专利名称：一种智能材料致动器功的最佳化装置和方法
技术领域：
本发明的领域本发明一般地涉及一种致动器组件，以及更具体地涉及一种支承结构的功的最佳化，该支承结构可以响应一个智能材料(smartmaterial)致动器的电激励而移动。
本发明的背景本发明是根据致动器技术，这种技术正在广泛的范围内发展，其中包括工业。在此类型的致动器中使用的一个部件是一种电刺激的智能材料致动器。这些智能材料致动器在电刺激时改变形状。这种形状改变能够设计为主要沿一个轴的改变。当此轴尺寸改变时，这种改变被一个杠杆放大，该杠杆与主支承结构制成整体，形成一个带有可使用的位移量的致动器。这种位移可使用于一般目的的工业用途，比如握持器，直线电动机，以及用户用途，比如扬声器。现在，使用于电—机械器件，比如电动机，螺线管和音圈。通常，这些器件具有许多缺点，这就是它们是大型的和沉重的，消耗大量的动力并且不按比例方式做功。
对于技术熟练人员已知各种类型的智能材料致动器，传统地，智能材料致动器以两种方式使用，第一种方式直接地作用，以及第二种方式借助一种机械杠杆系统。大多数这些系统具有某种机械的预载荷。这种预载荷大部分使用于捕获在主结构内的智能材料致动器。通常并不认为，施加至智能材料致动器的预载荷能够影响致动器的性能。
在这种已知的器件中，当智能材料致动器通电时，该器件的几何形状主要沿着一个预定的轴膨胀。当智能材料器件断电时，该器件的几何形状主要地沿着预定的轴收缩。智能材料的这种膨胀和收缩能够使用于操作一个装置，例如，用于开启或封闭一个握持器或者振动一个扬声器锥体。
本发明的概述至今尚没有普遍地承认，单独的智能材料致动器类型具有一个最佳的预载荷和/或预载荷范围，在此范围内智能材料致动器提供最佳的功。为了讨论的目的，“功”定义为力/位移乘积，假设输入能是较恒定的。当在智能材料致动器的峰值功区域内使用智能材料致动器时，该智能材料致动器处于其峰值效率。因为对于一个大型智能材料致动器的最佳的预载荷能够超过100磅，使用于产生预载荷力的方法是重要的。
智能材料可以设置在一个主支承结构内，该主支承结构带有一个整体的铰链，弹簧，以及至少一个在围绕主支承结构的一个曲线路径内的支臂。最佳的预载荷力能够设计为进入主支承结构和提供一个预载荷调节。大多数已知形状的智能材料致动器提供小的机会以选择不同的铰链轴位置，高的预载荷力和/或结构形状，以达到性能的最佳化。这些任务是一种困难的组合，以达到使廉价的材料使用于智能材料致动器的大量的商业化。
本发明使一个智能材料致动器的性能最佳化，提供前所未有的性能和灵活性。本发明提供一个方法用于测定对于一个机械杠杆系统智能材料致动器的最佳的预载荷。最好，一个智能材料致动器能够捕获在一个刚性的不可弯曲部分和力传送元件之间的位置，智能材料致动器例如，但不局限于借助由带有整体的预载荷机构的一个单块材料机加工。该装置可以包括一个支承，该支承具有一个刚性的不可弯曲部分，至少一个支臂部分，由刚性部分延伸向前，在每个可枢动的支臂上的至少一个表面，该支臂用于相对于支承结构的移动，以及一个力传送元件，相对于至少一个支臂工作上定位。一个刚性的不可弯曲部分能够支承预载荷机构。一个致动器能够在预载荷机构和力传送元件之间工作上接合，以驱动力传送元件沿着一条固定路径移动，引起至少一个可枢动支臂部分响应一次通电时枢动。支承，可枢动支臂和结构的力传送元件能够设计为一个整体结构的刚性的不可弯曲部分。这些部分借助柔性的铰链部分互连，以允许至少一个支臂相对于剩余的支承结构移动。任何非平面的弯曲能够减少机构的有效寿命，以及通过铰链轴传送至至少一个枢动支臂的力的大小。力的减少限制了枢动支臂的位移和力。铰链轴位置和相应的结构形状的选择允许极大能力使装置的性能和尺寸的最佳化，用于特定的用途。
当在支承元件内安装时，智能材料能够使用一个力的预加载。例如，智能材料致动器能够夹紧在支承结构内，这时使用一个可调节螺钉支承一端，以允许最佳的力预加载。一个可调节螺钉形状可以容易地使用和允许一个大的可调节能力。根据预加载力，能够设计一个可接受的螺钉形状。以一种适当的方式对智能材料致动器预加载，能够在激励时导致力传送的最大效率，以及在智能材料元件的激励之前允许对装置的开始位置精细的调谐。一定的智能材料具有一个最佳的预载荷，即在该预载荷时致动器实现最大大小的功。预载荷还能够保证在整个膨胀和收缩范围内智能材料致动器保持与装置在相对的末端处接触。使用一个螺纹调节螺钉以便预加载，能够使在装置的相对的末端处组件不需要粘接剂或其它器件以固定地连接智能材料致动器，以及避免在智能材料致动器上的可能的拉伸或扭转移动损坏。螺纹调节螺钉允许在智能材料致动器装配至支承时简单地补偿其尺寸的改变。本发明使预载荷最佳化，从而使智能材料致动器能够提供最佳的功，以及若干个适合于装置的预加载机构。
