对软机器人致动器的改进及其制造方法与流程

本发明大体涉及机器人领域，特别涉及具有改进的刚度、支撑性和抓持性的新型软机器人致动器，以及涉及用于制造改进的致动器的技术。

背景技术：

机器人被用于许多行业例如制造业、工业应用以及医疗应用等。软机器人是机器人的发展领域，其提供柔软的、适形的以及自适应的抓持器和致动器以使机器人能够以与人相似的方式与物体相互作用。特别是，这样的机器人能够以与人手相同的方式操作物体。

过去，软机器人已被用于与机器人系统一起抓持装配线上或仓库中的物体。例如，如果部件位于架子上、传送带上或者从架子被移到传送带上，末端执行器可以自适应地从各方向拾取物体，例如“侧面拾取”或“从上向下拾取”。同一抓持器在每一个任务中可以像人手一样适应变化的物体。

附图说明

图1a-1d示出了适用于与本文中描述的示例实施例一起使用的软机器人致动器。

图2a-2c是示出示例性刚性化层的立体图。

图3a-3l为用于制造图2a-2c所示的刚性化层的示例性方法的一系列视图。

图4是示出具有多个用于检测和/或识别被抓持物体的传感器的软机器人致动器组件的侧视图。

图5a-5c是示出带有用于支撑电附着垫的变形层的软机器人致动器的侧视图。

图6a示出了用于驱动两个液压软机器人致动器的活塞泵设计的示意图。

图6b为关于图6a的活塞泵设计的压力分布。

图7示出了用于驱动软机器人致动器的弹性气囊的液压致动系统的示例实施例的示意图。

图8示出了带有一体式致动气囊的吹塑成型的塑料液压致动器的示意图。

图9示出了液压加压系统的示意图，其中单个活塞可致动两个彼此相差180度的设备。

图10示出了连接被线性致动器驱动的液压流体泵的软机器人抓手的示意图。

具体实施方式

本发明现将参考附图更全面地描述，在附图中示出了本发明的优选实施例。但本发明能以各种不同方式来实施且不应被视为被本文所述的实施例限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开充分且完善并充分向本领域技术人员传达本发明的范围。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的零部件。

软机器人抓持器的背景技术

传统的机器人抓持器或致动器可能是价格昂贵的且不能在某些环境下操作，其中被处理的物体的重量、尺寸和形状的不确定性和多样性导致无法采用如过去那样的自动化解决方案。本申请描述了自适形的、廉价、重量轻的、可定制的且易使用的新型软机器人致动器的应用。

软机器人致动器可由弹性材料例如橡胶或放置于被构造为在压力下打开、拉伸和/或弯曲的手风琴式结构内的塑料薄壁或其它适用的相对软的材料形成。软机器人致动器可例如通过将一片或多片弹性材料成型为期望的形状来产生。软机器人致动器可包括可填充有流体例如空气、水或盐水的中空内部以膨胀和致动该致动器。在致动时，致动器的形状或轮廓会改变。在手风琴式致动器的情况下(下文进行更详细描述)，致动可以使致动器弯曲或拉直成预设的目标形状。处于完全未致动形状和完全致动形状之间的一个或多个中间目标形状可通过局部地膨胀致动器来获得。替代地或补充地，致动器可通过真空被致动以使膨胀流体流出致动器，从而改变致动器弯曲、扭转和/或延伸的程度。

致动也可允许致动器在被抓持或被推动的物体上施加力。但是，与传统的硬机器人致动器不同，软致动器在被致动时保持自适形性，以使软致动器可以部分地或完全地适形于被抓持的物体的形状。一旦软致动器与物体碰撞，它们会偏转，当将物体从一堆物体或容器中拾取出来时这是非常重要的，因为致动器很可能碰撞一堆物体中不是抓持目标的相邻物体或者容器的侧部。此外，因为材料可容易变形，所以施加力的大小可以可控方式在整个更大表面区域分布。通过这种方式，软机器人致动器可抓持物体且不对其造成损坏。

此外，软机器人致动器允许难以用传统硬机器人致动器来实现的运动或运动(包括弯曲、扭转、拉伸、收缩)的组合类型。

图1a-1d示出了示例性的软机器人致动器。更具体地，图1a示出了软机器人致动器的部分侧视图。图1b示出了图1a中的部分俯视图。图1c示出了包括可被使用者操作的泵的软机器人致动器的部分侧视图。图1d示出了图1c中示出部分的替代实施例。

