[发明专利]线性促动器

说明书

本申请是申请日为2010年7月30日、申请号为201080069294.3、发 明名称为“线性促动器”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及线性促动器，特别地涉及由电机驱动的线性促动器，特别是 确定线性促动器的促动元件的位置。

背景技术

当取代旋转运动，需要受控的线性运动时，通常使用线性促动器。线性 促动器的其中一个使用是能够远程打开和关闭窗户。例如绿色房屋的通风 窗。已经使用气动和液压促动器，因为它们天然是线性的。气动和液压促动 器具有许多缺点，能量效率是一个，这就是为什么已经有一段时间向着由电 机驱动的线性促动器转变。

为了确定线性促动器的促动元件的位置，线性促动器通常设置有位置传 感器。使用之前旋转的电势计。由于电势计的机械特性，它们会磨损，因此 降低了使用它们的线性促动器的可靠性。现代的线性促动器更可能使用疲劳 抵抗技术，诸如：半导体霍尔传感器，其是无接触传感器。美国专利申请 US2009/0091287记载了利用霍尔传感器的线性促动器。不幸地是，建议的 系统需要传感器和微处理器总是需要激活。因此，在此看起来，在确定线性 促动器的促动元件的位置方面，有改进的空间。

发明内容

本发明的目标是限定一种方法和装置以确定线性促动器的促动元件的 位置。

前述目标根据本发明通过使用线性促动器实现，所述线性促动器包括心 轴，心轴螺母，变速器，电机以及促动构件，其被布置为通过心轴和心轴螺 母的相互作用线性地运动促动构件，所述相互作用由电机通过变速器驱动。 促动构件在第一端部止挡部和第二端部止挡部之间运动，限定了完整的冲 程。促动构件的位置，在心轴和心轴螺母之间的相对位置由绝对旋转位置传 感器和计数器确定。绝对旋转位置传感器与线性促动器的旋转部分耦合且在 完全冲程期间将会至少一次下溢/溢出(under-flow/over-flow)；也就是旋转 角度，通过该旋转角度，绝对旋转位置传感器可以确定该角度小于在完整冲 程期间旋转部分的完整旋转角度。因此，在完整冲程期间，绝对旋转位置传 感器会下溢，也就是其从表示最小角度的输出值到表示最大角度的输出值至 少一次，或者会溢出，也就是其从表示最大角度的输出值到表示最小角度的 输出值至少一次。计数器保持在促动构件运动期间绝对旋转位置传感器产生 的下溢和溢出的数量的记录。来自绝对旋转位置传感器的值和来自计数器的 计数的组合确定了位置。

前述目标进一步根据本发明通过线性促动器获得，所述线性促动器包 括：电机，变速器，心轴，心轴螺母，促动构件以及控制单元。电机通过变 速器以及心轴和心轴螺母之间的相互作用驱动促动构件在第一端部止挡部 和第二端部止挡部之间线性地运动。根据本发明，为了确定促动构件的位置， 控制单元包括输出表示角度的值的绝对旋转位置传感器。该数值可以是角度 或者正好表示角度的数值，例如10或者12比特数字。控制单元进一步包括 保持计数的计数器。绝对旋转位置传感器与线性促动器以如下方式耦合，在 促动构件在第一端部止挡部和第二端部止挡部之间运动期间，绝对旋转位置 传感器会给出绝对值的旋转角度小于绝对旋转位置传感器承受的旋转角度。 这引起了在端部止挡部之间的该运动期间，绝对旋转位置传感器的值的下溢 或者溢出至少一次。计数器被布置为在计数中保持所述值的下溢和溢出的记 录。因此，绝对旋转位置传感器的值和计数器的计数的组合决定了促动构件 的位置。绝对旋转位置传感器可以是整圈或者部分圈的绝对旋转位置传感 器。控制单元进一步包括永久性存储器。控制单元接着设置为当线性促动器 关闭时或者作为一种保证保持计数的记录的方式，当由绝对旋转位置传感器 指示的促动构件的运动速率落入预定限制以下时，在永久性存储器中存储计 数器的计数。该关闭可以是通过命令或者通过从线性促动器移除电力。

控制单元可以在一些实施例中也适合地被设置成当关闭时，当计数器的 计数被存储时，当由绝对旋转位置传感器指示的促动构件的运动速率落到预 定限制以下时，在永久性存储器中也存储计数器的计数。这种情况下，系统 的惯性保持了在电机关闭/移除电力之后促动构件的运动。