JP5429939B2 - 形状記憶合金アクチュエータシステム - Google Patents
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Description
この形状記憶合金の形状変化を利用したアクチュエータは、アクチュエータの小型化、軽量性などにおいて優れた特性を持っている。また、形状記憶合金ワイヤはその長さが抵抗値に対応するため、抵抗値をフィードバックすることによって位置を制御することが行われている。
可動部材の位置を制御する際、形状記憶合金部材における単位温度変化に対する抵抗変化の割合Aが、第1割合A1から、第1割合A1と異なる第2割合A2に変化する第1変化点X1を見つけ、第1変化点X1を与える第1抵抗値R1を基準に、可動部材の位置を制御するというものである。
図1は形状記憶合金アクチュエータの概略構成である。形状記憶合金ワイヤ10は一端が固定され、他端は移動体11に接続されている。形状記憶合金ワイヤ10は、その両端に電流を流すことによって加熱され収縮し、電流印加を停止すると外気によって冷やされ伸長する。
ステップS201において、出力部20は、形状記憶合金ワイヤ10に一定電流を印加する。通電加熱により形状記憶合金ワイヤ10が収縮し始める。
ステップS202において、検出部21は、形状記憶合金ワイヤ10の抵抗値の検出、取得を行う。
ステップS203において、記憶部24は、検出部21で検出された抵抗値を格納する。
ステップS204において、抵抗値が一定になったか否かを判定する。
否定判定(NO)であれば、移動体11が第2の規制部材16に達していないと判定し、ステップS201へ移行し、抵抗値の検出格納の処理を継続する。
ステップS205において、記憶部24に格納されている形状記憶合金ワイヤ10の時間経過に対応する複数の抵抗値を呼び出す。
格納された第1抵抗値は、形状記憶合金ワイヤ10を伸長した際の指示抵抗値として使われ、位置制御を行う。
尚、形状記憶合金アクチュエータシステムの構成および第1抵抗値、第2抵抗値を演算するタイミングは第1の実施例と同様である。
11、51、52 移動体
12、53、54 弾性材料
15、16、55、56、57 規制部材
20 出力部
21 検出部
22 指示部
23 演算部
24 記憶部
25 制御部
100 形状記憶合金アクチュエータ
Claims (5)
- 通電加熱により収縮し、冷却により延伸することにより、その長さが変化する形状記憶合金ワイヤと、
前記長さが変化する方向に移動可能な移動体と、
前記形状記憶合金ワイヤが延伸する方向に外力が負荷される弾性部材と、
前記移動体の移動範囲を伸長側に規制する第1の規制部材と、
前記移動体の移動範囲を収縮側に規制する第2の規制部材と、
を有する形状記憶合金アクチュエータと、
前記形状記憶合金アクチュエータの収縮および延伸する際の前記形状記憶合金ワイヤの抵抗値を検出する検出部と、
前記検出部から得られた出力信号と指令部より入力された信号との比較演算を行い、検出された抵抗値に応じた印加電流値を算出する演算部と、
前記演算部から出力された前記印加電流値を前記形状記憶合金アクチュエータへ出力する出力部と、
前記検出部、前記演算部、前記出力部を制御する制御部と、
を有する抵抗制御回路により、前記形状記憶合金アクチュエータの位置制御を行う形状記憶合金アクチュエータシステムにおいて、
前記抵抗制御回路は、基準抵抗値演算部を有し、単位時間変化に対する抵抗変化の割合が第1の割合から前記第1の割合と異なる第2の割合に変化する第1抵抗値を算出し、前記形状記憶合金ワイヤを弛緩させる場合には前記第1抵抗値で位置制御することを特徴とする形状記憶合金アクチュエータシステム。 - 通電加熱により収縮し、冷却により延伸することにより、その長さが変化する形状記憶合金ワイヤと、
前記形状記憶合金ワイヤが収縮する方向に外力が負荷される第1の弾性部材に当接され、前記形状記憶合金ワイヤの長さが変化する方向に移動可能な第1の移動体と、
前記形状記憶合金ワイヤが延伸する方向に外力が負荷される第2の弾性部材に当接されるとともに、前記形状記憶合金ワイヤに接続され、前記形状記憶合金ワイヤの長さが変化する方向に移動可能な第2の移動体と、
前記第1の移動体の移動範囲を伸長側に規制する第1の規制部材と、
前記第1の移動体の移動範囲を収縮側に規制する第2の規制部材と、
前記第2の移動体の収縮側に、その移動を規制する第3の規制部材と、
を有する形状記憶合金アクチュエータと、
前記形状記憶合金アクチュエータの収縮および延伸する際の前記形状記憶合金ワイヤの抵抗値を検出する検出部と、
前記検出部から得られた出力信号と指令部より入力された信号との比較演算を行い、検出された抵抗値に応じた印加電流値を算出する演算部と、
前記演算部から出力された前記印加電流値を前記形状記憶合金アクチュエータへ出力する出力部と、
前記検出部、前記演算部、前記出力部を制御する制御部と、
を有する抵抗制御回路により、前記形状記憶合金アクチュエータの位置制御を行う形状記憶合金アクチュエータシステムにおいて、
前記抵抗制御回路は、基準抵抗値演算部を有し、単位時間変化に対する抵抗変化の割合が第1の割合から前記第1の割合と異なる第2の割合に変化する第1抵抗値と、第2の割合から前記第2の割合と異なる第3の割合に変化する第2抵抗値とを算出し、前記形状記憶合金ワイヤを弛緩させる場合には前記第1抵抗値で位置制御を行い、前記形状記憶合金ワイヤを収縮させるときには前記第2抵抗値、および前記第2抵抗値と抵抗値の変化が一定になった抵抗値との間の任意の抵抗値で位置制御することを特徴とする形状記憶合金アクチュエータシステム。 - 第1変化点を与える第1抵抗値の算出に関しては、前記第1抵抗値を測定する要求を制御部が受信した時に、前記出力部から一定電流を印加し、前記電流を印加している間、前記検出部で検出された抵抗値を前記記憶部に格納しておき、単位時間変化に対する抵抗変化の割合が一定抵抗値になったことを検出した後に、前記検出部で取得した抵抗値を前記記憶部から読み出し、前記第1抵抗値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の形状記憶合金アクチュエータシステム。
- 前記第1抵抗値を測定する要求を前記制御部が受信するタイミングは、前記形状記憶合金アクチュエータシステムの電源が投入されるタイミングであることを特徴とする請求項3に記載の形状記憶合金アクチュエータシステム。
- 前記第1低抗値を測定する要求を前記制御部が受信するタイミングは、前記形状記憶合金アクチュエータシステムの電源が投入された後、外部からの測定要求が制御部へ入力されたタイミングであることを特徴とする請求項3に記載の形状記憶合金アクチュエータシステム。
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