致动器可为如图1a所描述的软机器人致动器100，其可利用膨胀流体例如空气、水或盐水膨胀。膨胀流体可经由膨胀装置120通过流体连接器118被提供。

致动器100可处于未膨胀状态，其中在致动器100内存在基本与周围环境压力相同的有限量的膨胀流体。致动器100也可处于完全膨胀的状态，其中在致动器100内存在预定量的膨胀流体(预定量对应于致动器100待施加的预定的最大力或由膨胀流体施加到致动器100上的预定的最大压力)。致动器100也可处于完全真空的状态，其中所有的流体从致动器中流出，或处于部分真空的状态，其中部分流体存在于致动器100中但是其压力小于周围环境。进一步，致动器100可处于部分膨胀的状态，其中致动器100包括少于在完全膨胀状态下存在的预定量的膨胀流体，但是多于没有膨胀流体或非常有限量的膨胀流体。

在膨胀状态，致动器100表现出如图1a所示绕着中心轴线弯曲的趋势。为便于讨论，本文定义了几个方向。如图1b所示，轴向穿过中心轴，致动器100围绕中心轴弯曲。径向方向在垂直于轴向的方向上、在由膨胀的致动器100构成的部分圆的半径方向上延伸。周向方向沿着膨胀的致动器100的外周延伸。

在膨胀状态，致动器100可在径向上沿着致动器100的内周边缘施加力。例如，致动器100的远端的内侧向内朝着中心轴施加力，可利用该力以允许致动器100抓持物体(可能与一个或更多的附加的致动器100相结合)。由于致动器100所使用的材料以及通常的结构，软机器人致动器100可在膨胀时保持相对地适形。

致动器100可由允许相对软或带适形结构的一种或多种弹性材料构成。根据应用，弹性材料可以从一组食品安全的、生物相容的或医学安全的、食品药品监督管理局(fda)批准的材料中选择。致动器100可采用符合药品生产质量管理规范(“gmp”)的设备来加工。

致动器100可包括基本平坦的基座102(虽然各种改型或附加物可被增加到基座以改进致动器的抓持和/或弯曲性能)。基座102可形成抓持目标物体的抓持表面。

致动器100可包括一个或多个手风琴式延伸部104。该手风琴式延伸部允许致动器100在膨胀时弯曲或挠曲，从而有助于限定致动器100在处于膨胀状态时的形状。手风琴式延伸部104包括一连串的脊106和槽108。手风琴式延伸部104的尺寸与脊106和槽108的布置可变化以得到不同形状或轮廓。

虽然图1a-1d的示例性致动器在展开时呈“c”形或椭圆形，但是本领域普通技术人员将会意识到本发明不仅限于此。通过改变致动器100的主体的形状或手风琴式延伸部104的尺寸、位置或形态，可获得不同的尺寸、形状和形态。而且，改变提供给致动器100的膨胀流体的量允许牵拉器呈在未膨胀状态和膨胀状态之间的一个或多个中间尺寸或形状。因此，单独的致动器100通过变化膨胀量在尺寸和形状方面是可缩放的，并且通过用具有不同尺寸、形状或结构的另一个致动器100来代替一个致动器100可在尺寸和形状方面进一步缩放致动器。

致动器100从近端112向远端110延伸。近端112与接口114相连。接口114允许致动器100与切口牵拉器的其它部分可拆卸连接。接口114是由医学安全材料如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)或缩醛均聚物制成。接口114可与致动器100和软管118中的一个或两个可拆卸连接。接口114可具有用于与致动器100连接的端口。不同的接口114可具有不同的尺寸、数量或致动器端口的构造，以便适应较大或较小的致动器、不同数量的致动器或不同形态的致动器。

用从膨胀装置穿过流体连接器例如软管118被供应的膨胀流体可以使致动器100膨胀。接口114可包括阀116或可被附接至阀116，以允许流体进入致动器100但防止流体从致动器中流出(除非阀是打开的)。软管118也可或替代地附接至位于膨胀装置120处的膨胀器阀24，以调节在膨胀装置120位置处的膨胀流体的供应。

