CN113534570A

CN113534570A - Sma线对的驱动方法、致动结构及存储介质

Info

Publication number: CN113534570A
Application number: CN202110697766.XA
Authority: CN
Inventors: 刘述伦; 计树标; 蔡耀前
Original assignee: Guangdong Haideya Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Haideya Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2041-06-23
Also published as: WO2022267196A1; CN113534570B

Abstract

本发明公开了一种SMA线对的驱动方法、致动结构及存储介质，涉及致动器技术领域。方法包括给SMA线对提供初始驱动信号。获取可移动元件移动目标位移所需的目标反馈量。检测第一SMA线的第一反馈量、第二SMA线的第二反馈量。根据目标反馈量、第一反馈量、第二反馈量，持续以第一增量给第一SMA线增加驱动信号，相应的以第一减量给第二SMA线减少驱动信号；所述第一增量与所述第一减量之间差量满足预设的门限值。通过在初始驱动信号下，给第一SMA线、第二SMA线相应的驱动信号分别做拉伸、收缩，以在SMA线对的共同作用下，使可移动元件移动目标位移，位移精度更高。

Description

SMA线对的驱动方法、致动结构及存储介质

技术领域

本发明涉及致动器技术领域，特别是涉及一种SMA线对的驱动方法、致动结构及存储介质。

背景技术

致动器作为一种常见的驱动部件，根据其驱动产生的作用，可以用于摄像防抖、聚焦或位移驱动。因此，致动器被广泛应用于摄像机或云台等技术领域。其中，SMA(shapememory a l loys，形状记忆合金)材料由于其加热收缩的特性，被设置为另一种可行的致动器，并且能够满足小型化的要求。使用时，通过对SMA驱动器加热，驱使其运动，然后根据SMA驱动器的电阻率变化，进行位移控制收敛直至收敛至预设的值。但是通过这种驱动方式，其位移控制精度不高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出一种SMA线对的驱动方法、致动结构及存储介质，可以提升SMA线位移控制的精度。

第一方面，本申请提供一种SMA线对的驱动方法，所述方法包括：

给SMA线对提供初始驱动信号；所述SMA线对包括第一SMA线、第二SMA线；

获取可移动元件移动目标位移所需的目标反馈量；其中，获取到所述初始驱动信号的SMA线对用于驱动所述可移动元件产生所述目标位移；

获取所述第一SMA线的应变发生变化时对应的第一反馈量、所述第二SMA线的应变发生变化时对应的第二反馈量；

根据所述目标反馈量、所述第一反馈量、所述第二反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号，且以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号；其中，所述第一增量与所述第一减量之间的差量等于预设的门限值。

第二方面，本申请还提供一种致动结构，包括：

SMA线对，所述SMA线对包括第一SMA线以及第二SMA线；

固定结构，所述固定结构设置有四个，四个所述固定结构分别用于固定所述第一SMA线、所述第二SMA线的两端；

可移动元件，所述可移动元件与所述第一SMA线、所述第二SMA线活动连接；所述可移动元件通过所述第一SMA线、所述第二SMA线产生目标位移；

检测模块，所述检测模块用于实时获取所述第一SMA线的应变发生变化时对应的第一反馈量、所述第二SMA线的应变发生变化时对应的第二反馈量；

控制处理模块，所述控制处理模块与所述第一SMA线、所述第二SMA线、所述检测模块电连接，所述控制模块用于执行如第一方面任一所述的SMA线对的驱动方法。

第三方面，本申请还提供一种存储介质，包括存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如第一方面任一所述的SMA线对的驱动方法。

根据本申请的上述实施例，至少具有如下有益效果：通过设置初始驱动信号，使得后续第一SMA线、第二SMA线在驱动信号的驱动下，其产生的应变能预估，从而更为精准的估算目标反馈量。同时，通过同时给SMA线对的第一SMA线、第二SMA线提供相应的驱动信号，以使第一SMA线进行预设距离的缩紧的同时第二SMA线进行预设距离的拉伸，从而可以在SMA线对的共同作用下，进行目标位移的移动，相对于单个SMA线控制或SMA线对不同驱动信号的控制，通过本申请的驱动方式得到的位移精度更高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的SMA线对的驱动方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种实施例的SMA线对的驱动方法中步骤S400的流程示意图；

