CN116915088A - 一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，包括：支撑结构；磁场发生装置，安装于支撑结构上并用于产生磁场；磁致伸缩棒，设于支撑结构上并能够在磁场的作用下沿轴向伸缩；输出件，一端与磁致伸缩棒连接，另一端用于与被驱动件连接；预压驱动件，螺纹安装于支撑结构上；准零刚度预压机构，连接于预压驱动件与磁致伸缩棒之间；旋转预压驱动件可使准零刚度预压机构产生不同的形变量，以调节对磁致伸缩棒的预压力大小。本实施例中，通过准零刚度预压机构的设置，减少磁致伸缩棒产生的机械能在线性刚度预压元件形变上的消耗，充分用于做功，提高输出效果。且由于该机构能提供恒定预压力，因此可维持驱动器处于最佳输出状态。

Description

一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器

技术领域

本申请属于制造装备产业技术领域，属于智能关键机械，更具体地说，是涉及一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器。

背景技术

进入21世纪后，我国大力发展智能制造产业。其中，超精密驱动技术被广泛运用于航天航空、生命科学、精密制造等高新技术领域。相关的机械设备常采用以智能材料作为驱动核心部件的精密驱动器，以获得高精度和高分辨率响应。因此，此类精密驱动器具有广阔的发展前景。传统驱动方式由于驱动机构传动环节过多，存在摩擦、间隙等问题，难以满足相关设备日益增长的精密性、响应速度等方面的需求，因此发展基于智能材料的精密驱动器具有重要的意义。

与传统驱动装置相比，基于磁致伸缩材料的驱动器具有精度高、响应快、频带宽等优点，能更好地满足相关工作要求，因此，磁致伸缩驱动器常常被用于作为精密驱动及振动控制的驱动源。同时，由于磁致伸缩材料的物理特性，使得必须对磁致伸缩驱动器中的磁致伸缩材料施加一定预压力以充分发挥其输出效果，因此对提供预压力的结构进行设计和优化也十分重要。

从已有的研究来看，磁致伸缩驱动器中预压力结构一般采用的是具有线性刚度的弹性元件，如螺旋弹簧、碟形弹簧等。通常情况下，具有线性刚度的元件会随着负载的增加而出现刚度增大的情况，当弹性元件在对磁致伸缩材料施加一定预压力后，磁致伸缩驱动器继续输出做功，由磁致伸缩材料产生的变形能有相当一部分并没有用于输出，而是被用于弹性元件的形变，使得磁致伸缩材料产生的机械能无法充分地用于磁致伸缩驱动器的输出。此外，由于弹性预压元件为线性刚度，工作过程中其形变增大必然造成预压力增大，使得磁致伸缩材料无法稳定地在最优的预压力区间内工作。上述两个问题会造成磁致伸缩驱动器无法稳定输出，输出效果大大降低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，以解决现有技术中存在的磁致伸缩材料产生的机械能有相当一部分消耗在弹性元件的变形上，且预压机构无法稳定地保持在最优预压力区间，造成驱动器的输出效果大大降低的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，包括：

支撑结构；

磁场发生装置，安装于所述支撑结构上并用于产生磁场；

磁致伸缩棒，设于所述支撑结构上并能够在所述磁场的作用下沿轴向伸缩；

输出件，一端与所述磁致伸缩棒连接，另一端用于与被驱动件连接；

预压驱动件，螺纹安装于所述支撑结构上；

准零刚度预压机构，连接于所述预压驱动件与所述磁致伸缩棒之间；旋转所述预压驱动件可使所述准零刚度预压机构产生不同的形变量，以调节对所述磁致伸缩棒的预压力大小。

在一种可能的设计中，所述准零刚度预压机构包括第一弹性件和第二弹性件；所述第一弹性件与所述第二弹性件并联设置并分别设于所述预压驱动件与所述输出件之间；所述第一弹性件在预设压力作用下呈负刚度状态，所述第二弹性件具有线性刚度。

在一种可能的设计中，所述第一弹性件与所述第二弹性件一体连接。

在一种可能的设计中，所述第一弹性件的中心部套设于所述输出件上，所述第一弹性件的中心部与所述预压驱动件抵接并与所述第二弹性件一体连接，所述第一弹性件的边缘部固定于所述支撑结构上，所述第一弹性件的中心部相对边缘部远离所述磁致伸缩棒设置。

