一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置屬于磁致伸縮執(zhí)行器位移測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種以高速激光位移傳感器為位移測(cè)量元件、以激光位置調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)量位置調(diào)整的測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁致伸縮材料是繼稀土永磁、稀土發(fā)光、稀土高溫超導(dǎo)材料之后興起的又一種新型稀土功能材料。磁致伸縮效應(yīng)是磁致伸縮材料具有重要的物理效應(yīng)之一。磁致伸縮效應(yīng)是指鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改變，其長(zhǎng)度和體積都要發(fā)生微小變化的現(xiàn)象。利用磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)可以制作執(zhí)行器，即磁致伸縮執(zhí)行器，用于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)過(guò)程。由于用磁致伸縮執(zhí)行器具有輸出位移范圍大、漂移小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于驅(qū)動(dòng)、工作頻率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，磁致伸縮執(zhí)行器在聲納系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在精密加工、超精密加工、流體機(jī)械等工程領(lǐng)域顯示出了良好的應(yīng)用前景。
[0003]在磁致伸縮執(zhí)行器被應(yīng)用于工程領(lǐng)域前，需要明確磁致伸縮執(zhí)行器的實(shí)際輸出位移范圍。目前，磁致伸縮材料的最大磁致伸縮系數(shù)約為1000X 10_6，用該類磁致伸縮材料制作的磁致伸縮執(zhí)行器的實(shí)際輸出位移為微米級(jí)范圍內(nèi)。因此，需要采用高精度的方法才能準(zhǔn)確有效地測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移。
[0004]目前，磁致伸縮執(zhí)行器位移的測(cè)量方法主要有在磁致伸縮材料上貼應(yīng)變片的電橋測(cè)量法、在磁致伸縮執(zhí)行器位移輸出端安裝電感測(cè)微儀的方法，這些測(cè)量方法的測(cè)量精度較低，尚未能夠滿足對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器所輸出的微米級(jí)位移的高精度測(cè)量要求，且上述測(cè)量方式均屬于接觸式測(cè)量，測(cè)量元件對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器的工作過(guò)程具有一定的影響。目前，尚未有關(guān)磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸精密測(cè)量的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，其目的是針對(duì)現(xiàn)有測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的技術(shù)不足的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種以高速激光位移傳感器為位移測(cè)量元件、以激光位置調(diào)整裝置調(diào)節(jié)激光點(diǎn)與磁致伸縮執(zhí)行器輸出端之間相對(duì)位置，通過(guò)隔振臺(tái)避免磁致伸縮執(zhí)行器工作過(guò)程中的振動(dòng)以及外界環(huán)境中的振動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響，以達(dá)到對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸精密測(cè)量的目的。
[0006]技術(shù)方案:
一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，其特征在于:激光位置調(diào)整裝置、高速激光位移傳感器、電源、數(shù)顯儀和磁致伸縮執(zhí)行器；高速激光位移傳感器設(shè)置在激光位置調(diào)整裝置上，磁致伸縮執(zhí)行器設(shè)置在高速激光位移傳感器下方，高速激光位移傳感器與電源及數(shù)顯儀連接。
[0007]激光位置調(diào)整裝置、高速激光位移傳感器、電源、數(shù)顯儀和磁致伸縮執(zhí)行器設(shè)置在隔振臺(tái)上。
[0008]激光位置調(diào)整裝置由底座、縱向滑軌、縱向滑塊、橫向滑軌、橫向滑塊和傳感器安裝座組成；縱向滑軌安裝在底座上，縱向滑塊與縱向滑軌活動(dòng)連接，縱向滑塊為能在縱向滑軌上上下移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，橫向滑軌與縱向滑塊垂直連接，橫向滑塊活動(dòng)的安裝在橫向滑軌上，橫向滑塊為能在橫向滑軌上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，傳感器安裝座安裝在橫向滑塊上，高速激光位移傳感器安裝在傳感器安裝座上。
[0009]底座上帶有長(zhǎng)圓孔，長(zhǎng)圓孔為通孔；縱向滑軌上帶有燕尾型內(nèi)寬口窄的凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于縱向滑軌的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；縱向滑塊上帶有與縱向滑軌上的凹槽配合使用的前寬后窄的燕尾形凸臺(tái)，燕尾型凸臺(tái)關(guān)于縱向滑塊的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；縱向滑塊的燕尾形凸臺(tái)能上下移動(dòng)的安裝在縱向滑軌上的凹槽內(nèi)；
橫向滑軌上帶有口窄內(nèi)寬的燕尾型凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于橫向滑軌的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；橫向滑塊上帶有與橫向滑軌的凹槽相配合的燕尾型凸臺(tái)，燕尾型凸臺(tái)關(guān)于橫向滑塊的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；橫向滑塊上的燕尾型凸臺(tái)能橫向移動(dòng)的安裝在橫向滑軌的凹槽內(nèi)。
[0010]激光位置調(diào)整裝置為整體呈“Z”形的結(jié)構(gòu)，縱向滑軌與底座垂直，橫向滑軌與縱向滑塊垂直。
