CN102840113A - 一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置。其技术方案是：被驱动体(6)与第一、第二磁控形状记忆合金(5、7)同中心安装，第一磁控形状记忆合金(5)的右端与被驱动体(6)的左端连接，第二磁控形状记忆合金(7)的左端与被驱动体(6)的右端连接；通过左、右直流绕组(14、12)为第一、第二磁控形状记忆合金(5、7)施加预加磁场；通过励磁绕组(2)改变第一、第二磁控形状记忆合金(5、7)中磁场大小；利用左、右调零螺钉(4、9)实现被驱动体(6)中位对中。本发明具有结构紧凑、高频响、高精度和输出力大的特点，能很好用作伺服阀、高频开关和有类似要求装置的驱动器。

Description

一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置
技术领域
本发明属于磁控形状记忆合金应用技术领域。具体涉及一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置。
背景技术
目前，驱动装置大多基于电磁感应原理制造而成，通过给线圈通电产生感应磁场，与已有磁场发生作用，产生一定大小的驱动力。改变线圈中电流的大小即可实现输出力大小的改变，改变线圈中电流的方向即可实现输出力方向的改变，从而实现驱动装置输出一定频率大小的输出力或力矩，如常用的动圈式力矩马达、动铁式力矩马达和比例电磁铁。这种驱动装置，由于受本身结构的影响，输出力比较小，位移量较小，而且自身频率也受到限制，只能用在所需驱动力和位移量较小而且频率不高的场合，无法满足现在市场对于大功率、高频响的驱动装置的需求。
磁控形状记忆合金(MSMA)是近年出现的一种智能材料，具有变化速度快、可控位移大和具有记忆功能等特点。相关材料显示，MSMA材料在磁场中的应变能够达到10%以上，这是其它高频响执行器材料的100倍以上，这种材料能够在不同的方向发生形变，可以沿着轴向发生应变，可以沿着周向产生扭转变形，可以沿着径向发生弯曲变形，其高性能受到不少学者的青睐。
发明内容
本发明旨在针对以上所述问题，目的是提供一种结构紧凑、高频响、高精度和输出力大的基于磁控形状记忆合金的驱动装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：被驱动体的左端与第一磁控形状记忆合金的右端同轴心连接，第一磁控形状记忆合金的左端滑动安装在左铁芯右端的中心通孔中，左铁芯右端的内侧固定有左支架，左调零螺钉通过左支架与第一磁控形状记忆合金的左端面接触。
被驱动体的右端与第二磁控形状记忆合金的左端同轴心连接，第二磁控形状记忆合金的右端滑动安装在右铁芯左端的中心通孔中，右铁芯左端的内侧固定有右支架，右调零螺钉通过右支架与第二磁控形状记忆合金的右端面接触。
励磁绕组串联缠绕在左铁芯和右铁芯的上部，励磁绕组在左铁芯中的缠绕方向与在右铁芯中的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同，励磁绕组外接交流电源。左直流绕组缠绕在左铁芯的下部，右直流绕组缠绕在右铁芯的下部。右直流绕组的一端通过所串联的可调电阻与外部直流电源的正极连接，左直流绕组的一端通过所串联的定值电阻与外部直流电源的正极连接；左直流绕组的另一端和右直流绕组的另一端分别与外部直流电源的负极连接。左直流绕组在左铁芯中的缠绕方向和右直流绕组在右铁芯中产生的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同。
所述的左铁芯和右铁芯均采用相同厚度的钢板叠加成“口”字状，其形状相同，左铁芯的右端和右铁芯的左端的中间位置处均设有通孔；左铁芯和右铁芯的均为高磁感材料。
所述的第一磁控形状记忆合金和第二磁控形状记忆合金为相同尺寸的圆柱体。
所述的励磁绕组、右直流绕组和左直流绕组均采用相同的漆包铜芯线。