图3为本发明实施例的另一种实施例的SMA线对的驱动方法中步骤S400的流程示意图；

图4为本发明实施例的一种实施例的致动结构的示意图；

图5为本发明实施例的另一种实施例的致动结构的示意图。

附图标记：

第一SMA线110、第二SMA线120、

固定结构200、

可移动元件300。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图5描述本申请的SMA线对的驱动方法、致动结构及存储介质。

可理解为，本申请提供一种SMA线对的驱动方法，方法包括：

步骤S100、给SMA线对提供初始驱动信号；其中，SMA线对包括第一SMA线110、第二SMA线120。

需说明的是，第一SMA线110、第二SMA线120的材质以及粗细相同，因此当接收到初始驱动信号时，第一SMA线110、第二SMA线120产生的应变相同。需说明的是，接收到初始驱动信号时，可移动元件300位于可移动范围的中间位置附近。

需说明的是，在一些实施例中，初始驱动信号可以选取为使第一SMA线110、第二SMA线120再次产生的应变落在同一线性区间内的驱动信号；当第一SMA线110、第二SMA线120再次产生的应变在线性区间内时，可以更好的将可移动元件300移动的目标位移转换为第一SMA线110、第二SMA线120相关的参数，从而可以根据该参数快速判断出可移动元件300是否已达到目标位移。在一些实施例中，初始驱动信号可以选取为使第一SMA线110、第二SMA线120再次产生的应变为可预测的驱动信号，此时，第一SMA线110、第二SMA线120的再次产生的应变落在多个不同线性区间。

需说明的是，初始驱动信号可以通过不断调整提供给第一SMA线110、第二SMA线120的驱动信号，观测可移动元件300的移动位置，从而得到可移动元件300位于中间位置附件时，输出的驱动信号。

步骤S200、获取可移动元件300移动目标位移所需的目标反馈量；其中，获取到初始驱动信号的SMA线对用于驱动可移动元件产生目标位移。

需说明的是，目标反馈量为第一SMA线110、第二SMA线120为初始位置反馈差值与目标位置反馈差值之间的差值，其中，初始位置反馈差值为获取初始驱动信号时的应变参数之间差值，目标位置反馈差值为可移动元件300到达目标位移后的第一SMA线110与第二SMA线120对应的应变参数之间的差值。

步骤S300、获取第一SMA线110的应变发生变化时对应的第一反馈量、第二SMA线120的应变发生变化时对应的第二反馈量。

需说明的是，可移动元件300的移动非一次调整完成，因此每一次调整后都需要检测第一SMA线110、第二SMA线120产生应变对应的参数(如温度、电阻、电压等)，即第一反馈量、第二反馈量，以达到更高精度的位移控制。

步骤S400、根据目标反馈量、第一反馈量、第二反馈量，以第一增量给第一SMA线110持续增加驱动信号，且以第一减量持续减少驱动信号给第二SMA线120，其中，第一增量与第一减量的差量等于预设的门限值。

需说明的是，对于第一SMA线110、第二SMA线120而言，由于采用相同的材质或粗细，因此第一SMA线110、第二SMA线120在同一环境下产生的应变相同，因此可以通过判断第一反馈量与第二反馈量的差值、初始驱动信号时第一SMA线110、第二SMA线120对应的反馈量差值之间的差值是否等于或趋近于目标反馈量，判断是否移动了目标位移，从而可以通过差值的方式降低共模干扰。此时第一SMA线110在第一增量的驱动信号的作用下进行收缩Δd时，同时第二SMA线120在第一减量的驱动信号的作用下会拉伸Δd；从而使得可移动元件300可以移动Δd对应的距离。由于采用两个不同方向的SMA线对控制可移动元件300的位移，因此，其位移控制会更加精准。

需说明的是，每一次给第一SMA线110增加驱动信号、给第二SMA线120减少驱动信号时，均需要执行一次步骤S300，从而判断是否根据目标反馈量、当前时刻的第一反馈量、第二反馈量继续给第一SMA线110、第二SMA线提供驱动信号。

需说明的是，连续增加或连续减少可以通过PID算法进行控制。

需说明的是，门限值可以根据实际情况进行设置，采取0.01或任何可以允许位移误差的值。当门限值取0，即第一增量等于第一减量时，通过上述方法调整的位移收敛程度最高，即位移精度最高。

