾傳感器的線性促動(dòng)器。不幸地是，建議的系統(tǒng)需要傳感器和微處理器總是需要激活。因此，在此看起來(lái)，在確定線性促動(dòng)器的促動(dòng)元件的位置方面，有改進(jìn)的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是限定一種方法和裝置以確定線性促動(dòng)器的促動(dòng)元件的位置。
[0006]前述目標(biāo)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)使用線性促動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，所述線性促動(dòng)器包括心軸，心軸螺母，變速器，電機(jī)以及促動(dòng)構(gòu)件，其被布置為通過(guò)心軸和心軸螺母的相互作用線性地運(yùn)動(dòng)促動(dòng)構(gòu)件，所述相互作用由電機(jī)通過(guò)變速器驅(qū)動(dòng)。促動(dòng)構(gòu)件在第一端部止擋部和第二端部止擋部之間運(yùn)動(dòng)，限定了完整的沖程。促動(dòng)構(gòu)件的位置，在心軸和心軸螺母之間的相對(duì)位置由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和計(jì)數(shù)器確定。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器與線性促動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)部分耦合且在完全沖程期間將會(huì)至少一次下溢/溢出(under-flow/over-flow);也就是旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)該旋轉(zhuǎn)角度，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可以確定該角度小于在完整沖程期間旋轉(zhuǎn)部分的完整旋轉(zhuǎn)角度。因此，在完整沖程期間，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器會(huì)下溢，也就是其從表示最小角度的輸出值到表示最大角度的輸出值至少一次，或者會(huì)溢出，也就是其從表示最大角度的輸出值到表示最小角度的輸出值至少一次。計(jì)數(shù)器保持在促動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)期間絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器產(chǎn)生的下溢和溢出的數(shù)量的記錄。來(lái)自絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值和來(lái)自計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的組合確定了位置。
[0007]前述目標(biāo)進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明通過(guò)線性促動(dòng)器獲得，所述線性促動(dòng)器包括:電機(jī)，變速器，心軸，心軸螺母，促動(dòng)構(gòu)件以及控制單元。電機(jī)通過(guò)變速器以及心軸和心軸螺母之間的相互作用驅(qū)動(dòng)促動(dòng)構(gòu)件在第一端部止擋部和第二端部止擋部之間線性地運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，為了確定促動(dòng)構(gòu)件的位置，控制單元包括輸出表示角度的值的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器。該數(shù)值可以是角度或者正好表示角度的數(shù)值，例如10或者12比特?cái)?shù)字?？刂茊卧M(jìn)一步包括保持計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器與線性促動(dòng)器以如下方式耦合，在促動(dòng)構(gòu)件在第一端部止擋部和第二端部止擋部之間運(yùn)動(dòng)期間，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器會(huì)給出絕對(duì)值的旋轉(zhuǎn)角度小于絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器承受的旋轉(zhuǎn)角度。這引起了在端部止擋部之間的該運(yùn)動(dòng)期間，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值的下溢或者溢出至少一次。計(jì)數(shù)器被布置為在計(jì)數(shù)中保持所述值的下溢和溢出的記錄。因此，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值和計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的組合決定了促動(dòng)構(gòu)件的位置。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可以是整圈或者部分圈的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器?？刂茊卧M(jìn)一步包括永久性存儲(chǔ)器?？刂茊卧又O(shè)置為當(dāng)線性促動(dòng)器關(guān)閉時(shí)或者作為一種保證保持計(jì)數(shù)的記錄的方式，當(dāng)由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示的促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速率落入預(yù)定限制以下時(shí)，在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。該關(guān)閉可以是通過(guò)命令或者通過(guò)從線性促動(dòng)器移除電力。
[0008]控制單元可以在一些實(shí)施例中也適合地被設(shè)置成當(dāng)關(guān)閉時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)被存儲(chǔ)時(shí)，當(dāng)由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示的促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速率落到預(yù)定限制以下時(shí)，在永久性存儲(chǔ)器中也存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。這種情況下，系統(tǒng)的慣性保持了在電機(jī)關(guān)閉/移除電力之后促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