由于采用上述技术方案，本装置能够通过左直流绕组14和右直流绕组12分别给第一磁控形状记忆合金5和第二磁控形状记忆合金7施加一定的预加磁场，以便在与励磁绕组2所产生的磁场叠加后能够产生较好的应变；通过调节可变电阻11确保本驱动装置两端的预加磁场强度一致，通过调整施加给励磁绕组2的电流大小及电流方向调节本驱动装置左铁芯1和右铁芯10中磁场的大小，控制第一磁控形状记忆合金5和第二磁控形状记忆合金7发生变化，实现一个伸长推动另一个缩短的效果，从而带动被驱动体6轴向往复运动。MSMA的输出力大，一对在变化的磁场中伸缩的MSMA所需的励磁功率较小，使得MSMA能很好的应用在驱动装置中。本装置采用一对对称的MSMA互相推动，能够保证基于磁控形状记忆合金的驱动装置的高频响和高精度。
因此，本发明具有结构紧凑、高频响、高精度和输出力大的特点，能广泛用作伺服阀、高频开关和有类似要求装置的驱动器。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制：
实施例1
一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置。其结构如图1所示：被驱动体6的左端与第一磁控形状记忆合金5的右端同轴心连接，第一磁控形状记忆合金5的左端滑动安装在左铁芯1右端的中心通孔中，左铁芯1右端的内侧固定有左支架3，左调零螺钉4通过左支架3与第一磁控形状记忆合金5的左端面接触。
被驱动体6的右端与第二磁控形状记忆合金7的左端同轴心连接，第二磁控形状记忆合金7的右端滑动安装在右铁芯10左端的中心通孔中，右铁芯10左端的内侧固定有右支架8，右调零螺钉9通过右支架8与第二磁控形状记忆合金7的右端面接触。
励磁绕组2串联缠绕在左铁芯1和右铁芯10的上部，励磁绕组2在左铁芯1中的缠绕方向与在右铁芯10中的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同，励磁绕组2外接交流电源。左直流绕组14缠绕在左铁芯1的下部，右直流绕组12缠绕在右铁芯10的下部。右直流绕组12 的一端通过所串联的可调电阻11与外部直流电源13的正极连接，左直流绕组14的一端通过所串联的定值电阻15与外部直流电源13的正极连接；左直流绕组14的另一端和右直流绕组12的另一端分别与外部直流电源13的负极连接。左直流绕组14在左铁芯中的缠绕方向和右直流绕组12在右铁芯中产生的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同。
所述的左铁芯1和右铁芯10均采用相同厚度的钢板叠加成“口”字状，其形状相同，左铁芯1的右端和右铁芯10的左端的中间位置处均设有通孔；左铁芯1和右铁芯10的均为高磁感材料。
所述的第一磁控形状记忆合金5和第二磁控形状记忆合金7为相同尺寸的圆柱体。
所述的励磁绕组2、右直流绕组12和左直流绕组14均采用相同的漆包铜芯线。
本装置能够通过左直流绕组14和右直流绕组12分别给第一磁控形状记忆合金5和第二磁控形状记忆合金7施加一定的预加磁场，以便在与励磁绕组2所产生的磁场叠加后能够产生较好的应变；通过调节可变电阻11确保本驱动装置两端的预加磁场强度一致，通过调整施加给励磁绕组2的电流大小及电流方向调节本驱动装置左铁芯1和右铁芯10中磁场的大小，控制第一磁控形状记忆合金5和第二磁控形状记忆合金7发生变化，实现一个伸长推动另一个缩短的效果，从而带动被驱动体6轴向往复运动。MSMA的输出力大，一对在变化的磁场中伸缩的MSMA所需的励磁功率较小，使得MSMA能很好的应用在驱动装置中。本装置采用一对对称的MSMA互相推动，能够保证基于磁控形状记忆合金的驱动装置的高频响和高精度。
因此，本装置具有结构紧凑、高频响、高精度和输出力大的特点，能广泛用作伺服阀、高频开关和有类似要求装置的驱动器。

Claims (4)