因此，通过设置初始驱动信号，使得后续第一SMA线110、第二SMA线120在驱动信号的驱动下，其产生的应变在线性区间内，从而更为精准的估算目标反馈量。同时，通过同时给SMA线对的第一SMA线110、第二SMA线120提供相应的驱动信号，以使第一SMA线110进行预设距离的缩紧的同时第二SMA线120进行预设距离的拉伸，从而可以在SMA线对的共同作用下，进行目标距离的移动，相对于单个SMA线控制或SMA线对不同驱动信号的控制，通过本申请的驱动方式得到的位移精度更高。

可理解为，驱动信号为脉冲宽度调制驱动信号或恒流驱动信号。

可理解为，目标反馈量为温度差、电压倒数差、电阻差之一。

可理解为，若目标反馈量为温度差，则如图2所示，步骤S400，包括：

步骤S510、获取第一SMA线110的第一初始温度与第二SMA线120的第二初始温度的第一温度差；其中，第一初始温度、第二初始温度分别对应给第一SMA线110、第二SMA线120提供初始驱动信号时的温度值。

步骤S520、获取第一反馈量与第二反馈量的第二温度差。

需说明的是，第一反馈量为当前时刻的第一SMA线110实时获取到的温度值。第二反馈量为当前时刻的第二SMA线120实时获取到的温度值。可以通过温度检测设备检测也可以通过电阻进行换算得到第一反馈量、第二反馈量，实现快速调整。

步骤S530、根据第一温度差、第二温度差、目标反馈量，以第一增量持续给第一SMA线110增加驱动信号，以第一减量持续给第二SMA线120减少驱动信号。

需说明的是，假设第一温度差与第二温度差之间的差值为ΔT，则当ΔT等于目标反馈量或无限趋近于目标反馈量，则可以判断可移动元件已经达到目标位置。

可理解为，若目标反馈量为电压倒数差，则如图3所示，步骤S400，包括：

步骤S610、获取串联第一SMA线110的采样电阻的第一初始电压与串联第二SMA线120的采样电阻的第二初始电压的第一电压倒数差；其中，第一初始电压、第二初始电压分别对应给第一SMA线110、第二SMA线120提供初始驱动信号时对应的串联电阻的电压值。

需说明的是，假设第一初始电压为V₁，第二初始电压为V₂，则第一电压倒数差为

步骤S620、获取第一反馈量与第二反馈量的第二电压倒数差。

需说明的是，第一SMA线110、第二SMA线120均与一采样电阻串联，形成SMA电路。第一反馈量为实时检测到的与第一SMA线110串联的采样电阻的电压值。第二反馈量为实时检测到的与第二SMA线120串联的采样电阻的电压值。由于提供给SMA电路的电源电压、采样电阻的电阻值固定不变，因此，可推测出，第一SMA线110、第二SMA线120产生的温度T与采样电阻的电压V_s的倒数

呈一定线性关系，即采样电阻的电压倒数变化对应SMA线对的温度变化，即

因此当需要检测第一SMA线110、第二SMA线120的应变量时，仅需检测对应的采样电阻的电压值(即第一反馈量、第二反馈量)再将检测结果简单换算即可，而无需再设置位置传感器，从而节省空间，也无需再检测第一SMA线110、第二SMA线120的电阻，从而节省处理器运算量，实现对SMA线对驱动信号做出迅速调整，最终提高防抖运动速度。具体的，将第一反馈量记为V₁'，第二反馈量记为V₂'，则第二倒数差为

步骤S630、根据第一电压倒数差、第二电压倒数差、目标反馈量，以第一增量给第一SMA线110持续增加驱动信号，并同时以第一减量给第二SMA线120持续减少驱动信号。

可理解为，本申请还提供一种致动结构，如图4～图5所示，致动结构包括：

SMA线对，SMA线对包括第一SMA线110以及第二SMA线120；

固定结构200，固定结构200设置有四个，四个固定结构200分别用于固定第一SMA线110、第二SMA线120的两端；

可移动元件300，可移动元件300与第一SMA线110、第二SMA线120活动连接；可移动元件300通过第一SMA线110、第二SMA线120产生目标位移；

检测模块，获取模块用于检测第一SMA线110的应变发生变化时对应的第一反馈量、第二SMA线120的应变发生变化时对应的第二反馈量；

控制处理模块，控制处理模块与第一SMA线110、第二SMA线120、检测模块电连接，控制模块用于执行如上任一的SMA线对的驱动方法。

其中，检测模块、控制处理模块并未在图中示意。

可理解为，本申请还提供一种存储介质，包括存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行如上任一的SMA线对的驱动方法。

