專利名稱：超磁致伸縮材料驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于位移控制裝置領(lǐng)域。特別涉及一種通過輸入電流來控制輸出位移的微小位移控制裝置——超磁致伸縮材料驅(qū)動器。
微小位移驅(qū)動器在機(jī)械加工、控制、寬帶伺服閥、燃油噴射發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，目前應(yīng)用的微小位移驅(qū)動器主要有機(jī)械式、液壓式和壓電陶瓷驅(qū)動器，機(jī)械式和液壓式微小位移驅(qū)動器頻響低、柔性差，壓電陶瓷驅(qū)動器近年來獲得飛速發(fā)展，能夠達(dá)到較大的位移和較高的頻寬，但其出力小，易疲勞破損，而且其工作電壓高、安全性較差。
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種通過電流信號來控制輸出位移的驅(qū)動裝置。
本實用新型是通過下面的技術(shù)方案實現(xiàn)的超磁致伸縮材料驅(qū)動器，包括有外殼、引線電極和輸出桿，在驅(qū)動器外殼3內(nèi)的軛鐵4、環(huán)形磁鋼5、軛鐵環(huán)10、導(dǎo)磁塊14、軛鐵帽9為超磁致伸縮棒7形成一個固定的偏磁回路，環(huán)形磁鋼5的內(nèi)部為驅(qū)動線圈6和線圈骨架8，超磁致伸縮棒7兩端由軛鐵帽9支承于線圈骨架8的內(nèi)孔中，調(diào)節(jié)螺堵2、上述偏磁回路組件、導(dǎo)磁塊14、輸出桿16、碟型彈簧11組成超磁致伸縮棒的應(yīng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由滑動軸承13為輸出桿16導(dǎo)向。圓形磁鋼(5)由至少3塊弧形磁鋼組成。輸出桿16為非導(dǎo)磁材料。
附

圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
本實用新型是根據(jù)超磁致伸縮材料所具有的特性設(shè)計的。超磁致伸縮材料的長度隨著它所在磁場強度的增加而伸長，當(dāng)磁場強度變小時其長度縮短，并且在一定的磁場變化范圍內(nèi)具有近似線性關(guān)系；磁致伸縮材料在一定的預(yù)壓力下具有最大的伸長率，同時，其抗拉強度較低，不能在拉應(yīng)力狀況下工作，而具有較高的抗壓強度。本實用新型的實施例如圖1所示，由軛鐵4、環(huán)形磁鋼5、軛鐵圈10、導(dǎo)磁塊14、軛鐵帽9構(gòu)成超磁致伸縮棒7的偏磁回路，使得超磁致伸縮棒工作在線性范圍的中點；軛鐵帽9具有減小超磁致伸縮棒應(yīng)力集中和徑向定位的作用；環(huán)形磁鋼5是由多塊弧形磁鋼組成，通過選配來調(diào)整超磁致伸縮棒的工作點；調(diào)節(jié)螺堵2、軛鐵4、軛鐵帽9、超磁致伸縮棒7、導(dǎo)磁塊14、輸出桿16、碟型彈簧11構(gòu)成的超磁致伸縮棒預(yù)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，碟型彈簧壓在軸承座12上，而軸承座12是與驅(qū)動器殼3通過過盈配合為一體，當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺堵2時，超磁致伸縮棒的預(yù)壓力就發(fā)生變化，保證超磁致伸棒工作在適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力下；導(dǎo)磁塊14與輸出桿16壓配在一起，導(dǎo)磁塊具有高磁導(dǎo)率，而輸出桿不導(dǎo)磁，這樣可提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性；輸出桿16通過螺釘15與應(yīng)用裝置相連接；滑動軸承13對輸出桿16具有導(dǎo)向和減摩作用，當(dāng)驅(qū)動線圈6通過電流信號時，超磁致伸棒的磁場就發(fā)生變化，其自身長度也隨之變化；驅(qū)動器右端面通過螺孔與應(yīng)用裝置相連接，可在一定程度上抵消磁致伸縮棒的熱伸長。
本實用新型驅(qū)動器與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)對比的主要優(yōu)點是1、超磁致伸縮棒的預(yù)壓力可調(diào)，超磁致伸縮棒的偏場可調(diào)；2、可交流驅(qū)動，驅(qū)動電路簡單，轉(zhuǎn)換效率高；3、體積小，重量輕，輸出力大，頻寬可達(dá)2500HZ；4、控制精度高，其分辨率可達(dá)到0.001mm甚至更高；5、環(huán)境適應(yīng)性好，其工作溫度范圍為-20℃-120℃；6、動態(tài)響應(yīng)特性好。
權(quán)利要求1.一種超磁致伸縮材料驅(qū)動器，包括有外殼、引線電極和輸出桿，其特征在于在驅(qū)動器外殼(3)內(nèi)的軛鐵(4)、環(huán)形磁鋼(5)、軛鐵環(huán)(10)、導(dǎo)磁塊(14)、軛鐵帽(9)為超磁致伸縮棒(7)形成一個固定的偏磁回路，環(huán)形磁鋼(5)的內(nèi)部為驅(qū)動線圈(6)和線圈骨架(8)，超磁致伸縮棒(7)兩端由軛鐵帽(9)支承于線圈骨架(8)的內(nèi)孔中，調(diào)節(jié)螺堵(2)、上述偏磁回路組件、導(dǎo)磁塊(14)、輸出桿(16)、碟型彈簧(11)組成超磁致伸縮棒的應(yīng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由滑動軸承(13)為輸出桿(16)導(dǎo)向。
2.由權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其特征在于圓形磁鋼(5)由至少3塊弧形磁鋼組成。
3.由權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其特征在于輸出桿(16)為非導(dǎo)磁材料。
專利摘要超磁致伸縮材料驅(qū)動器屬于位移控制裝置領(lǐng)域,主要由驅(qū)動器外殼、螺堵、軛鐵、磁鋼、驅(qū)動線圈、超磁致伸縮棒、軛鐵帽、輸出桿、滑動軸承等組成,由磁鋼及相關(guān)元件形成固定的偏磁回路以確定超磁致伸縮棒的工作點,由螺堵和碟型彈簧組成超磁致伸縮棒的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),通過控制驅(qū)動線圈電流來精確控制輸出桿位移。此驅(qū)動器具有工作點調(diào)整方便、動態(tài)特性好、熱效應(yīng)對輸出影響小、支持交流驅(qū)動、環(huán)境適應(yīng)性強等特征,可廣泛用于機(jī)械加工、寬帶伺服閥、精密儀器等方面的位移控制。
文檔編號H02N2/04GK2461202SQ0026474
公開日2001年11月21日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月14日
發(fā)明者鄭立臣, 高學(xué)緒, 張茂才, 周壽增, 史振華 申請人:鄭立臣, 高學(xué)緒