在一种可能的设计中，所述第一弹性件包括第一套筒及至少两个第一弹性臂，所述第一套筒套设于所述输出件上，所述第一套筒与所述第二弹性件一体连接并与所述预压驱动件抵接，各所述第一弹性臂沿周向依次间隔分布于所述第一套筒的外周壁上，所述第一弹性臂背离所述第一套筒的一端与所述支撑结构固定连接。

在一种可能的设计中，所述第二弹性件套设于所述输出件上，所述第二弹性件沿所述磁致伸缩棒的轴向抵接于所述预压驱动件与所述输出件之间。

在一种可能的设计中，所述第二弹性件包括第二套筒及第三套筒，所述第二套筒及所述第三套筒分别套设于所述输出件上并沿所述磁致伸缩棒的轴向间隔设置；所述第二套筒与所述第一套筒一体连接，所述第三套筒与所述输出件抵接；所述第二套筒与所述第三套筒之间连接有沿周向依次间隔分布的至少两组弹性臂组，所述弹性臂组包括两个第二弹性臂，两个第二弹性臂的一端分别与所述第二套筒及所述第三套筒连接，两个所述第二弹性臂的另一端连接。

在一种可能的设计中，所述磁致伸缩棒的背离所述预压驱动件的一端设有压力传感器。

在一种可能的设计中，所述磁致伸缩棒及所述磁场发生装置的一周围设有导磁组件。

在一种可能的设计中，所述导磁组件包括导磁套筒、上导磁端盖、下导磁端盖、上磁轭和下磁轭；所述磁场发生装置套设于所述磁致伸缩棒外，所述导磁套筒套设于所述磁场发生装置外，所述上导磁端盖盖设于所述导磁套筒的上端面并覆盖所述磁场发生装置的上侧，所述下导磁端盖盖设于所述导磁套筒的下端面并覆盖所述磁场发生装置的下侧；所述上导磁端盖的中心设有第一安装孔，所述上磁轭安装于所述第一安装孔中并轴向抵接于所述磁致伸缩棒的一端与所述输出件之间；所述下导磁端盖的中心设有第二安装孔，所述下磁轭安装于所述第二安装孔中并轴向抵接于所述磁致伸缩棒的另一端。

在一种可能的设计中，所述支撑结构形成有安装腔，所述磁场发生装置、所述磁致伸缩棒、所述准零刚度预压机构均安装于所述安装腔中；所述支撑结构的外周壁上形成有正对所述准零刚度预压机构的观察窗口。

本申请提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的有益效果在于：本申请实施例提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，通过在预压驱动件与磁致伸缩棒之间连接准零刚度预压机构，当预压驱动件与准零刚度预压机构对磁致伸缩棒的压力达到最佳预压力时，准零刚度预压机构对磁致伸缩棒产生恒定预压力(准零刚度状态)。当驱动器工作时，即使由于磁致伸缩棒的形变传递至准零刚度预压机构，增大了准零刚度预压机构的形变，但预压力并不会改变。减少了磁致伸缩棒产生的机械能在工作过程中过多消耗在线性刚度预压元件的形变上，从而使得磁致伸缩棒产生的机械能充分用于输出做功，提高了基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的输出效果。此外，有别于一般此类驱动器使用的线性刚度预压元件，准零刚度预压机构具有的恒力区间(准零刚度特性)可以实现磁致伸缩棒受到的预压力一直处于最佳状态，在考虑磁致伸缩棒内部磁机耦合机理的情况下稳定地保持最佳的输出效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的立体示意图；

图2为本申请实施例提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的分解示意图；

图3为本申请实施例提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的剖视示意图；

图4为图3中准零刚度预压机构的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、支撑结构；110、底座；111、安装槽；120、外套筒；121、观察窗口；130、顶盖；140、安装腔；200、磁场发生装置；210、线圈；220、线圈支架；300、磁致伸缩棒；400、输出件；410、基板；420、连接轴；430、输出轴；500、预压驱动件；600、准零刚度预压机构；610、第一弹性件；611、第一套筒；612、第一弹性臂；613、安装块；620、第二弹性件；621、第二套筒；622、第三套筒；623、弹性臂组；6231、第二弹性臂；6232、连接板；700、压力传感器；800、导磁组件；810、导磁套筒；820、上导磁端盖；830、下导磁端盖；840、上磁轭；850、下磁轭。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，现对本申请实施例提供的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器进行说明。该基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器可以用于航天工程、光学工程等涉及精密驱动的相关领域，例如用于航天器的微振动控制和光学平台的精密定位，以满足相关设备日益提高的精密性和稳定性需求。

