大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，利用通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)磁致伸縮棒產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，利用雙滑塊、雙連桿和單曲柄組成的組合位移放大機(jī)構(gòu)將磁致伸縮棒產(chǎn)生的微小位移放大輸出為大位移，放大倍數(shù)可根據(jù)兩個(gè)連桿和曲柄之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心位置調(diào)整，同時(shí)還可以根據(jù)需要級(jí)聯(lián)多個(gè)由雙滑塊、雙連桿和單曲柄組成的組合位移放大機(jī)構(gòu)成倍的增加位移的輸出。相比于傳統(tǒng)的直接輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，本發(fā)明除了能實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)速度、高精度，機(jī)電轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)外還能夠?qū)崿F(xiàn)放大系數(shù)可調(diào)的大位移的輸出，拓寬了磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用范圍。
【專利說(shuō)明】大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，尤其是一種利用曲柄連桿組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出位移放大的磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，是利用某些磁性體的外部一旦加上磁場(chǎng)則磁性體的外形尺寸會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象制作的驅(qū)動(dòng)器。磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高、響應(yīng)速度快、輸出力大、位移輸出精度高等優(yōu)點(diǎn)在聲納的水聲換能器技術(shù)、電聲換能器技術(shù)、減振與防振、減噪與防噪系統(tǒng)等很多微位移驅(qū)動(dòng)方面得到了廣泛的應(yīng)用。雖然磁致伸縮器雖然輸出力可以很大，但是由磁致伸縮體產(chǎn)生的位移卻通常在微米量級(jí)，因此限制了其在很多不僅需要高響應(yīng)頻率、大輸出力，高精度，同時(shí)要求大位移輸出的場(chǎng)合的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，其不僅具有高響應(yīng)頻率、大輸出力，高精度的特點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)可調(diào)的大位移輸出；
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，包括一個(gè)可在長(zhǎng)度方向伸縮的磁致伸縮棒；纏繞在磁致伸縮棒上的驅(qū)動(dòng)線圈；第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)；
所述磁致伸縮棒的一端為固定端，另一端為自由端，當(dāng)在驅(qū)動(dòng)線圈中施加交流電時(shí)，磁致伸縮棒自由端在驅(qū)動(dòng)線圈所產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生沿長(zhǎng)度方向的伸縮運(yùn)動(dòng)；所述第一滑塊同磁致伸縮棒的自由端連接，可沿磁致伸縮棒的長(zhǎng)度方向單自由度滑動(dòng)；
所述第一滑塊和第一連桿之間、第一連桿和曲柄之間、曲柄和第二連桿之間、第二連桿和第二滑塊之間、曲柄和機(jī)架之間全部為轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；
所述第二滑塊可沿磁致伸縮棒的長(zhǎng)度方向單自由度滑動(dòng)，第二滑塊和第一滑塊的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上；
所述第一連桿和第二連桿長(zhǎng)度相同且曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑比曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑??；
所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)可通過(guò)調(diào)節(jié)曲柄和第一連桿及第二連桿形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心位置來(lái)調(diào)節(jié)位移放大機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)；
所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)可以通過(guò)多個(gè)串聯(lián)的方式成倍的增大磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的位移輸出；
本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的工作原理為:磁致伸縮棒在通電線圈的驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)第一滑塊沿磁致伸縮棒長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一連桿推動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)再推動(dòng)第二連桿運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)第二滑塊沿磁致伸縮棒長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)。由于第一連桿和第二連桿長(zhǎng)度相同、曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同且曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑比曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑大，因此可實(shí)現(xiàn)將磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器輸出的微小位移放大的作用。放大比由曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑同曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑的比值決定，通過(guò)串聯(lián)由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器還可實(shí)現(xiàn)更大位移的輸出；