软管118还可包括致动器连接接口122，其用于在一端可拆卸地连接接口114并且在另一端可拆卸地连接膨胀装置120。通过将致动器连接接口122的两部分分离，不同的膨胀装置120可与不同的接口114和/或致动器100连接。

膨胀流体可以是例如空气或盐水。在空气的情形下，膨胀装置120可包括手动操作的球状体或波纹管以便供应环境空气。在盐水的情形下，膨胀装置120可包括注射器或其它合适的流体递送系统。替代地或另外地，膨胀装置120可包括压缩机或泵，以便供应膨胀流体。

膨胀装置120可包括用于供应膨胀流体的流体供给部126。例如流体供给部126可以是用于储存压缩空气、液化或压缩的二氧化碳、液化或压缩的氮气或盐水的储存器，或者可以是用于向软管118供应环境空气的通风口。

膨胀装置120还包括用于从流体供应部126穿过软管118将膨胀流体供应到致动器100的流体递送装置128，例如泵或压塑机。流体递送装置128能够向致动器100供应流体或从致动器100中抽出流体。流体递送装置128可以被电力驱动。为供应电力，膨胀装置120可包括电源130，例如电池或与电源插座的接口。

电源130也可向控制装置132供电。控制装置132可允许使用者如通过一个或多个致动按钮134(或替代装置如开关)控制致动器的膨胀或收缩。控制装置132可包括用于向流体递送装置120发送控制信号的控制器136，以使流体递送装置128向致动器100供应流体或从致动器100中抽出流体。

支撑和刚性化层及其制造方法

图2a示出了示例性刚性化围套或刚性化层200，其包括以平行、空间分离的关系被固定至柔性背衬204上的多个刚性板条202。板条202可由任何适用的刚性材料，包括但不限制于各种金属、塑料或复合材料形成。

如图2b所示，刚性化层200可采用各种附接方式如系带(如图示)、束线带、胶粘、机械紧固件等被固定至致动器206的抓持侧(板条202面向致动器206，故在本视图中看不见)。在一些实施例中可省略柔性背衬204，刚性板条202(如通过二次成型)可被一体成型在致动器206自身的材料内。

随着刚性化层200以上文描述的方式被施加至致动器206的抓持侧，当致动器206被加压时刚性板条202防止了致动器206的抓持侧鼓起或者变凸，其中所述鼓起可妨碍致动器206在试图抓持物体时以期望方式向内弯曲的能力。而且，刚性板条202可防止当对致动器206施加真空时，致动器206的抓持侧空穴化(cavitating)或者变凹陷，其中所述空穴化可当试图打开远离(例如不抓持)物体时妨碍致动器206向外弯曲的能力。因此，将会意识到刚性化层200可减轻致动器206在使用期间的各向同性变形，同时促进各向异性变形，使得在没有明显阻力的情况下，致动器206的加压可使得致动器206以期望的方式弯曲。这有助于致动器206的有效操作，因为以不期望的方式使致动器206变形的压力的指向被替代为以期望的方式使致动器206变形的指向。更进一步地，在操作过程中刚性化层200可支撑或减小致动器206的弹性材料上的应力，并且因此当致动器206被重复加压和减压时可减轻滞后现象对弹性材料不期望的影响。它还可提高弹性材料在加固位置处的抗循环疲劳性。

由于刚性板条202在空间上相互分离，并且取向垂直于致动器206在操作过程中弯曲的方向，所以刚性板条202不妨碍或不干扰致动器206的常规操作(即例如刚性板条不妨碍或不干扰致动器抓持物体的弯曲)。

在编号为14/944,999，题目为“软机器人致动器的改进”，申请日为2015年11月18日的美国专利申请对刚性化层进行了更加详细的描述。

参考图2c，示出了致动器206的实施例，其中由柔性材料例如氯丁橡胶泡沫形成的支撑层208被放置于致动器206的上方非抓持侧，并且其中上文描述的刚性化层200(图2c中未示出)和支撑层208通过在致动器206的非抓持侧的槽部212的上方横向延伸的基本不能伸展的紧固装置210(例如束线带)被紧固至致动器206。除了为刚性化层200提供紧固装置外，紧固装置210可以以与刚性板条202向致动器206的抓持侧提供如上文所述的支撑的基本相同的方式向槽部212提供支撑。特别地，紧固装置210可在致动器206的操作过程中减轻槽部212的鼓起及其它不期望的变形，从而以期望的方式促进致动器206有效的各向异性变形并且通过减小在加固位置处的应力来减轻循环疲劳。支撑层208可相似地，尽管以较小程度，支撑致动器206的非抓持侧的脊部214，以在对致动器206加压时减轻脊部214的不期望的鼓起或鼓胀。另外地，通过改变形成支撑层208的材料，可以期望方式调整致动器206在加压时的行为。