[0009]如果實(shí)施例包括了永久性存儲(chǔ)器，那么除了存儲(chǔ)計(jì)數(shù)，控制單元可以布置為同時(shí)在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值。這可以接著在一些實(shí)施例中允許控制單元布置為在線性促動(dòng)器通電期間實(shí)施檢查，從而確定在永久性存儲(chǔ)器中的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的存儲(chǔ)值與在通電時(shí)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值是否存在差異，如果存在差異，接著確定是否所述差異在預(yù)定的限制內(nèi)。在關(guān)閉期間，線性促動(dòng)器的促動(dòng)構(gòu)件是否已經(jīng)運(yùn)動(dòng)，如果運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)了多少?？蓹z測(cè)的運(yùn)動(dòng)由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的范圍限制，因?yàn)樵陉P(guān)閉期間/當(dāng)移除電力時(shí)，計(jì)數(shù)器不被更新。
[0010]在一些實(shí)施例中，控制單元可以包括電容器或者電池以提供能量用于存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)以及可能地存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值到永久性存儲(chǔ)器。額外的能量提供了至少存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的可能性以及能夠測(cè)量和存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值的可能性，即使所有的外部電源被移除時(shí)。
[0011]也適合地布置控制單元以確定線性促動(dòng)器的端部止擋部。這通過(guò)在兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)直至絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示促動(dòng)構(gòu)件不再運(yùn)動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。使用計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)和絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值。適合地，在端部止擋部確定期間，控制單元布置為以限制的扭矩/電力水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)。控制單元優(yōu)選地布置為在由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示的位置之前的預(yù)定距離處確定端部止擋部。當(dāng)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器通過(guò)數(shù)值變化的缺失指示端部止擋部已經(jīng)到達(dá)時(shí)，那么電機(jī)反轉(zhuǎn)直到絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器開(kāi)始輸出變化的值，其指示促動(dòng)構(gòu)件已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。該位置可以被用作端部止擋部，或者用作甚至進(jìn)一步返回預(yù)定數(shù)量的回拉位置。
[0012]通過(guò)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，控制單元可以布置為當(dāng)促動(dòng)器不由電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，確定是否有促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。如果確定甚至促動(dòng)器不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，存在運(yùn)動(dòng)，接著可以產(chǎn)生和通信警告信息和/或電機(jī)可以被促動(dòng)以抵抗該運(yùn)動(dòng)且因此產(chǎn)生該運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)停止。
[0013]通過(guò)使用與在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)相結(jié)合的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器可以被校準(zhǔn)和檢查并且接著被存儲(chǔ)/對(duì)于實(shí)際上無(wú)限量的時(shí)間來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器可以是沒(méi)有電力，因?yàn)樗皇遣坏貌灰揽侩姵鼗蛘吡硪粋€(gè)電源以連續(xù)地保持傳感器和微處理器活動(dòng)從而不失去校準(zhǔn)或者其它設(shè)定。
[0014]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)從下面的詳細(xì)說(shuō)明將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了解釋且沒(méi)有限制的目的，本發(fā)明現(xiàn)在將參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】更多的細(xì)節(jié)。
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器單元的視圖；
[0017]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器單元的一部分的橫截面；
[0018]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器和絕對(duì)位置傳感器的功能框圖；
[0019]圖4A-4C示出了不同類型的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和它們?cè)谡ι系妮敵觯?br> [0020]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的基本功能的流程圖；
[0021]圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選檢查的流程圖；