基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器包括支撑结构100、磁场发生装置200、磁致伸缩棒300、输出件400、预压驱动件500及准零刚度预压机构600；磁场发生装置200安装于支撑结构100上并用于产生磁场；磁致伸缩棒300设于支撑结构100上并能够在磁场的作用下沿轴向伸缩；输出件400一端与磁致伸缩棒300连接，另一端用于与被驱动件连接；预压驱动件500螺纹安装于支撑结构100上；准零刚度预压机构600连接于预压驱动件500与磁致伸缩棒300之间；旋转预压驱动件500可使准零刚度预压机构600产生不同的形变量，以调节对磁致伸缩棒300的预压力大小。

当磁场发生装置200没有通电时，磁场发生装置200没有产生磁场，磁致伸缩棒300没有产生伸缩形变，磁致伸缩棒300及输出件400在支撑结构100上均位置固定。当预压驱动件500向准零刚度预压机构600输出沿磁致伸缩棒300的轴向(以下简称轴向)压力时，具体是预压驱动件500向磁致伸缩棒300方向移动，以使得准零刚度预压机构600沿轴向被压缩，准零刚度预压机构600产生形变，准零刚度预压机构600压缩并积蓄能量以向磁致伸缩棒300施加预压力。当预压驱动件500输出不同的压力时，准零刚度预压机构600产生不同的形变量，从而调节对磁致伸缩棒300的预压力大小，以使得对磁致伸缩棒300的预压力符合磁致伸缩棒300的预压力要求，进而使得磁致伸缩棒300能够充分发挥其输出效果。

当磁场发生装置200通电后，磁场发生装置200产生磁场，磁致伸缩棒300在磁场作用下产生伸缩形变，该伸缩作用在输出件400上以使得输出件400产生位移并输出。此处需要注意的是，当预压驱动件500与准零刚度预压机构600对磁致伸缩棒300的压力达到最佳预压力时，准零刚度预压机构600对磁致伸缩棒300产生恒定预压力(准零刚度装置)。当驱动器工作时，即使由于磁致伸缩棒300的形变传递至准零刚度预压机构600，增大了准零刚度预压机构600的形变，但预压力并不会改变_。减少了磁致伸缩棒300产生的机械能在工作过程中过多消耗在线性刚度预压元件的形变上，从而使得磁致伸缩棒300产生的机械能充分用于输出做功，提高了基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器的输出效果。此外，有别于一般此类驱动器使用的线性刚度预压元件，准零刚度预压机构600具有的恒力区间(准零刚度特性)可以实现磁致伸缩棒300受到的预应力一直处于最佳状态，在考虑磁致伸缩棒300内部磁机耦合机理的情况下一直保持最佳的输出效果。

其中，需要说明的是，根据准零刚度预压机构600的特性可知，准零刚度预压机构600只有在恒力区间时，可以在维持预压力不变的情况下使得位移(也即是形变量)逐渐增大。而该预压力可以通过预压驱动件500对准零刚度预压机构600施加驱动力而产生，本申请需要保证预压驱动件500通过准零刚度预压机构600对磁致伸缩棒300的预压力处于与磁致伸缩材料尺寸对应的最佳预压力区间。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，准零刚度预压机构600包括第一弹性件610和第二弹性件620，第一弹性件610和第二弹性件620并联设置，第一弹性件610和第二弹性件620并分别设于预压驱动件500与输出件400之间。第一弹性件610在预设压力作用下呈负刚度状态，第二弹性件620具有线性刚度。本实施例通过第一弹性件610和第二弹性件620共同组成准零刚度预压机构600，其中，第一弹性件610在小于预设压力的压力作用下，随着力的增大，形变量也在增大，而当作用在第一弹性件610上的作用力达到预设压力之后，即使压力很小也能产生较大的位移；第二弹性件620具有线性刚度，作用在其上的压力越大，产生的形变量越大。当预压驱动件500上的预压力达到预设值时，第一弹性件610与第二弹性件620的组合刚好能够产生恒定作用力。本实施例通过合理调节第一弹性件610与第二弹性件620的正、负刚度，使得在平衡位置附近的区域内负刚度抵消了部分正刚度，从而使得并联机构的总刚度趋向于零，即达到了准零刚度。