参考图3a-3l，示出了采用热压技术以加工上文描述的带有嵌入式刚性板条202的刚性化层200的实施例的方法。在如图3a所示的本方法的第一步中，ptfe织物或相似的耐热、耐粘材料的保护层320可被放置在传统热压机324的底板322上。保护层320将不形成完成的刚性化层200的部分，而是仅仅被提供用于在制造过程中防止刚性化层200粘附至热压机324。保护层320以及将在下文描述的随后的材料层可通过将保护层320内的预切孔装配在从底板322处竖向延伸的定位桩上被准确地以期望方式置于底板322上。

应该注意，虽然图3a-3l示出了在热压机上进行的制造方法，但相似使用其它加工形式例如辊对辊加工技术也适用于生产刚性化层200。

在如图3b所示的方法的下一个步骤中，可将用作刚性化层200的底部外层的织物片材328放置于保护层320的上方。织物片材可由在粘结过程中施加热时能够维持其结构的材料例如尼龙、芳纶或棉花制成。

在如图3c所示的方法的下一个步骤中，由粘结剂制成的两个片材330a、b可被放置在织物层328的上方，粘结剂可为可拉伸的、可变形的弹性体例如热塑性材料(如热塑性聚氨酯(tpu))。tpu可用作热胶以将层和部件粘结在一起。数排槽或切口332可以激光切割或其它方式形成在tpu片材330a、b内从而以按照下文进一步的描述用于保持容置的刚性板条302。图示的tpu片材330a、b具有四排槽332以形成四个分离的刚性化层。当然，可提供更多或更少排数的槽332以形成更多或更少的刚性化层。

在如图3d所示的方法的下一个步骤中，由刚性材料如1095弹簧钢(及其它相对刚性的塑料、金属、或包括钢、铝、聚醚醚酮(peek)的其它形式的复合材料)形成的刚性板条202可被置于tpu片材330a、b的槽332内。

在如图3e所示的方法的下一个步骤中，可将作为刚性化层200的顶部外层的氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫片材334置于tpu片材330a、b和刚性板条202的上方。在这个实施例中，当所述结构被热压时，氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫334适形于位于其下的板条的拓扑结构。这允许结构在板条之间的区域内变得更薄，因此使得所述结构沿着致动器的弯曲轴更能弯曲。尽管如此，任何适用的变形片材或可伸展的织物都可用于这个功能，包括尼龙、tpu涂覆尼龙、芳族聚酰胺、氨纶、棉花或聚酯织物等等。

在如图3f所示的该方法的下一个步骤中，密封垫336可选择性地被放置在氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫片材334的上方。密封垫336可由合适厚度和强度的材料例如硅或铝形成以承受加压过程的热量。在硅密封垫336内的数排槽或切口338可以激光切割或其它方式形成，其与tpu片材330a、b的槽332基本相同。硅密封垫336将不形成完成刚性化层200的部分，而是仅仅被提供用于在加热的过程中以期望的方式在下层上分布力。特别地，当刚性化层200的层按照下文进一步描述被热压时，硅密封垫336可向下压在除槽338的下方区域(覆盖刚性板条202的区域)外的下层的氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫334的所有区域。因此，当刚性化层202被热压时，包围并且连接刚性板条202的氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫334的区域将被压缩和变薄，因此在操作过程中将不会干涉致动器206的弯曲。也应该注意，在安装时将邻接于致动器206的抓持侧的氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫334可使致动器206免遭腐蚀。

在如图3g所示的该方法的下一个步骤中，ptfe织物或相似的耐热、耐粘材料的保护层340可置于硅密封垫336的上方。保护层340将不形成完成的刚性化层200的一部分，而是仅仅被提供用于防止下层在制造的过程中粘接到热压机324。

