專利名稱：電磁伸縮致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種產(chǎn)生直線運動的利用電致伸縮或》茲致伸縮的電動機(jī)或 發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種致動器。
背景技術(shù)：
近些年來，電、磁致伸縮材料領(lǐng)域發(fā)展迅速，產(chǎn)生了如巨磁致伸縮材料和 磁致伸縮形狀記憶合金等新型的可用于精密致動器研制的磁致伸縮智能材料， 這類材料具有能量密度大，輸出功率高，伸縮形變大、控制精確等優(yōu)點。但是 基于這類伸縮材料研制的致動器件為能達(dá)到大伸縮位移和大負(fù)載致動能力往往 需要能產(chǎn)生強(qiáng)電磁場的大電流激勵。但是由于通常制動器設(shè)計結(jié)構(gòu)的限制使所 需的電磁線圈的尺寸有限，而不能產(chǎn)生超強(qiáng)磁場，特別是為產(chǎn)生強(qiáng)勵磁場而加 載大電流時，線圈熱損耗加劇，線圈發(fā)熱將直接使磁致伸縮材料產(chǎn)生熱膨脹， 而直接影響磁致伸縮機(jī)構(gòu)位移的精度。
目前人們?yōu)榻鉀Q此類問題，往往采用在致動器內(nèi)部再附加一套液體或氣體 冷卻循環(huán)系統(tǒng)來平衡電》茲線圈的發(fā)熱。這種解決方法雖然冷卻效果不錯，但整
個致動器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體尺寸增大，并且還需要額外的泵給系統(tǒng)等缺陷。如2007 年3月28日4受權(quán)^^告的中國專利，授權(quán)公告號為CN1307780C,公開了一種相變 溫控型超磁致伸縮微位移致動器，其在超磁致伸縮棒與驅(qū)動線圈之間增加相變 溫控裝置，雖然能夠在一定范圍內(nèi)克服電磁線圈的發(fā)熱問題，但仍然具有上述 指出的缺陷。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種電磁伸縮致動器，其負(fù) 載大、位移精密。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案其包括電磁線圈以及設(shè) 置在電磁線圈內(nèi)的磁致感應(yīng)棒，電磁線圈周邊包裹導(dǎo)磁外筒，導(dǎo)磁外筒的一側(cè) 或相對的兩側(cè)設(shè)有貫通口 ；磁致感應(yīng)棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯(lián)接盤連接，緊固螺釘相對于貫通口可自由運動；隔離板與導(dǎo)
磁外筒之間設(shè)有彈簧。
才艮據(jù);磁致伸縮類智能材料的磁致激勵應(yīng)變機(jī)理，即對于f茲致伸縮材料體， 當(dāng)外加電磁場作用時，磁致伸縮材料體將產(chǎn)生在外磁場加載方向上的伸縮位移 (如巨磁致伸縮材料)，或產(chǎn)生在垂直外磁場加載方向上的伸縮位移(如磁致形 狀記憶合金)。據(jù)此，當(dāng)外部電磁線圈所產(chǎn)生勵磁場可以被磁^各導(dǎo)入磁致伸縮體 中時，磁致伸縮體將產(chǎn)生磁致伸縮變形，即產(chǎn)生磁致伸縮位移。當(dāng)磁致伸縮體 在被外部電磁線圈產(chǎn)生的永磁場激勵前后產(chǎn)生了變形，該變形以伸長位移的方 式由剛性導(dǎo)磁棒和隔磁端塊傳遞出去，并最終推動負(fù)載。
導(dǎo)磁外筒有兩種結(jié)構(gòu)方式l.在相對的兩側(cè)設(shè)有貫通口，其呈對稱結(jié)構(gòu)， 這樣磁致感應(yīng)棒的形變量可通過兩個相反的方向?qū)ν獗憩F(xiàn)。2.只在導(dǎo)磁外筒的 一側(cè)設(shè)有貫通口的致動器，在導(dǎo)磁外筒相對的另一側(cè)設(shè)有定聯(lián)接盤，這樣磁致 感應(yīng)^#、的形變量只通過一個方向?qū)ν獗憩F(xiàn)；定聯(lián)接盤與導(dǎo)磁外筒通過定位螺栓 固接；電磁線圈與定聯(lián)接盤之間設(shè)有導(dǎo)磁底板，導(dǎo)磁底板的周邊與導(dǎo)磁外筒的 內(nèi)側(cè)邊接觸。導(dǎo)磁底板與磁致感應(yīng)棒之間設(shè)有隔離墊。彈箐與導(dǎo)磁外筒之間設(shè) 有調(diào)節(jié)墊；調(diào)節(jié)墊通過調(diào)節(jié)螺釘與螺栓蓋連接，螺栓蓋通過螺紋固定在導(dǎo)磁外 筒上，螺栓蓋調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，實現(xiàn)磁致感應(yīng)棒的壓緊和位置固定。導(dǎo)磁外 筒的側(cè)邊設(shè)有電磁線圏的導(dǎo)線輸出孔。