[0022]圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選實(shí)際端部止擋部確定的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了說(shuō)明本發(fā)明，它使用的一些例子現(xiàn)在將在圖1至7中說(shuō)明。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器100的視圖。線性促動(dòng)器100包括與變速器112耦合的電機(jī)114，變速器112接著耦合心軸以及心軸螺母裝置從而因此線性地驅(qū)動(dòng)促動(dòng)桿/元件111。在該示例中，由心軸外管110覆蓋的心軸和心軸螺母裝置將電機(jī)114和變速器112的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為促動(dòng)桿/元件111的線性運(yùn)動(dòng)。取決于線性促動(dòng)器的類型，或者心軸或者心軸螺母由變速器驅(qū)動(dòng)/與變速器耦合。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器100進(jìn)一步包括絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器150，控制電子部件116以及電力/控制連接器118。電力/控制連接器118將給線性促動(dòng)器100提供電力以及控制連接，該控制連接根據(jù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者專有標(biāo)準(zhǔn)或者與分立控制開(kāi)關(guān)，總線系統(tǒng)，串聯(lián)或者并聯(lián)，或者根據(jù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者專有標(biāo)準(zhǔn)與網(wǎng)絡(luò)連接，用于控制且也可能檢測(cè)線性促動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，當(dāng)這些線性促動(dòng)器直接由電力連接和轉(zhuǎn)換控制時(shí)，不需要控制連接。
[0026]在一些實(shí)施例中，控制電子部件116會(huì)包括用于轉(zhuǎn)換絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的數(shù)值輸出為促動(dòng)桿/元件111的線性位置的電路。通常不需要知道位置的數(shù)字值，但是例如僅在到達(dá)端部止擋部時(shí)。
[0027]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器單元的一部分，具有移除的控制電子部件的蓋子，因此顯示了電路板217，電路板217包括電路256以確定絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器252，254的旋轉(zhuǎn)位置。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器252，254適合地是整圈或者部分圈類型且優(yōu)選地不是多圈類型的，因?yàn)檫@些是更昂貴的且根據(jù)本發(fā)明不是必需的。當(dāng)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器252，254耦合的旋轉(zhuǎn)部分213會(huì)是多圈類型時(shí)，那么電路256進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器252，254的溢出/下溢的數(shù)量。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器252，254可以機(jī)械地耦合至旋轉(zhuǎn)部分213，諸如電機(jī)的轉(zhuǎn)子，變速器212的齒輪或者軸，或者直接耦合至線性促動(dòng)器的心軸或者心軸螺母213。優(yōu)選地是耦合絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器至心軸/螺釘，而不是電機(jī)或者變速器的另一個(gè)部分，因此測(cè)量沒(méi)有經(jīng)受在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的任何游隙。其甚至可以校正傳動(dòng)機(jī)構(gòu)游隙。
[0028]絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器適合地包括兩個(gè)部分252，254，一個(gè)旋轉(zhuǎn)部分252和一個(gè)固定部分。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的旋轉(zhuǎn)部分252適合地是磁鐵或者磁環(huán)，其直接或者間接地安裝在，即耦合至線性促動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)部分，諸如心軸或者心軸螺母。絕對(duì)位置傳感器的非旋轉(zhuǎn)部分254，適合地是霍爾效應(yīng)傳感器，其安裝在絕對(duì)位置傳感器的旋轉(zhuǎn)部分252附近，適合地在電路板上或者耦合至電路板。
[0029]電路256也適合地包括用于在電力斷開(kāi)時(shí)存儲(chǔ)計(jì)數(shù)的永久存儲(chǔ)器。為了使得存儲(chǔ)計(jì)數(shù)以及在關(guān)閉時(shí)或者關(guān)閉期間可選的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的數(shù)值的功能，有些實(shí)施例包括電力存儲(chǔ)器258，諸如電容/電池以確保當(dāng)線性促動(dòng)器關(guān)閉時(shí)，有足夠的電力以存儲(chǔ)計(jì)數(shù)和可能的值。
[0030]最后，設(shè)置裝置以傳送電力219通過(guò)電機(jī)。
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器360，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器350，以及圍繞電路的功能框圖。在此將有電力供應(yīng)線340，其在作為電源349被供應(yīng)到電機(jī)(未示出)之前被調(diào)節(jié)和控制348。對(duì)于電機(jī)，來(lái)自于控制器360的控制信號(hào)364確定了控制電路348將會(huì)如何調(diào)節(jié)電力供應(yīng)340。電機(jī)可以被控制以確定端部止擋部，在接近端部止擋部處給出低電力，確定操作的方向并且還被提供諸如過(guò)載保護(hù)的安全功能。根據(jù)本發(fā)明，端部止擋部確定以及過(guò)載保護(hù)結(jié)合絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器350進(jìn)行。如果對(duì)于給定數(shù)量的電力根據(jù)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器350的運(yùn)動(dòng)速率改變了，這可能是在端部止擋部校準(zhǔn)期間到達(dá)端部止擋部的指示；或者在普通操作期間，如果線性促動(dòng)器不靠近端部止擋部，這可能是增加負(fù)載的指示。還可能的是，當(dāng)促動(dòng)器不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)在機(jī)械系統(tǒng)中的任何偏差。如果檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，或者可以產(chǎn)生并且發(fā)送警告/故障信息和/或電機(jī)可以被促動(dòng)以計(jì)數(shù)該不期望的運(yùn)動(dòng)，即，用作主動(dòng)停止。