在如图3h所示的方法的下一个步骤中，热压机324的顶板342可被置于保护层340的上方，配重344可被放置于顶板342的上方以压紧刚性化层200的堆叠层从而当tpu片材330a、b按照下文进一步描述被熔化时帮助tpu片材330a、b均匀分布。所述压力有助于粘结材料(例如tpu)流动，随后片材可被彼此压入。

在如图3i所示的方法的下一个步骤中，开启热压机，tpu片材330a、b被加热至某一温度，该温度引起tpu片材330a、b轻微流动并且用作胶。温度通过具有邻近tpu片材330a、b布置的导线的第一热电偶346被监测，具有邻近热压机324的顶板342布置的导线的第二热电偶348，可被用于监测刚性化层200的层内的温度梯度(即第一和第二热电偶346、348的读数之间的差值)以确保在加热过程中氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫334不会过热或皱缩，同时在底层内维持足够的热量以允许tpu流动。

在如图3j所示的方法的下一个步骤中，包括尼龙片材328、熔化的tpu片材330a、b、刚性板条302以及氨纶包覆的氯丁橡胶泡沫片材334的完成的熔融的片材350可从热压机324处移走。在如图3k所示的该方法的下一个步骤中，刚性化层200(具有三个附加的刚性化层)可由熔融的片材350被激光或其它方式切出。在如图3l所示的该方法的下一个步骤中，硅片材352可被粘接到刚性化层200的抓持侧上的尼龙以当处理物体时为刚性化层200(并且最终刚性化层200将附接至致动器206)提供增强的粘着力。在一个例子中，硅片材352可被压力粘接到刚性化层200的抓持侧。

带有传感器的软致动器

图4示出了软机器人致动器组件400，其中多个致动器402a和402b被安装于转毂404。一个或更多的传感器406可被安装至或嵌入一个或多个致动器402a和402b以及转毂3404以检测物体是否被致动器402a和402b抓持和/或检测物体是什么。在示出的实施例中，两个传感器406被安装在致动器402a、402b的远端附近，接近于期望通过致动器抓持物体的位置。每个传感器406可为相同类型或不同类型。

例如一个或更多的传感器406可为或可包括用于确定物体存在的光电接近传感器。附加地或替换地，一个或更多的传感器406可为或可包括用于读取rfid标签、qr码或抓持物体条形码的rfid读取器、qr码读取器或条形码扫描器。在另一个例子中，传感器406可包括用于相对于待抓持物体定位组件400的相机。更进一步，传感器406可包括激光测距仪、声学测距器、绝对压力传感器或真空传感器。

电附着垫

图5a示出了被提供有电附着垫502的软机器人致动器500。电附着垫502可为柔性的、弹性的条带，其可具有固定于致动器500的抓持侧的第一端和第二端506a、b。电附着垫502可作为致动器500的一体部件被实现，或者可例如通过机械紧固件被可移除地附接到致动器500。电附着垫502可包括多个嵌入式叉指形电极(图中未示出)，叉指形电极可选择性地通电以引起被带入与电吸附垫502接触的物体依附到其表面上。

借助固定于致动器500的抓持侧的电附着垫502的第一端和第二端506a、b并借助未固定于致动器500上的电附着垫502的中间部分508，当如图5b所示地致动致动器500时，可引起电附着垫502的中间部分508挠曲且弯曲远离致动器500的抓持侧。由于电附着垫502是相对柔性的且由于当电附着垫502的后部按照图5b所示被弯曲时是非支撑的，电附着垫502如图5c所示可挠曲或适形于被带入与其接触的物体表面。这种适形的面对面接触有利于使电附着垫502和抓持物体之间的电附着最大化。

上文描述的电附着垫502可特别好的适用于抓持软的、易碎的物体和结构而不对它们造成损坏。例如，在手术期间，带有电附着垫的软机器人致动器可用于抓持和操作人体器官(例如肺、大肠、胃、肠)。进一步的应用包括从订单履行中心内的搬运箱处拾取物体，将物体(例如产品)放入用于航运的箱子内，以及包装易碎物体(例如巧克力糖果)。

液压致动器

许多上述的软机器人系统和致动器可相似地采用液压致动器(即液压泵系统)代替气动致动器而实施。液压泵送系统可有利地用于驱动软机器人基于至少三个原因：1)致动流体不可压缩，所以在加压过程中能量和时间将不会浪费在压缩流体体积，2)由于流体不可压缩，致动系统可足够小以安装在软抓手的转毂内或附接于保持软抓手的电枢(例如，在机器人臂上或机架系统上)，以及3)这类系统可理想用于水下运行，由于加压流体将利用周围环境来悬浮。