本申请实施例将第一弹性件610及第二弹性件620分别设于预压驱动件500与输出件400之间。可以理解地，在本申请的其他实施例中，也可以将第一弹性件610及第二弹性件620一体连接于预压驱动件500与磁致伸缩棒300之间，或者将第一弹性件610设于预压驱动件500与输出件400之间，并将第二弹性件620设于输出件400与磁致伸缩棒300之间，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第一弹性件610与第二弹性件620一体连接，则第一弹性件610与第二弹性件620之间不会因为有装配空隙而导致力传动损耗，同时也使得第一弹性件610与第二弹性件620之间不会有摩擦损耗，提高了预压力的传递效果。准零刚度预压机构600一体化的设置，提升了准零刚度预压机构600的机械性能。此外，在制作时，可以将第一弹性件610与第二弹性件620一体制成，在进行装配时，可以实现第一弹性件610与第二弹性件620一体化装配，节约了制作和装配成本。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第一弹性件610抵接于预压驱动件500与支撑结构100之间，第一弹性件610用于与预压驱动件500抵接的部分与第二弹性件620一体连接。本实施例中，通过将第一弹性件610与预压驱动件500抵接的部分与第二弹性件620一体连接，从而使得第二弹性件620间接连接于预压驱动件500与输出件400之间，使得预压驱动件500对第一弹性件610进行驱动的同时也能够对第二弹性件620进行驱动，实现第一弹性件610与第二弹性件620的并联效果。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第一弹性件610的中心部套设于输出件400上，第一弹性件610的中心部与预压驱动件500连接并与第二弹性件620一体连接，第一弹性件610的边缘部固定于支撑结构100上，第一弹性件610的中心部相对边缘部远离磁致伸缩棒300设置，当第一弹性件610的中心部受到朝向磁致伸缩棒300方向的压力时，第一弹性件610位于中心部与边缘部之间的位置产生形变直至屈曲状态。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第一弹性件610包括第一套筒611及至少两个第一弹性臂612，第一套筒611套设于输出件400上，第一套筒611与第二弹性件620一体连接并与预压驱动件500抵接，各第一弹性臂612沿周向依次间隔分布于第一套筒611外周壁上，第一弹性臂612背离第一套筒611的一端与支撑结构100固定连接。其中，第一套筒611套设于输出件400上，可以通过输出件400对套筒进行定位及导向，当第一套筒611受到预压驱动件500的直线驱动时，第一套筒611移动并带动第一弹性臂612变形，直至第一弹性臂612变形达到屈曲状态。本实施例中，通过至少两个第一弹性臂612的变形实现负刚度，其结构简单，便于安装，且弹性更好，更容易达到屈曲状态。在其他实施例中，上述第一弹性件610也可以为水平设置的弹簧或者是碟簧，此处不做唯一限定。

可选地，各第一弹性臂612背离第一套筒611的一端上可以设置安装块613，安装块613通过紧固件锁紧固定于支撑结构100上。

可选地，第一弹性件610包括四个第一弹性臂612，四个第一弹性臂612沿周向等间隔分布。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第一弹性臂612的数量也可以为两个、三个、五个或五个以上，此处不做唯一限定。另外，上述第一弹性件610也可以包括第一套筒611及与第一套筒611连接的环形弹性片，也即是相当于无数个第一弹性臂612一体连接，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第二弹性件620套设于输出件400上，第二弹性件620沿轴向抵接于预压驱动件500与输出件400之间。本实施例通过将第二弹性件620沿轴向抵接于预压驱动件500与输出件400之间，使得预压驱动件500对第二弹性件620的预压力可以直接通过输出件400传递至磁致伸缩棒300，且使得第二弹性件620的预压力能够沿输出件400的轴向传递至磁致伸缩棒300上，减少力的损耗。

在一个实施例中，第二弹性件620的一端与第一弹性件610一体连接，从而使得预压驱动件500可以同时对第一弹性件610及第二弹性件620进行驱动预压。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，第二弹性件620包括第二套筒621及第三套筒622，第二套筒621及第三套筒622分别套设于输出件400上并沿输出件400的轴向间隔设置，第二套筒621与第一套筒611一体连接，第三套筒622与输出件400抵接；第二套筒621与第三套筒622之间连接有沿周向依次间隔分布的至少两组弹性臂组623，弹性臂组623包括两个第二弹性臂6231，两个第二弹性臂6231的一端分别与第二套筒621及第三套筒622连接，两个第二弹性臂6231的另一端连接，也即是两个第二弹性臂6231呈V型连接，当第二套筒621及第三套筒622受到轴向压力时，第二套筒621与第三套筒622之间的间距减小，两个第二弹性臂6231产生开始产生形变，形变随着第二套筒621与第三套筒622之间间距的增大而增大。