[0032]電子電路通過(guò)電力供給調(diào)節(jié)器343被提供經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的電力。調(diào)節(jié)器343適合地具有備用電力358，其包括例如電容或者電池。備用電力358用于確保甚至在已經(jīng)沒(méi)有主電力340的情況下，控制器360，永久存儲(chǔ)器370以及絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器350具有足夠的電力以完成關(guān)閉程序。關(guān)閉程序通常地包括儲(chǔ)存關(guān)閉計(jì)數(shù)以及可能的關(guān)閉數(shù)值到永久存儲(chǔ)器370 中。
[0033]優(yōu)選地，控制器360，諸如微控制器或者ASIC，通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)控制線路362被連接到控制總線或者網(wǎng)絡(luò)。該控制網(wǎng)絡(luò)可以接著適合地控制多于一個(gè)的線性促動(dòng)器。
[0034]圖4A，4B，4C示出了不同類型的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和它們?cè)谛D(zhuǎn)元件的整圈上的輸出，旋轉(zhuǎn)元件與絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器連接。附圖示出了與旋轉(zhuǎn)角度407關(guān)聯(lián)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器輸出405，在那里指示了一整圈。圖4A示出了具有整圈470明確輸出的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器。圖4B示出了具有三分之一整圈473，474，475明確輸出的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器。最后圖4C示出了具有少于整圈478，479明確輸出的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器也使用下溢/溢出計(jì)數(shù)，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器是否具有整圈或者部分圈明確輸出都是沒(méi)有問(wèn)題的。在圖4B中，示出了當(dāng)輸出值405從最大角度代表到最小角度代表時(shí)的溢出481，并且也示出了當(dāng)輸出值從最小角度代表到最大角度代表時(shí)的下溢483。
[0035]理想的是使用多圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其在促動(dòng)構(gòu)件的整個(gè)沖程期間，具有比測(cè)量的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件會(huì)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)更多的圈數(shù)。然而，使用具有與溢出/下溢計(jì)數(shù)器結(jié)合的限制絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的本發(fā)明，給出了便宜和可靠的解決方案。根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器能夠確定在關(guān)閉期間，是否有促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。絕對(duì)位置傳感器的值得以保存且在關(guān)閉期間可允許的/可檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)通過(guò)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的范圍受到限制。在關(guān)閉期間可檢測(cè)，可檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)，因此可允許的運(yùn)動(dòng)是加/減絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的范圍的一半。當(dāng)關(guān)閉線性促動(dòng)器時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的解決方案不依賴于所供給的任何電力。僅需要在關(guān)閉階斷期間能夠獲得當(dāng)停止時(shí)促動(dòng)構(gòu)件實(shí)際所在的更高精確位置。
[0036]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的基本功能的流程圖。在第一步驟510中，確定是否存在旋轉(zhuǎn)。在第二步驟520中，如果有旋轉(zhuǎn)的話，確定是否仍然在絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的范圍中，或者是否存在傳感器輸出的溢出/下溢。在第三步驟530中，如果確定存在溢出/下溢，則計(jì)數(shù)器被相應(yīng)地調(diào)整，如果存在溢出，則計(jì)數(shù)加一，如果存在下溢，則計(jì)數(shù)減一。在第四步驟540中 ，確定是否存在電力損失/關(guān)閉。在第五步驟550中，如果存在電力損失/關(guān)閉，則計(jì)數(shù)被存儲(chǔ)在永久性存儲(chǔ)器中?？蛇x擇地，在第六步驟560中，如果存在電力損失/關(guān)閉，那么絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器值也被存儲(chǔ)在永久性存儲(chǔ)器中。