在为实践本发明而考虑的最佳模式的下列说明结合附图阅读之后，本发明的其它用途对于技术熟练人员将变得明确起来。
附图的简要说明这里的说明将参照附图，其中类似的图号涉及各图中的类似的部件，以及其中
图1是一种智能材料致动器的性能的一个说明曲线图，示出在通电和断电两种状态下的位移—力关系；图2是位移—阻断力乘积与图1所示力关系的一个说明曲线图；图3是在一种预定的预载荷下一种智能材料致动器的性能的一个说明曲线图4是本发明的一个实施例的一个透视图；图5a是本发明的另一个实施例的一个透视图；图5b是按照本发明的图5a的一个分件图；图6a是本发明的另一个实施例的一个侧视图；图6b是按照本发明的图6a的一个分件图；图7a是本发明的另一个实施例的一个切断的透视图；图7b是按照本发明的图7a的一个分件图；图8是本发明的另一个实施例的一个切断的透视图；图9是本发明的另一个实施例的一个切断的透视图；图10是本发明的另一个实施例的一个侧视图。
优选的实施例的说明现在参见图1，示出在通电和断电两种状态下的一个智能材料致动器的一个位移—力关系的曲线图。对于断电的曲线，智能材料致动器是短路或断电的。断电的曲线是取自由10开始的一个力和在100结束的一个力。压缩位移在由力10至100之间的各个点注出。这些点随后标绘为图1内曲线图上的线条，并以菱形指示此系列。对于通电的曲线，智能材料致动器连接至一个传送正确激励电压的电源。通电的曲线取自由10开始的一个力和在100结束的一个力。这些点随后标绘为图1内曲线图上的线条，并以方形指示此系列。由曲线图可以看出，通电的和断电的函数不是直线的，也不是彼此平行的线条，这样意味在一个给定力下在通电和断电状态之间的三角形位移能够大于或小于另一点的三角形位移。
现在参见图2，示出由图1内曲线图导出的三角形位移—力乘积的曲线图。此曲线图指示在力40处的一个峰值功。这就是，力乘以三角形位移的乘积在力40处是它的最大值，指示位移和力是峰值的。
现在参见图3，示出一个位移—力的曲线图，该曲线图使用与图1和图2所示相同的数据。观察图2后可以看出，峰值功位于力40处。一个直角三角形10重叠在曲线图上，三个线段形成为AB，BC，CA，其中最大的位移是线段CA，阻断力线段AB和致动器工作线段BC。位移线段CA与图2内所示功值的峰值对准。这是一个点，在其周围智能材料致动器能够最佳地预加载，希望至少至功值峰值的40％以内，更希望至少至功值峰值的25％以内，以及最希望至少至功值峰值的10％以内，或者接近功值峰值本身。如果智能材料致动器预载荷至40单位，最大的位移应为线段CA或13单位。如果智能材料致动器通电和预载荷增加至60单位，阻断力应达到，以及指示至阻断力的位移是线段AB。在此点，智能材料致动器返回至它的原始高度。因为不可能建立一个没有阻力的弹簧，线段CA不可能达到，因此实际的设计规则占优势，以及在工作线段BC上的一点可以使用。该点能够最佳化，以便在线段CA，BC的交点处接近三角形10的隅角。应该指出，三角形10能够由图2内的曲线图的功值的峰值向上或向下稍许移动，以便由技术熟练人员做出适当的预加载的最佳化。应该指出，由于制造致动器的材料和几何形状非常广泛，每种材料和几何形状的组合能够具有不同组的曲线图，要求每种致动器按照它的特定的用途评定。
现在参见图4，示出一个预加载机构的一个实际的实施例。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性捕获棘齿帽40，以及棘齿50。在本实施例中，致动器组件10的辅助的机构与棘齿帽结构40压配，接合棘齿50，捕获位于力传送元件30和棘齿帽结构40之间的智能材料致动器20，引起智能材料致动器20被一个力量预加载，从而使棘齿帽结构40顶住力传送元件30和它的辅助结构。
现在参见图5a，示出本发明的一个第二实施例。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，浮动板100，后保持板120和紧固件110。在本实施例中，致动器组件10的辅助机构被后保持板120保持在一起，该后保持板120带有两个紧固件110，捕获位于力传送元件30和浮动板100之间的智能材料致动器20，引起智能材料致动器20由于后保持板120与力传送元件30和它的辅助结构的关系而预加载。
现在参见图5b，示出浮动板100的一个近视图。当两个紧固件110接合时，后保持板120将不会以平行于力传送元件30的方式移动。智能材料致动器20不能很好地容许未对准。在装配时未对准能够导致智能材料致动器失效。浮动板100设计为允许两个表面之间的未对准。实现此点是借助产生一点与后保持板120，以及带有智能材料致动器20的一个平表面接触。