[0011]縱向滑塊和縱向滑軌間通過(guò)安裝在縱向滑塊的螺紋通孔中的緊定螺釘實(shí)現(xiàn)臨時(shí)固定；橫向滑塊和橫向滑軌間通過(guò)安裝在橫向滑塊的螺紋通孔中的緊定螺釘來(lái)臨時(shí)固定。
[0012]電源的正負(fù)輸出端分別與高速激光位移傳感器的供電正負(fù)輸入端連接，高速激光位移傳感器的位移信號(hào)輸出線與數(shù)顯儀的信號(hào)接收線連接。
[0013]隔振臺(tái)具體為精密隔振光學(xué)平臺(tái)；激光位置調(diào)整裝置通過(guò)穿過(guò)底座上長(zhǎng)圓孔的螺栓來(lái)臨時(shí)固定在隔振臺(tái)上。
[0014]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明是一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸高精度測(cè)量；通過(guò)調(diào)整激光位置調(diào)整裝置中的縱向滑塊的縱向位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速激光位移傳感器所發(fā)出的激光點(diǎn)的縱向位置的精密調(diào)節(jié)；通過(guò)調(diào)整激光位置調(diào)整裝置中的橫向滑塊的橫向位置，實(shí)現(xiàn)了高速激光位移傳感器所發(fā)出的激光點(diǎn)的橫向位置的精密調(diào)節(jié)；高速激光位移傳感器通過(guò)映射到磁致伸縮執(zhí)行器輸出端上的激光點(diǎn)對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了非接觸式測(cè)量，避免了激光位移傳感器對(duì)磁致伸縮執(zhí)行器工作過(guò)程的影響；激光位置調(diào)整裝置通過(guò)穿過(guò)底座上的長(zhǎng)圓孔的螺栓固定在隔振臺(tái)上，磁致伸縮執(zhí)行器通過(guò)螺栓固定在隔振臺(tái)上，有效的去除了磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)以及外界環(huán)境中的振動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為激光位置調(diào)整裝置的示意圖；
圖2為測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置的示意圖及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
圖3為縱向滑軌的示意圖；
圖4為縱向滑塊的示意圖；
圖5為橫向滑軌的示意圖；
圖6為橫向滑塊的示意圖；
圖7為實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，橫坐標(biāo)t-時(shí)間，縱坐標(biāo)S-磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移， a-磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移隨時(shí)間變化的曲線。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1-激光位置調(diào)整裝置，2-高速激光位移傳感器，3-電源，4-數(shù)顯儀，5-磁致伸縮執(zhí)行器，6-隔振臺(tái)，7-螺栓，8-螺栓，9-螺栓，10-底座，11-縱向滑軌，12-縱向滑塊，13-橫向滑軌，14-橫向滑塊，15-傳感器安裝座，16-緊定螺釘，17-緊定螺釘，18-螺栓，19-螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
如圖1-7所示，本發(fā)明提出了一種測(cè)量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，激光位置調(diào)整裝置1、高速激光位移傳感器2、電源3、數(shù)顯儀4和磁致伸縮執(zhí)行器5 ;高速激光位移傳感器2設(shè)置在激光位置調(diào)整裝置I上，磁致伸縮執(zhí)行器5設(shè)置在高速激光位移傳感器2下方，高速激光位移傳感器2與電源3及數(shù)顯儀4連接。
[0018]激光位置調(diào)整裝置1、高速激光位移傳感器2、電源3、數(shù)顯儀4和磁致伸縮執(zhí)行器5設(shè)置在隔振臺(tái)6上。
[0019]激光位置調(diào)整裝置I由底座10、縱向滑軌11、縱向滑塊12、橫向滑軌13、橫向滑塊14和傳感器安裝座15組成；縱向滑軌11安裝在底座10上，縱向滑塊12與縱向滑軌11活動(dòng)連接，縱向滑塊12為能在縱向滑軌11上上下移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，橫向滑軌13與縱向滑塊12垂直連接，橫向滑塊14活動(dòng)的安裝在橫向滑軌13上，橫向滑塊14為能在橫向滑軌13上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，傳感器安裝座15安裝在橫向滑塊14上，高速激光位移傳感器2安裝在傳感器安裝座15上。
[0020]底座10上帶有長(zhǎng)圓孔，長(zhǎng)圓孔為通孔；縱向滑軌11上帶有燕尾型內(nèi)寬口窄的凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于縱向滑軌11的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；縱向滑塊12上帶有與縱向滑軌11上的凹槽配合使用的前寬后窄的燕尾形凸臺(tái)，燕尾型凸臺(tái)關(guān)于縱向滑塊12的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；縱向滑塊12的燕尾形凸臺(tái)能上下移動(dòng)的安裝在縱向滑軌11上的凹槽內(nèi)；
橫向滑軌13上帶有口窄內(nèi)寬的燕尾型凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于橫向滑軌13的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；橫向滑塊14上帶有與橫向滑軌13的凹槽相配合的燕尾型凸臺(tái)，燕尾型凸臺(tái)關(guān)于橫向滑塊14的長(zhǎng)中心線對(duì)稱；橫向滑塊14上的燕尾型凸臺(tái)能橫向移動(dòng)的安裝在橫向滑軌13的凹槽內(nèi)。
[0021]激光位置調(diào)整裝置I為整體呈“Z”形的結(jié)構(gòu)，縱向滑軌11與底座10垂直，橫向滑軌13與縱向滑塊12垂直。
[0022]縱向滑塊12和縱向滑軌11間通過(guò)安裝在縱向滑塊12的螺紋通孔中的緊定螺釘16實(shí)現(xiàn)臨時(shí)固定；橫向滑塊14和橫向滑軌13間通過(guò)安裝在橫向滑塊14的螺紋通孔中的緊定螺釘17來(lái)臨時(shí)固定。
[0023]電源3的正負(fù)輸出端分別與高速激光位移傳感器2的供電正負(fù)輸入端連接，高速激光位移傳感器2的位移信號(hào)輸出線與數(shù)顯儀4的信號(hào)接收線連接。
[0024]隔振臺(tái)6具體為精密隔振光學(xué)平臺(tái)