本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器相比傳統(tǒng)的磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器來(lái)講其優(yōu)勢(shì)在于:采用了共用曲柄但曲柄有效半徑不同的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)，不僅具有高響應(yīng)速度、高精度，機(jī)電轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)放大系數(shù)可調(diào)的大位移直線運(yùn)動(dòng)輸出，拓寬了其在很多需要大位移輸出方面的應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1為本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器位移放大機(jī)構(gòu)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0005]以下將結(jié)合附圖1和一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明；
如圖1所示為本發(fā)明大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器主要由一個(gè)可在長(zhǎng)度方向伸縮的磁致伸縮棒1，纏繞在磁致伸縮棒上的驅(qū)動(dòng)線圈2，以及由第一滑塊3、第一連桿4、曲柄5、第二連桿6、第二滑塊7組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)組成；
其中磁致伸縮棒I的右端為固定端，左端為自由運(yùn)動(dòng)端，第一滑塊3同磁致伸縮棒I的自由端連接，第一滑塊3可沿磁致伸縮棒I的長(zhǎng)度方向單自由度滑動(dòng)。第一滑塊3和第一連桿4的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸和軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，第一連桿4另一端和曲柄5之間也通過(guò)轉(zhuǎn)軸和軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，第一連桿和曲柄5之間轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心轉(zhuǎn)軸在本實(shí)施例中優(yōu)先選擇為曲柄5長(zhǎng)度方向的中點(diǎn)處。曲柄5的末端和第二連桿6的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸和軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，第二連桿6的長(zhǎng)度和第一連桿4相同，第二連桿6的另一端和第二滑塊7之間同樣通過(guò)轉(zhuǎn)軸和軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，第二滑塊7可沿磁致伸縮棒I的長(zhǎng)度方向單自由度滑動(dòng)；
磁致伸縮棒I在通電線圈2的驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)第一滑塊3沿磁致伸縮棒I長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一連桿4推動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄5的轉(zhuǎn)動(dòng)再推動(dòng)第二連桿6運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)第二滑塊7沿磁致伸縮棒長(zhǎng)度I方向運(yùn)動(dòng)。由于第一連桿4和第二連桿6長(zhǎng)度相同，且曲柄5和第二連桿4組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑長(zhǎng)度是曲柄5和第一連桿6組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑的2倍，因此可實(shí)現(xiàn)將磁致伸縮棒I輸出的微小位移放大的作用。放大比由曲柄5和第一連桿4組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑同曲柄5和第二連桿6組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑的比值決定；
如圖2所示，通過(guò)串聯(lián)由第一滑塊3、第一連桿4、曲柄5、第二連桿6、第二滑塊7組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)還可實(shí)現(xiàn)更大位移的輸出；
應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明中未明確的部分屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，包括一個(gè)可在長(zhǎng)度方向伸縮的磁致伸縮棒，纏繞在磁致伸縮棒上的驅(qū)動(dòng)線圈，其特征在于:還包括由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)；所述磁致伸縮棒的一端為固定端，另一端為自由端，磁致伸縮棒自由端在驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下可沿磁致伸縮棒的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)；所述第一滑塊同磁致伸縮棒的自由端連接，并且只擁有沿磁致伸縮棒長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的自由度；所述第一連桿和第二連桿長(zhǎng)度相同且曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑比曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄的有效半徑大。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，所述第一滑塊和第一連桿之間、第一連桿和曲柄之間、曲柄和第二連桿之間、第二連桿和第二滑塊之間、曲柄和機(jī)架之間全部為轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，所述第二滑塊可沿磁致伸縮棒的長(zhǎng)度方向單自由度滑動(dòng)，第二滑塊和第一滑塊的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上。
4.根據(jù)權(quán)利I和2所述的大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)可通過(guò)調(diào)節(jié)曲柄和第一連桿及第二連桿形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心位置來(lái)調(diào)節(jié)位移放大機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利1-4所述的大位移輸出磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器，所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機(jī)構(gòu)可以通過(guò)多個(gè)串聯(lián)的方式成倍的增大磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的位移輸出。
【文檔編號(hào)】H02N2/06GK104201932SQ201410371832
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】司紅康, 葉連, 葉軍, 王孝兵, 葉小龍, 周岳, 金一琪 申請(qǐng)人:安徽紅葉節(jié)能電器科技有限公司