致動器中磁致感應(yīng)纟奉為 一種在》茲場勵磁作用下可產(chǎn)生伸縮行為的物體，磁 致伸縮體可采用磁致形狀記憶合金、磁致伸縮材料棒、磁流變液體等。彈簧可 以采用其它具有彈性的物體。
該致動器可以實現(xiàn)大電流強(qiáng)磁場，并且電磁激勵線圈發(fā)熱對磁致伸縮材料 不產(chǎn)生直接負(fù)效應(yīng)。本發(fā)明特別適用于有小尺寸、強(qiáng)磁場、大位移、大負(fù)載和 避免溫升影響要求的精密驅(qū)動、定位領(lǐng)域的器件研發(fā)。
電磁磁路體導(dǎo)磁材料桿的形狀即磁路形狀可以根據(jù)實際結(jié)構(gòu)環(huán)境需要而改 動，只要能將電磁磁場導(dǎo)入磁致感應(yīng)棒中即可。
本發(fā)明的機(jī)構(gòu)可用于研制要求產(chǎn)生大位移、大負(fù)載、高精度驅(qū)動功能的儀 器和設(shè)備，以及對現(xiàn)有磁致伸縮驅(qū)動設(shè)備、儀器的改進(jìn)，可廣泛應(yīng)用于致動器、
4制動器、電機(jī)、振動及控制設(shè)備、機(jī)器人、精密制造、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。

圖1為致動器俯視示意圖2為致動器實施例1的示意圖。
具體實施方式實施例1
本裝置包括電磁線圈5以及設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的磁致感應(yīng)棒4，電磁線圈周 邊包裹導(dǎo)磁外筒6,導(dǎo)磁外筒6的一側(cè)設(shè)有四個貫通口，另一側(cè)設(shè)有定聯(lián)接盤1; 定聯(lián)接盤1與導(dǎo)磁外筒6通過定位螺栓14固接；電磁線圈5與定聯(lián)接盤1之間 設(shè)有導(dǎo)磁底板2，導(dǎo)磁底板2的周邊與導(dǎo)磁外筒6的內(nèi)側(cè)邊接觸。導(dǎo)磁底板2與 磁致感應(yīng)棒4之間設(shè)有隔離墊3。磁致感應(yīng)棒4端部固接隔離板13;隔離板13 在貫通口處通過緊固螺釘8與動聯(lián)接盤7連接，緊固螺釘8相對于貫通口可自 由運動；隔離板13與導(dǎo)磁外筒6之間設(shè)有彈簧12。彈簧12與導(dǎo)磁外筒6之間 設(shè)有調(diào)節(jié)墊11;調(diào)節(jié)墊11通過調(diào)節(jié)螺釘9與螺栓蓋10連接，螺栓蓋10通過螺 紋固定在導(dǎo)磁外筒6上，螺栓蓋10調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，實現(xiàn)石茲致感應(yīng)棒4的壓 緊和位置固定。導(dǎo)磁外筒6的側(cè)邊設(shè)有電磁線圈5的導(dǎo)線輸出孔15。
工作時，對電磁線圈5通入電流，產(chǎn)生磁場，該磁場5導(dǎo)入磁致感應(yīng)棒4 ， 此時，磁致感應(yīng)棒4勵磁。由于磁致伸縮材料特性，磁致感應(yīng)棒4受磁場激勵 后將沿導(dǎo)入磁場方向產(chǎn)生伸長變形。當(dāng)電磁線圈5產(chǎn)生的電磁場強(qiáng)度足夠大時， 其伸長變形力大于彈簧12在磁致感應(yīng)棒4兩端施加的壓力，產(chǎn)生變形將由位于 磁致感應(yīng)棒4連接的隔離板13向外傳遞，彈簧12被壓縮，最終推動與隔離板 13連接的動聯(lián)接盤7負(fù)栽產(chǎn)生向外伸長的動作。
當(dāng)電磁激勵撤銷，磁致感應(yīng)棒4不再勵磁而收縮，同時在彈簧12的回復(fù)壓 力作用下，隨磁致感應(yīng)棒4的收縮，帶動隔離板13,進(jìn)而帶動最外端的動聯(lián)接 盤7負(fù)載產(chǎn)生向里拉即縮短的動作。至此，通過對電磁線圈5通斷電流，使致 動器產(chǎn)生伸縮致動功能；并且該伸縮致動的位移和輸出力的大小可以通過控制 電磁線圈5中加載電流強(qiáng)度的大小進(jìn)行精確控制。實施例2