具体的，第二套筒621与第一套筒611一体连接，也即是第二套筒621与第一套筒611合层一个套筒。

可选地，两个第二弹性臂6231背离第二套筒621的一端通过连接板6232进行连接。

在本申请的其他实施例中，上述第二弹性件620也可以是轴向抵接于预压驱动件500与输出件400之间的柱形弹簧，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图3，输出件400包括基板410、连接轴420及输出轴430，基板410呈圆板状，连接轴420形成于基板410的一侧并用于与磁致伸缩棒300相抵接，输出轴430形成于基板410的另一侧并用于与被驱动件连接；输出轴430贯穿预压驱动件500的中心孔设置，准零刚度预压机构600的中心套设于输出轴430上，准零刚度预压机构600与基板410相抵接。本实施例中，输出件400不仅用于对准零刚度预压机构600进行支撑和定位，同时还用于将准零刚度预压机构600的预压力传递至磁致伸缩棒300，以及用于将磁致伸缩棒300在磁场中产生的伸缩输出。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，磁致伸缩棒300的背离预压驱动件500的一端设有压力传感器700，如此，使得在预压驱动件500通过准零刚度预压机构600向磁致伸缩棒300施加预压力时，可以通过压力传感器700检测磁致伸缩棒300上的预压力，直至该预压力满足磁致伸缩棒300的高效输出要求，且满足准零刚度预压机构600产生恒定预压力(准零刚度效果)的要求。此外，本实施例中，通过将压力传感器700设于磁致伸缩件背离预压驱动件500的一端，从而使得预压驱动件500的旋转不会对压力传感器700造成影响，使得压力传感器700始终保持在驱动器的轴线上以实现对磁致伸缩棒300的作用力情况实时精准监控。

具体的，压力传感器700安装于支撑结构100上，支撑结构100对应压力传感器700的位置开设有与外部连通的安装槽111，压力传感器700收纳于安装槽111中，压力传感器700连接的导线经由安装槽111连接至外部电路。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，磁致伸缩棒300及磁场发生装置200的一周围设有导磁组件800，通过导磁组件800形成闭合磁路，能够减少漏磁，提高磁场强度及磁场利用率。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，导磁组件800包括导磁套筒810、上导磁端盖820、下导磁端盖830、上磁轭840和下磁轭850；磁场发生装置200套设于磁致伸缩棒300外，导磁套筒810套设于磁场发生装置200外，上导磁端盖820盖设于导磁套筒810的上端面并覆盖磁场发生装置200的上侧，下导磁端盖830盖设于导磁套筒810的下端面并覆盖磁场发生装置200的下侧；上导磁端盖820的中心设有第一安装孔，上磁轭840安装于第一安装孔中并轴向抵接于磁致伸缩棒300的一端与输出件400之间；下导磁端盖830的中心设有第二安装孔，下磁轭850安装于第二安装孔中并轴向抵接于磁致伸缩棒300的另一端。本实施例中，通过导磁套筒810、上导磁端盖820、下导磁端盖830、上磁轭840和下磁轭850将磁场发生装置200及磁致伸缩棒300的外周及两个端面均覆盖，形成闭合磁路，减少漏磁。同时，通过上磁轭840和下磁轭850的设置，可以减少磁致伸缩棒300由于伸缩而产生的漏磁。

在一个实施例中，请参阅图3，磁场发生装置200包括线圈210及线圈支架220，线圈支架220套设于磁致伸缩棒300外，线圈支架220的纵向截面呈工字型，线圈210绕设于线圈支架220上。

在一个实施例中，请参阅图1及图3，支撑结构100形成有安装腔140，磁场发生装置200、磁致伸缩棒300、准零刚度预压机构600均安装于安装腔140中，预压驱动件500安装于支撑结构100的侧壁上。支撑结构100的外周壁形成有正对准零刚度预压机构600的观察窗口121，通过观察窗口121可以贯穿准零刚度预压机构600的形变情况。