[0037]圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選檢查的流程圖。在第一步驟600中，確定是否存在供電，如果有，接著執(zhí)行該程序/過(guò)程。在第二步驟610中，提取在永久存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器使用該計(jì)數(shù)更新。在第三步驟620中，提取在永久存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值。在第四步驟630中，獲得/確定絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的當(dāng)前值。在第五步驟640中，提取的存儲(chǔ)值與絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的確定的當(dāng)前值進(jìn)行比較，以確定在關(guān)閉或者沒(méi)有關(guān)閉期間是否存在溢出/下溢。在第六步驟650中，如果確定存在&出/下&，接著計(jì)數(shù)器被相應(yīng)地更新，即如果存在&出，計(jì)數(shù)加I，如果存在下溢，計(jì)數(shù)減I。在第七步驟660中，提取的存儲(chǔ)值與確定的當(dāng)前值進(jìn)行比較，如果該差異小于第一預(yù)定量，接著該程序/過(guò)程被終止，沒(méi)有進(jìn)一步的第十一步驟699的動(dòng)作。如果該差異等于或者大于第一預(yù)定量，接著該過(guò)程繼續(xù)第八步驟670，其中提取的存儲(chǔ)值與關(guān)聯(lián)于第二預(yù)定量的確定的當(dāng)前值進(jìn)行比較。如果確定差異小于第二預(yù)定量，接著在第九步驟680中，執(zhí)行警告動(dòng)作。如果確定差異等于或者大于第二預(yù)定量，接著在第十步驟690中，執(zhí)行誤差動(dòng)作。該誤差動(dòng)作可以包括重新校正。在第十一步驟699中，在供電之后的進(jìn)行進(jìn)一步過(guò)程。
[0038]圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選實(shí)際端部止擋部確定的流程圖。在第一步驟705中，確定是否有第一供電或者重新校正，如果存在，接著執(zhí)行該程序/過(guò)程。在第二步驟710中，電機(jī)電力設(shè)定至低/校正值。在第三步驟715中，電機(jī)/線性促動(dòng)器設(shè)定為沿著第一方向運(yùn)轉(zhuǎn)。在第四步驟720中，確定是否絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器記錄了運(yùn)動(dòng)。在第五步驟725中，當(dāng)確定運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止時(shí)，則電機(jī)停止。在第六步驟730中，確定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)和絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值。在第七步驟735中，第一端部止擋部被設(shè)定到由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器值和計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)減去預(yù)定量所確定的位置。在第八步驟740中，電機(jī)/線性促動(dòng)器設(shè)定為沿著第二方向運(yùn)動(dòng)。在第九步驟745中，確定是否絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器記錄了運(yùn)動(dòng)。在第十步驟750中，如果確定運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止，接著電機(jī)停止。在第十一步驟755中，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)被讀取且絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值被讀取。在第十二步驟760中，第二端部止擋部被設(shè)定到由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和計(jì)數(shù)器減去預(yù)定量所確定的位置。在第十三步驟765中，電機(jī)電力被設(shè)定為正常/額定值。第十四步驟770退出程序/過(guò)程。
[0039]本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，而是可以在附隨的權(quán)利要求的范圍中變化。
[0040]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器的視圖；
[0041]100根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器
[0042]110心軸外管
[0043]111促動(dòng)桿，內(nèi)管
[0044]112變速器
[0045]114 電機(jī)
[0046]116控制電子部件
[0047]118連接器，電力/控制
[0048]150絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器
[0049]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的線性促動(dòng)器單元的一部分的橫截面；
[0050]212變速器
[0051]213耦合至絕對(duì)位置傳感器
[0052]217電路板
[0053]218電力/控制連接器
[0054]219與電機(jī)的連接器
[0055]252絕對(duì)位置傳感器的第一部分，適合地磁或者磁環(huán)，其直接安裝或者間接安裝至，即耦合至線性促動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)部分，諸如心軸或者螺母
[0056]254絕對(duì)位置傳感器的第二部分，適合地霍爾效應(yīng)傳感器，其安裝在絕對(duì)位置傳感器的第一部分附近，適合地在電路板上或者耦合至電路板
[0057]256確定旋轉(zhuǎn)位置的電路，包括計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的溢出/下溢的數(shù)目，以及用于存儲(chǔ)在電源關(guān)閉時(shí)計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器
[0058]258諸如電容器/電池的電力存儲(chǔ)從而確保當(dāng)線性促動(dòng)器關(guān)閉時(shí)存在足夠的電力以存儲(chǔ)計(jì)數(shù)
[0059]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器和絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的功能框圖；
[0060]340電力供給線
[0061]343用于電路的電力供給調(diào)節(jié)器
[0062]345對(duì)于電子電路的調(diào)節(jié)的電力供給
[0063]348用于電機(jī)電力的控制電路
[0064]349到電機(jī)的電力