導(dǎo)磁外筒6相對的兩側(cè)設(shè)有貫通口，兩側(cè)結(jié)構(gòu)對稱。其它同實施例l。 實施例3
在導(dǎo)磁外筒6的上側(cè)邊的正中央設(shè)有一個貫通口，其它位置封閉設(shè)置。動 聯(lián)接盤7與導(dǎo)磁外筒的上側(cè)邊的內(nèi)側(cè)設(shè)置彈簧。其它同實施例1。
權(quán)利要求1.一種電磁伸縮致動器，其特征在于包括電磁線圈以及設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的磁致感應(yīng)棒，電磁線圈周邊包裹導(dǎo)磁外筒，導(dǎo)磁外筒的一側(cè)或相對的兩側(cè)設(shè)有貫通口；磁致感應(yīng)棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯(lián)接盤連接，緊固螺釘相對于貫通口可自由運動；隔離板與導(dǎo)磁外筒之間設(shè)有彈簧。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁伸縮致動器，其特征在于只在導(dǎo)磁外筒的一側(cè)設(shè) 有貫通口的致動器，在導(dǎo)磁外筒相對的另一側(cè)設(shè)有定聯(lián)接盤；定聯(lián)接盤與導(dǎo) 磁外筒通過定位螺栓固接；電磁線圈與定聯(lián)接盤之間設(shè)有導(dǎo)磁底板，導(dǎo)磁底 板的周邊與導(dǎo)磁外筒的內(nèi)側(cè)邊接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁伸縮致動器，其特征在于導(dǎo)磁底板與磁致感應(yīng)棒 之間設(shè)有隔離墊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電磁伸縮致動器，其特征在于彈簧與導(dǎo)磁外 筒之間設(shè)有調(diào)節(jié)墊；調(diào)節(jié)墊通過調(diào)節(jié)螺釘與螺栓蓋連接，螺栓蓋通過螺紋固 定在導(dǎo)磁外筒上，螺栓蓋調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，實現(xiàn)磁致感應(yīng)棒的壓緊和位置 固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁伸縮致動器，其特征在于導(dǎo)磁外筒的側(cè)邊設(shè)有電 磁線圏的導(dǎo)線輸出孔。
專利摘要本實用新型涉及一種產(chǎn)生直線運動的利用電致伸縮或磁致伸縮的電動機(jī)或發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種致動器。本實用新型的電磁伸縮致動器包括電磁線圈以及設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的磁致感應(yīng)棒，電磁線圈周邊包裹導(dǎo)磁外筒，導(dǎo)磁外筒的一側(cè)或相對的兩側(cè)設(shè)有貫通口；磁致感應(yīng)棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯(lián)接盤連接，緊固螺釘相對于貫通口可自由運動；隔離板與導(dǎo)磁外筒之間設(shè)有彈簧。本實用新型的機(jī)構(gòu)可用于研制要求產(chǎn)生大位移、大負(fù)載、高精度驅(qū)動功能的儀器和設(shè)備，以及對現(xiàn)有磁致伸縮驅(qū)動設(shè)備、儀器的改進(jìn)，可廣泛應(yīng)用于致動器、制動器、電機(jī)、振動及控制設(shè)備、機(jī)器人、精密制造、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。
文檔編號H02N2/04GK201435693SQ20092002918
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者健 李, 楊錦堂 申請人:青島佳普智能材料應(yīng)用有限公司