现在参见图6a，示出本发明的一个第三实施例。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性后板40，下凸轮块210，上凸轮块220，以及可调节凸轮210，在本实施例中，致动器组件10的辅助机构是一个单独的单件设计，该设计带有两个主要的特点，包括刚性的后支承40和力传送元件30。一个第二子组件，包括凸轮块组件200，210，220设计作为一个可调节的隔板。智能材料致动器20捕获在凸轮块组件200，210，220和力传送元件30之间。凸轮块组件200，210，220被刚性后支承40支承。当可调节凸轮210移动时，可调节的隔板的尺寸改变，产生或大或小的预载荷。
现在参见图6b，示出本发明的图6a的凸轮块组件的分解图。下凸轮块200作为凸轮螺钉210用的一个轴承，以及上凸轮块220作为一个表面，顶住该表面凸轮螺钉210能够作用。当凸轮螺钉210转动时，上凸轮块移动，以改变全尺寸，以及构成一个可调节的隔板。
现在参见图7a，示出本发明的一个第四实施例的一个切断的透视图。所示的致动器组件10在大致的中点切断，从而使内部的特点可以观察到。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性背支承40，下楔块300，上楔块310以及浮动板100。在本实施例中，致动器组件的辅助机构是一个单独的单件设计，该设计带有两个主要的特点，包括刚性的后支承40和力传送元件30，一个第二子组件，包括楔块组件300，310设计为一个可调节的隔板。智能材料致动器20捕获在楔块组件300，310和浮动板100之间。楔块组件300，310被刚性后支承40支承。当楔块组件300，310彼此相对地移动时，可调节隔板的尺寸改变，产生或大或小的预载荷。智能材料致动器20不能很好地允许未对准。在装配时未对准能够引起智能材料致动器20的失效。浮动板100设计为允许两个表面之间的未对准。实现此点是借助产生一点与后保持板110以及带有智能材料致动器的一个平表面接触。
现在参见图7b，示出本发明的图7a的楔块组件300，310的一个近视图。下楔块300和上楔块310作为一个可调节的隔板。当上楔块和下楔块310，300被驱动到一起时，隔板的尺寸增加，以及当上楔块和下楔块310，300被驱动为彼此分离时，隔板的尺寸减少。楔块使用一个齿条装置保持在位置上。以这种方式形成一个可调节的隔板。
现在参见图8，示出本发明的一个第五实施例的一个切断的透视图。所示的致动器组件10在大致的中点切断，从而使内部的特点可以观察到。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性后支承40，环形隔板410，环调节螺钉400，以及浮动板100。在本实施例中，致动器组件10的辅助机构是一个单独的单件设计，该设计带有两个主要的特点，包括刚性的后支承40，力传送元件30。一个第二子组件，可调节的环形隔板组件400，410能够设计为一个可调节的隔板。智能材料致动器20能够捕获在可调节的环形隔板组件400，410和浮动板100之间。可调节的环形隔板组件400，410能够被刚性后支承40支承。当环调节螺钉400转动时，可调节的隔板的尺寸改变，产生或大或小的预载荷。智能材料致动器20不能很好地容许未对准。在装配时未对准能够引起智能材料致动器20的失效。浮动板100设计为允许两个表面之间的未对准。实现此点是借助产生一点与后保持板110，以及带有智能材料致动器20的一个平表面接触。
现在参见图9，示出本发明的一个第六实施例的一个切断的透视图。所示的致动器组件10在大致的中点切断，从而使内部的特点能够观察到。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性后支承40，下半圆楔块520，上半圆楔块540，中楔块530，楔块调节螺钉510以及上和下轴承500，550。在本实施例中，致动器组件10的辅助机构是一个单独的单件设计，该设计带有两个主要的特点，包括刚性后支承40和力传送元件30。一个第二子组件，可调节的楔块组件500，510，520，530，540，550能够设计为一个可调节的隔板。智能材料致动器20能够捕获在可调节的楔块组件500，510，520，530，540，550之间，可调节的楔块组件500，510，520，530，540，550能够被刚性后支承40支承。当楔块调节螺钉510转动时，可调节隔片的尺寸改变，产生或大或小的预载荷。轴承组500，550能够提供一个表面用于上和下半圆楔块的转动。上和下半圆楔块520，540具有一个第二轴承表面，当中楔块530受拉接近楔块调节螺钉510的头部时，驱动上和下半圆楔块彼此分离，这样驱动上和下轴承组产生较大的预载荷，该第二轴承表面能够与中楔块530相互作用。当中楔块530受拉离开楔块调节螺钉510的头部时，驱动上和下半圆楔块彼此接近，这样驱动上和下轴承组以及产生较小的预载荷。