[0065]350絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器
[0066]358電源存儲(chǔ)，諸如電容器或者電池，在線性促動(dòng)器關(guān)閉期間，用于向電子電路供應(yīng)電力
[0067]360控制器，諸如微控制器或者ASIC(應(yīng)用專用集成電路)
[0068]362可選控制信號(hào)線[0069]364來(lái)自于控制器的控制信號(hào)以控制用于電機(jī)的電路
[0070]370存儲(chǔ)器，其用于在關(guān)閉期間存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的溢出/下溢的計(jì)數(shù)
[0071]圖4A，4B和4C示出了不同類型的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和它們?cè)谡ι系妮敵觥?br> [0072]405絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器輸出
[0073]407在變速器中心軸/螺母/電機(jī)轉(zhuǎn)子/齒輪的旋轉(zhuǎn)位置
[0074]409在變速器中心軸/螺母/電機(jī)轉(zhuǎn)子/齒輪的一整圈，變速器與絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器I禹合
[0075]470 一整圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的整圈輸出
[0076]473三分之一部分圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的第一全范圍輸出
[0077]474三分之一部分圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的第二全范圍輸出
[0078]475三分之一部分圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的第三全范圍輸出
[0079]478部分圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的第一全范圍輸出
[0080]479部分圈絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的第二全范圍輸出開(kāi)始
[0081]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的基本功能的流程圖
[0082]510是否旋轉(zhuǎn)？
[0083]520如果存在旋轉(zhuǎn)，是否在絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的范圍內(nèi)，或者存在溢出/下溢
[0084]530如果存在溢出/下溢，接著相應(yīng)地調(diào)整計(jì)數(shù)器
[0085]540是否存在電力損失/關(guān)閉？
[0086]550如果存在電力損失/關(guān)閉，接著存儲(chǔ)計(jì)數(shù)在永久性存儲(chǔ)器中
[0087]560可選擇地，如果存在電力損失/關(guān)閉，接著也存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器值
[0088]圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選擇檢查的流程圖。
[0089]600如果存在供電，接著執(zhí)行該程序/過(guò)程
[0090]610提取在永久存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)，且使用該計(jì)數(shù)更新計(jì)數(shù)器
[0091]620提取在永久存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值
[0092]630獲得/確定絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的當(dāng)前值
[0093]640將提取的存儲(chǔ)值與當(dāng)前值進(jìn)行比較，如果差異顯示出在關(guān)閉期間存在溢出/下溢，接著繼續(xù)步驟650，否者繼續(xù)步驟660
[0094]650如果在關(guān)閉期間確定存在溢出/下溢，相應(yīng)地調(diào)整計(jì)數(shù)器
[0095]660將提取的值與當(dāng)前值進(jìn)行比較，如果該差異小于第一量，接著退出該程序/過(guò)程，沒(méi)有進(jìn)一步的動(dòng)作，否則繼續(xù)步驟670
[0096]670將提取的值與當(dāng)前值關(guān)于第二量進(jìn)行比較
[0097]680如果差異小于第二量，接著執(zhí)行警告動(dòng)作，可以是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向控制器送回的信息
[0098]690如果差異等于或者大于第二預(yù)定量，接著執(zhí)行誤差動(dòng)作。諸如重新校正
[0099]699在供電之后進(jìn)一步處理
[0100]圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的絕對(duì)位置傳感器的線性促動(dòng)器的可選實(shí)際端部止擋部確定的流程圖。
[0101]705如果有第一供電或者重新校正，接著執(zhí)行該程序/過(guò)程[0102]710設(shè)定電機(jī)電力至低/校正值
[0103]715設(shè)定電機(jī)/線性促動(dòng)器沿著第一方向運(yùn)轉(zhuǎn)
[0104]720檢查絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器記錄運(yùn)動(dòng)
[0105]725當(dāng)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止時(shí)，接著停止電機(jī)
[0106]730讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，讀取絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值
[0107]735將第一端部止擋部設(shè)定到由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和計(jì)數(shù)器減去預(yù)定值所確定的位置
[0108]740設(shè)定電機(jī)/線性促動(dòng)器沿著第二方向運(yùn)動(dòng)
[0109]745檢查絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置記錄運(yùn)動(dòng)
[0110]750當(dāng)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止，接著停止電機(jī)