1.一种基于磁控形状记忆合金的驱动装置，其特征在于所述驱动装置的结构是：
被驱动体(6)的左端与第一磁控形状记忆合金(5)的右端同轴心连接，第一磁控形状记忆合金(5)的左端滑动安装在左铁芯(1)右端的中心通孔中，左铁芯(1)右端的内侧固定有左支架(3)，左调零螺钉(4)通过左支架(3)与第一磁控形状记忆合金(5)的左端面接触；
被驱动体(6)的右端与第二磁控形状记忆合金(7)的左端同轴心连接，第二磁控形状记忆合金(7)的右端滑动安装在右铁芯(10)左端的中心通孔中，右铁芯(10)左端的内侧固定有右支架(8)，右调零螺钉(9)通过右支架(8)与第二磁控形状记忆合金(7)的右端面接触；
励磁绕组(2)串联缠绕在左铁芯(1)和右铁芯(10)的上部，励磁绕组(2)在左铁芯(1)中的缠绕方向与在右铁芯(10)中的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同，励磁绕组(2)外接交流电源；左直流绕组(14)缠绕在左铁芯(1)的下部，右直流绕组(12)缠绕在右铁芯(10)的下部，右直流绕组(12) 的一端通过所串联的可调电阻(11)与外部直流电源(13)的正极连接，左直流绕组(14)的一端通过所串联的定值电阻(15)与外部直流电源(13)的正极连接，左直流绕组(14)的另一端和右直流绕组(12)的另一端分别与外部直流电源(13)的负极连接，左直流绕组(14)在左铁芯中的缠绕方向和右直流绕组(12)在右铁芯中产生的缠绕方向相反，缠绕的匝数相同。
2.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金的驱动装置，其特征在于所述的左铁芯(1)和右铁芯(10)均采用相同厚度的钢板叠加成“口”字状，其形状相同，左铁芯(1)的右端和右铁芯(10)的左端的中间位置处均设有通孔；左铁芯(1)和右铁芯(10)的均为高磁感材料。
3.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金的驱动装置，其特征在于所述的第一磁控形状记忆合金(5)和第二磁控形状记忆合金(7)为相同尺寸的圆柱体。
4.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金的驱动装置，其特征在于所述的励磁绕组(2)、右直流绕组(12)和左直流绕组(14)均采用相同的漆包铜芯线。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401259A (zh) * 2016-11-09 2017-02-15 苏州科技大学 一种改变表面体型的自立式高耸结构智能破涡装置
CN106958515A (zh) * 2016-12-31 2017-07-18 武汉科技大学 一种基于形状记忆合金驱动的热机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3753058A (en) * 1970-06-22 1973-08-14 Int Nickel Co Operation of magnetostrictive apparatus
CN1633021A (zh) * 2004-12-13 2005-06-29 沈阳工业大学 差动式磁控形状记忆合金执行器
US20100242673A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Eto Magnetic Gmbh Actuator apparatus
CN102201757A (zh) * 2011-06-01 2011-09-28 武汉科技大学 一种复合式磁控马达
WO2012123535A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Eto Magnetic Gmbh Aktuator
CN202798522U (zh) * 2012-09-25 2013-03-13 武汉科技大学 一种高频驱动装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3753058A (en) * 1970-06-22 1973-08-14 Int Nickel Co Operation of magnetostrictive apparatus
CN1633021A (zh) * 2004-12-13 2005-06-29 沈阳工业大学 差动式磁控形状记忆合金执行器
US20100242673A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Eto Magnetic Gmbh Actuator apparatus
WO2012123535A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Eto Magnetic Gmbh Aktuator
CN102201757A (zh) * 2011-06-01 2011-09-28 武汉科技大学 一种复合式磁控马达
CN202798522U (zh) * 2012-09-25 2013-03-13 武汉科技大学 一种高频驱动装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401259A (zh) * 2016-11-09 2017-02-15 苏州科技大学 一种改变表面体型的自立式高耸结构智能破涡装置
CN106401259B (zh) * 2016-11-09 2019-02-05 苏州科技大学 一种改变表面体型的自立式高耸结构智能破涡装置
CN106958515A (zh) * 2016-12-31 2017-07-18 武汉科技大学 一种基于形状记忆合金驱动的热机

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