需说明的是，术语存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

下面参考图1至图4以一个具体的实施例详细描述本申请的致动结构的SMA线的驱动方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本申请的具体限制。

以如图4所示的致动结构为例，通过如下方式进行SMA线对的控制。

如图1所示，首先参照步骤S100；控制处理模块分别给第一SMA线110、第二SMA线120提供初始驱动信号。其中，初始驱动信号保证第一SMA线110、第二SMA线120再次产生的应变在线性区间内。

当可移动元件300需要移动预设的距离(即目标位置)ΔD时，通过ΔD与第一SMA线110、第二SMA线120移动的Δd距离之间的关系，得到步骤S200中的目标反馈量。

进一步，参照步骤S300，检测第一SMA线110的发生应变时对应的第一反馈量、第二SMA线120的发生应变时对应的第二反馈量。

进一步，参照步骤S400，根据目标反馈量、第一反馈量、第二反馈量，连续增加恒流驱动信号给第一SMA线110，并同时相应的减少相同的恒流驱动信号给第二SMA线120。

具体的，假设目标反馈量为温度差，此时参照步骤S510～步骤S530使得可移动元件300移动预设的距离ΔD。

假设恒流驱动信号为ΔI，第一初始温度为

第二初始温度为

t2时刻的第一反馈量为

第二反馈量为

则初始驱动信号对应的第一温度差

t₂时刻的第二温度差

此时，根据ΔD与第一SMA线110的预设的温度关系，可以得到目标反馈量ΔT(即需要第一SMA线110收缩，第二SMA线120拉伸)。当ΔT'＝ΔT₂'-ΔT₁'与ΔT满足门限值时，即ΔT'无限接近ΔT时，调整恒流驱动信号ΔI的增量给第一SMA线110，调整对第二SMA线120的恒流驱动信号ΔI的减量，以使第一SMA线110、第二SMA线120与目标位移距离差保持在预设的门限值内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“可理解为”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims

1.一种SMA线对的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述目标反馈量、所述第一反馈量、所述第二反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号且以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号；其中，所述第一增量与所述第一减量之间差量满足预设的门限值。

2.根据权利要求1所述的SMA线对的驱动方法，其特征在于，

所述驱动信号为脉冲宽度调制驱动信号或恒流驱动信号。

3.根据权利要求1所述的SMA线对的驱动方法，其特征在于，

所述目标反馈量为温度差、电压倒数差、电阻差之一。

4.根据权利要求3所述的SMA线对的驱动方法，其特征在于，

若所述目标反馈量为温度差，则所述根据所述目标反馈量、所述第一反馈量、所述第二反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号且以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号；包括：

获取所述第一SMA线的第一初始温度与所述第二SMA线的第二初始温度的第一温度差；其中所述第一初始温度、所述第二初始温度分别对应给所述第一SMA线、所述第二SMA线提供所述初始驱动信号时的温度值；

获取所述第一反馈量与所述第二反馈量的第二温度差；

根据所述第一温度差、所述第二温度差、所述目标反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号，同时以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号。

5.根据权利要求3所述的SMA线对的驱动方法，其特征在于，

若所述目标反馈量为电压倒数差，则所述根据所述目标反馈量、所述第一反馈量、所述第二反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号且以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号；包括：

获取串联所述第一SMA线的采样电阻的第一初始电压与串联所述第二SMA线的采样电阻的第二初始电压的第一电压倒数差，其中，所述第一初始电压、所述第二初始电压分别对应给所述第一SMA线、所述第二SMA线提供初始驱动信号时对应的采样电阻的电压值；

获取所述第一反馈量与所述第二反馈量的第二电压倒数差；

根据所述第一电压倒数差、所述第二电压倒数差、所述目标反馈量，以第一增量给所述第一SMA线持续增加驱动信号，并同时以第一减量给所述第二SMA线持续减少所述驱动信号。

6.一种致动结构，其特征在于，包括：

SMA线对，所述SMA线对包括第一SMA线以及第二SMA线；

检测模块，所述检测模块用于获取所述第一SMA线的应变发生变化时对应的第一反馈量、所述第二SMA线的应变发生变化时对应的第二反馈量；

控制处理模块，所述控制处理模块与所述第一SMA线、所述第二SMA线、所述检测模块电连接，所述控制模块用于执行如权利要求1至5任一所述的SMA线对的驱动方法。

7.一种存储介质，其特征在于，包括存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至5任一所述的SMA线对的驱动方法。