现在参见图10，示出本发明的一个第七实施例。致动器组件10包括一个智能材料致动器20，力传送元件30，刚性后支承40，预加载螺钉600，浮动板100。在本实施例中，致动器组件10的辅助机构是一个单独的单件设计，该设计带有两个主要的特点，包括刚性后支承40和力传送元件30。预加载螺钉600能够被刚性后支承40支承，以及浮动板100能够定位在智能材料致动器20和预加载螺钉600之间。预加载螺钉600可以是带螺纹的，以及当螺钉转动时，该螺钉可以作为一个可调节的隔板。当预加载螺钉600这样转动时，使附加力施加至智能材料致动器20，预载荷值增加或较大，当该螺钉这样转动时，使力由智能材料致动器20移开，预载荷值减少或较小。智能材料致动器20不能良好地容许未对准。装配时未对准能引起智能材料致动器20的失效。浮动板100设计为允许两个表面之间的未对准。实现此点是借助产生一点与预载荷螺钉600，以及带有智能致动器20的一个平表面接触。
虽然本发明已结合被认为是实际的和优选的实施例说明，应该理解，本发明不应局限于这些公开的实施例，而且相反，它有意地覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种改变和等同安排，这种范围应按照最广义的解释，从而使能包括法律下允许的全部这些改变和等同结构。
权利要求
1.一种装置，该装置包括一个支承结构，该支承结构限定一个刚性的不可弯曲部分和一个可移动部分；一个智能材料致动器，用于在第一位置和第二位置之间驱动支承结构的可移动部分；以及预加载机构，用于以一个足够的预载荷力对智能材料致动器预加载，以达到支承结构的功输出的最佳化，其中功输出定义为在支承结构的无限寿命内位移和力的一个函数。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的约60％至约90％之间。
3.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，大于来自智能材料致动器的功输入的60％。
4.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的约75％至约90％之间。
5.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，大于来自智能材料致动器的功输入的75％。
6.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，大于来自智能材料致动器的功输入的90％。
7.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个峰值载荷的20％以内，该峰值载荷是借助来自智能材料致动器的功输入的力—位移乘积与力曲线的关系确定的。
8.按照权利要求1的装置，其特征在于，预加载机构定位在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器之间。
9.按照权利要求8的装置，其特征在于，预加载机构还包括一个可调节的螺纹螺钉，该螺钉在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器的一端之间延伸。
10.按照权利要求8的装置，其特征在于，预加载机构还包括一个可调节的楔块，该楔块在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器的一端之间定位。
11.按照权利要求10的装置，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一半圆楔块部分，一个第二辅助半圆楔块部分，一个中楔块部分，以及一个调节螺钉，从而使螺钉的调节移动中楔块部分相对于第一和第二半圆楔块部分彼此接近和分离，以及调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