[0111]755讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，讀取絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值
[0112]760將第二端部止擋部設(shè)定到由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和計(jì)數(shù)器減去預(yù)定值所確定的位置
[0113]765設(shè)定電機(jī)電力為正常值
[0114]770退出程序/過(guò)程
【權(quán)利要求】
1.一種線性促動(dòng)器，其包括電機(jī)，變速器，心軸，心軸螺母，促動(dòng)構(gòu)件以及控制單元，其中電機(jī)通過(guò)變速器以及心軸和心軸螺母之間的相互作用驅(qū)動(dòng)促動(dòng)構(gòu)件在第一端部止擋部和第二端部止擋部之間線性地運(yùn)動(dòng)，其特征在于:為了確定促動(dòng)構(gòu)件的位置，控制單元包括輸出表示角度的值的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器且包括保持計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器與線性促動(dòng)器以如下方式耦合，在促動(dòng)構(gòu)件在第一端部止擋部和第二端部止擋部之間運(yùn)動(dòng)期間，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器會(huì)給出絕對(duì)值的旋轉(zhuǎn)角度小于絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器承受的旋轉(zhuǎn)角度，引起了絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值在該運(yùn)動(dòng)期間下溢或溢出至少一次，且計(jì)數(shù)器被布置為在計(jì)數(shù)中保持所述值的下溢和溢出的記錄，其特征在于，所述控制單元進(jìn)一步包括永久性存儲(chǔ)器且所述控制單元布置為當(dāng)所述線性促動(dòng)器關(guān)閉時(shí)，在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，所述控制單元布置為當(dāng)由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示的促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速率落入預(yù)定的限制時(shí)，在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元布置為當(dāng)由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示的促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速率落入預(yù)定的限制時(shí)，在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元布置為同時(shí)在永久性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元布置為在線性促動(dòng)器供電期間實(shí)施檢查，以確定在永久性存儲(chǔ)器中的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的存儲(chǔ)值與在供電時(shí)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的值是否存在差異，如果存在差異，接著確定是否該差異在預(yù)定的限制內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元包括電容器以提供能量用于存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)到永久性存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元包括電池以提供能量用于存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)到永久性存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:通過(guò)沿著兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)直到絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器指示促動(dòng)構(gòu)件沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，所述控制單元布置為確定線性促動(dòng)器的端部止擋部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:在端部止擋部確定期間，所述控制單元布置為以限制的扭矩/電力水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:所述控制單元布置為在由絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器所指示的位置之前的預(yù)定距離處確定端部止擋部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:通過(guò)所述絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器所述控制單元布置為當(dāng)所述促動(dòng)器不由電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，確定是否有促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，如果確定有，接著產(chǎn)生警告信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的線性促動(dòng)器，其特征在于:通過(guò)所述絕對(duì)旋轉(zhuǎn)位置傳感器所述控制單元布置為當(dāng)所述促動(dòng)器不由電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，確定是否有促動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，如果確定有，接著電機(jī)被促動(dòng)以抵抗該運(yùn)動(dòng)且因此產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)停止。
【文檔編號(hào)】H02K7/06GK103427539SQ201310355940
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年7月30日
【發(fā)明者】J.A.M.杜伊茨, M.羅西 申請(qǐng)人:Skf公司