目前可用的微型隔膜泵进行用于物理形态和高静压的流体容积交换。这从根本上减缓致动。用于驱动软机器人的替代类别的泵能在非常短的时间内产生高流量和高压力。

图6a所表示的是用于驱动两个软致动器(未示出)的活塞泵设计。在这个设计中，凸轮轴602连接至随动件604，随动件604驱动一组将液压流体递送到连接至软致动器的管608的活塞606。该凸轮机构可由弹簧加载，并且凸轮轴可包括驱动活塞606的矩圆形凸轮610。

图6b所示出的是由泵产生的压力分布随时间的变化的示例图。在这个设计中由单独的活塞组件递送的压力分布可通过改变凸轮轴上的矩圆形凸轮610的形状来任意设置。

与驱动多个活塞的位于汽车内的凸轮轴非常相似，在这个实施例中，凸轮轴可致动带有机械程序相对定时的多个软致动器。例如，经由连接于两组凸轮轴上的也相差180度的矩圆形凸轮610，通过驱动彼此相差180度的两组软致动器180可产生用于步行软机器人的爬行动作。

软致动器也可通过压缩填充有液压流体的附接的弹性气囊被驱动。该气囊可被模制使其成为软致动器的部分，或者可被铸造为单独的部分并且附接至软致动器。可通过用手、机械设备(例如杆)或通过机电系统压缩气囊来完成致动。

图7示出了用于驱动软致动器的弹性气囊的致动系统的示例实施例。此处，该气囊被形状记忆合金例如暴露于热(例如由于电流通过附接导线产生的电阻热，或者由于其他温度的变化例如对环境温度的调整)时收缩的镍钛网包覆。该收缩驱动流体排出气囊并且进入右边示出的可附接于法兰的软致动器。

应该注意，该气囊不需要为弹性的。例如，该气囊可由以手风琴式波纹管的形状成型的塑料制成。当制造由连接至塑料致动器气囊的塑料软致动器组成的单个装置时，塑料气囊将是有利的。

例如，图8所示出的是带有集成的致动气囊的吹塑成型的塑料致动器。此处将按压在右侧示出的塑性端盖以驱动流体流出波纹管并进入致动器。由于该设备是由塑料代替弹性体而制成，故用于停止系统的返回力可由附接在手风琴式气囊或波纹管上或位于其内部的返回弹簧(未示出)来提供。

也可将加压系统构造成使得单个活塞可致动彼此相差180度的两个设备180，例如用于驱动步行机器人。图9示出的是这种泵系统的示例实施例。此处以水平虚线表示的线性轴驱动活塞至连接两个弹性气囊的气缸的左边和右边。这些气囊被径向限制(以围绕每个气囊的阴影带示出)使得在加压时只有气囊的一个面可膨胀。这些气囊可连接至软致动器；相应地，当气囊膨胀时，其压缩致动器内的流体，从而驱动其致动。

泵的两侧的180度相位转变是由将两个气囊放置在包含活塞的气缸的对置的两侧来实现的。结果，当系统的一侧被加压时，系统的另一侧被减压。应该注意，虽然这个系统被示出在活塞组件的任一侧带有相同尺寸的气囊，但是可在任一端采用不同尺寸的气囊以产生使两组致动器在不同压力下运行的泵。

线性致动器也可用于泵送液压流体。图10示出了连接至这种加压系统的软抓手。此处当位于气缸内的活塞被线性驱动器向前驱动时，位于右侧气缸内的液压流体通过递送管被传递到软抓手。在这个示例实施例中，线性致动器由驱动连接至活塞的螺纹杆的马达组成，不过其它类型的线性致动器也将适用。

如本文所用，以单数描述且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应被理解为不排除复数的元件或步骤，除非这样的排除被明确记载。此外，本发明提到“一个实施例”并非想要被解释为排除还包括所述特征的附加实施例的存在。

虽然已经参照某些实施例公开了本发明，但可以在不脱离如所附权利要求书限定的本发明范围的情况下可以对所述实施例进行各种修改、改变和变化。因此，本发明并不打算局限于所述实施例，而是具有由所附权利要求书的语言及其等同所限定的全部范围。