12.按照权利要求10的装置，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一纵向楔块部分，该部分可与支承结构的刚性的不可弯曲部分接合，以及一个第二纵向楔块部分，该部分可与智能材料致动器的一端接合，第一楔块部分具有一个横向延伸的倾斜的锯齿表面，以及第二楔块部分，具有一个辅助的横向延伸的倾斜的锯齿表面，用于与第一楔块部分工作上互锁地连接，从而使一个楔块部分相对于另一个楔块部分的横向移动调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
13.按照权利要求10的装置，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一凸轮表面部分，一个第二辅助的凸轮表面部分，一个凸轮螺钉，该螺钉定位在第一和第二凸轮表面部分之间，从而使凸轮螺钉的调节引起两个凸轮表面部分彼此相对地移动，以及调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
14.按照权利要求8的装置，其特征在于，预加载机构定位在支承结构的刚性的不可弯曲部分和支承结构的可移动部分之间。
15.按照权利要求14的装置，其特征在于，预加载机构还包括支承结构的刚性的不可弯曲部分，该支承结构具有一个可分离的可调节的刚性的不可弯曲腹板，该腹板可以与支承结构的至少一个刚性的不可弯曲支臂工作上连接，从而使腹板相对于至少一个支臂的调节允许以施加在智能材料致动器上的一个预定的预载荷在腹板和支承结构的至少一个支臂之间的锁定连接。
16.按照权利要求15的装置，其特征在于，预加载机构还包括一个腹板，该腹板具有一个第一锯齿部分，可以与成形在至少一个支臂上的一个辅助的第二锯齿部分连接，用于彼此工作上互锁地连接，从而使腹板相对于至少一个支臂的移动调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
17.按照权利要求15的装置，其特征在于，预加载机构还包括一个腹板，该腹板具有至少一个可调节的螺钉，可以与形成在至少一个支臂内的至少一个相关的螺纹孔工作上接合，用于彼此工作上互锁地连接，从而使螺钉的调节引起腹板相对于至少一个支臂移动，以及施加预载荷至智能材料致动器。
18.按照权利要求1的装置，其特征在于，智能材料致动器是一种压电致动器。
19.一种方法，用于在第一和第二位置之间驱动一个支承结构的一个可移动部分，以便使智能材料致动器的预载荷最佳化，该方法包括下列步骤在一个智能材料致动器的通电和断电时相对于一个预定范围施加的力测量支承结构的位移；评价力—位移乘积与力的关系，以确定对于力—位移乘积的一个峰值；以及预加载智能材料致动器至一个值，该值在力—位移乘积的峰值的至少40％以内。
20.按照权利要求19的方法，其特征在于，预加载步骤还包括预加载智能材料致动器至一个值，该值在力—位移乘积的峰值的至少25％以内。
21.按照权利要求19的方法，其特征在于，预加载步骤还包括预加载智能材料致动器至一个值，该值在力—位移乘积的峰值的至少10％以内。
22.按照权利要求19的方法，其特征在于，预加载步骤还包括预加载智能材料致动器至力—位移乘积的峰值。
23.按照权利要求19的方法制造的一种产品，该产品还包括一个支承结构，该支承结构限定一个刚性的不可弯曲部分和一个可移动部分；一个智能材料致动器，用于在第一位置和第二位置之间驱动支承结构的可移动部分；以及预加载机构，用于以一个足够的预载荷力对智能材料致动器预加载，以达到支承结构的功输出的最佳化，其中功输出定义为在支承结构的无限寿命内位移和力的一个函数。
24.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的约60％至约90％之间(包括约60％和约90％)。
25.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的大于60％(包括大于60％)。
26.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的约75％至约90％之间(包括约75％和约90％)。
27.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料致动器的功输入的大于75％(包括大于75％)。
28.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个效率，在来自智能材料智能致动器的功输入的大于90％(包括大于90％)。
29.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构使功输出最佳化至一个峰值载荷的20％以内，该峰值载荷是借助力—位移乘积与来自智能材料致动器的功输入的力曲线的关系确定的。
30.按照权利要求23的产品，其特征在于，预加载机构定位在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器之间。
31.按照权利要求30的产品，其特征在于，预加载机构还包括一个可调节的螺纹螺钉，该螺钉在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器的一端之间延伸。
32.按照权利要求30的产品，其特征在于，预加载机构还包括一个可调节的楔块，该楔块在支承结构的刚性的不可弯曲部分和智能材料致动器的一端之间定位。
33.按照权利要求32的产品，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一半圆楔块部分和一个第二辅助半圆楔块部分，一个中楔块部分，以及一个调节螺钉，从而使螺钉的调节移动中楔块部分相对于第一和第二半楔块部分彼此接近和分离，以及调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
34.按照权利要求32的产品，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一纵向楔块部分，该部分可与支承结构的刚性的不可弯曲部分接合，以及一个第二纵向楔块部分，该部分可与智能材料致动器的一端接合，第一楔块部分具有一个横向延伸的倾斜的锯齿表面，以及第二楔块部分具有一个辅助的横向延伸的倾斜的锯齿表面，用于与第一楔块部分工作上互锁地连接，从而使一个楔块部分相对于另一个楔块部分的横向移动调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
35.按照权利要求32的产品，其特征在于，可调节的楔块还包括一个第一凸轮表面部分，一个第二辅助的凸轮表面部分，一个凸轮螺钉，该螺钉定位在第一和第二凸轮表面之间，从而使凸轮螺钉的调节引起两个凸轮表面部分彼此相对的移动，以及调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
36.按照权利要求30的产品，其特征在于，预加载机构定位在支承结构的刚性的不可弯曲部分和支承结构的可移动部分之间。
37.按照权利要求36的产品，其特征在于，预加载机构还包括支承结构的刚性的不可弯曲部分，该支承结构具有一个可分离的可调节的刚性的不可弯曲腹板，该腹板可以与支承结构的至少一个刚性的不可弯曲支臂工作上连接，从而使腹板相对于至少一个支臂的调节允许以施加在智能材料致动器上的一个预定的预载荷在腹板和支承结构的至少一个支臂之间的锁定连接。
38.按照权利要求37的产品，其特征在于，预加载机构还包括一个腹板，该腹板具有一个第一锯齿部分，可以与成形在至少一个支臂上的一个辅助的第二锯齿部分连接，用于彼此工作上互锁地连接，从而使腹板相对于至少一个支臂的移动调节施加至智能材料致动器的预载荷的大小。
39.按照权利要求37的产品，其特征在于，预加载机构还包括一个腹板，该腹板具有至少一个可调节的螺钉，可以与成形在至少一个支臂内的至少一个相关的螺纹孔工作上接合，用于彼此工作上互锁地连接，从而使螺钉的调节引起腹板相对于至少一个支臂移动，以及施加预载荷至智能材料致动器。
40.按照权利要求23的产品，其特征在于，智能材料致动器是一个压电致动器。
全文摘要
一种电刺激的智能材料致动器产品预加载用的装置和方法，以便获得来自致动器的最大的功。当一个智能材料致动器最佳化地预加载时，某些希望的特性变得明显，比如，功，工作频率，滞后，可复现性和总精度等。当与一个机械杠杆系致动器结构结合使用时，智能材料致动器能够以其最大的潜能使用。因为机械杠杆系致动器能够依赖由智能材料致动器提供的最大的功，某些特性，比如整个系统的力和位移能够调节，而不会损失系统的效率。这里公开了预加载的方法以及最佳预载荷力的一种测定。每种智能材料致动器类型具有一个专门的功曲线。在一种致动器组件的设计中，最佳化的方法使用专门的功曲线，以便对于特定用途的要求设计最佳化。专门的功曲线的使用是借助发现一个位置，在此位置智能材料致动器能够提供最大的功，以便随后调节最佳的预载荷点。提供不同的机械的预加载技术。
文档编号H01L41/09GK1781196SQ200480011671
公开日2006年5月31日 申请日期2004年4月5日 优先权日2003年4月4日
发明者杰夫·默勒, 约翰·布盖尔, 基思·A·索恩希尔, 马克·P·乌德舒恩 申请人:瓦伊金技术有限公司