在一个实施例中，支撑结构100的顶部形成有与安装腔140的顶部连通的安装口，预压驱动件500螺纹安装于安装口处，旋转预压驱动件500使得预压驱动件500升降，从而实现对准零刚度预压力的调节。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，支撑结构100包括底座110、外套筒120及顶盖130，磁场发生装置200及磁致伸缩棒300分别安装于底座110上，导磁套筒810安装于底座110上，外套筒120套设于导磁套筒810外，外套筒120与底座110锁紧连接，顶盖130盖设于外套筒120的顶部，预压驱动件500螺纹安装于顶盖130上，外套筒120对应准零刚度预压机构600的位置形成有观察窗口121。安装槽111形成于底座110上，压力传感器700安装于底座110上。

请参阅图2，外套筒120由两个半圆形结构围合形成并锁紧，如此便于外套筒120内部结构的安装。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，包括：

支撑结构；

磁场发生装置，安装于所述支撑结构上并用于产生磁场；

磁致伸缩棒，设于所述支撑结构上并能够在所述磁场的作用下沿轴向伸缩；

输出件，一端与所述磁致伸缩棒连接，另一端用于与被驱动件连接；

预压驱动件，螺纹安装于所述支撑结构上；

准零刚度预压机构，连接于所述预压驱动件与所述磁致伸缩棒之间；旋转所述预压驱动件可使所述准零刚度预压机构产生不同的形变量，以调节对所述磁致伸缩棒的预压力大小。

2.如权利要求1所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述准零刚度预压机构包括第一弹性件和第二弹性件；所述第一弹性件与所述第二弹性件并联设置并分别设于所述预压驱动件与所述输出件之间；所述第一弹性件在预设压力作用下呈负刚度状态，所述第二弹性件具有线性刚度。

3.如权利要求2所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述第一弹性件与所述第二弹性件一体连接。

4.如权利要求2所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述第一弹性件的中心部套设于所述输出件上，所述第一弹性件的中心部与所述预压驱动件抵接并与所述第二弹性件一体连接，所述第一弹性件的边缘部固定于所述支撑结构上，所述第一弹性件的中心部相对边缘部远离所述磁致伸缩棒设置。

5.如权利要求2所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述第一弹性件包括第一套筒及至少两个第一弹性臂，所述第一套筒套设于所述输出件上，所述第一套筒与所述第二弹性件一体连接并与所述预压驱动件抵接，各所述第一弹性臂沿周向依次间隔分布于所述第一套筒的外周壁上，所述第一弹性臂背离所述第一套筒的一端与所述支撑结构固定连接。

6.如权利要求2所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述第二弹性件套设于所述输出件上，所述第二弹性件沿所述磁致伸缩棒的轴向抵接于所述预压驱动件与所述输出件之间。

7.如权利要求5所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述第二弹性件包括第二套筒及第三套筒，所述第二套筒及所述第三套筒分别套设于所述输出件上并沿所述磁致伸缩棒的轴向间隔设置；所述第二套筒与所述第一套筒一体连接，所述第三套筒与所述输出件抵接；所述第二套筒与所述第三套筒之间连接有沿周向依次间隔分布的至少两组弹性臂组，所述弹性臂组包括两个第二弹性臂，两个第二弹性臂的一端分别与所述第二套筒及所述第三套筒连接，两个所述第二弹性臂的另一端连接。

8.如权利要求1至7任一项所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述磁致伸缩棒的背离所述预压驱动件的一端设有压力传感器。

9.如权利要求1至7任一项所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述磁致伸缩棒及所述磁场发生装置的一周围设有导磁组件。

10.如权利要求9所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述导磁组件包括导磁套筒、上导磁端盖、下导磁端盖、上磁轭和下磁轭；所述磁场发生装置套设于所述磁致伸缩棒外，所述导磁套筒套设于所述磁场发生装置外，所述上导磁端盖盖设于所述导磁套筒的上端面并覆盖所述磁场发生装置的上侧，所述下导磁端盖盖设于所述导磁套筒的下端面并覆盖所述磁场发生装置的下侧；所述上导磁端盖的中心设有第一安装孔，所述上磁轭安装于所述第一安装孔中并轴向抵接于所述磁致伸缩棒的一端与所述输出件之间；所述下导磁端盖的中心设有第二安装孔，所述下磁轭安装于所述第二安装孔中并轴向抵接于所述磁致伸缩棒的另一端。

11.如权利要求1至7任一项所述的基于准零刚度预压的磁致伸缩驱动器，其特征在于，所述支撑结构形成有安装腔，所述磁场发生装置、所述磁致伸缩棒、所述准零刚度预压机构均安装于所述安装腔中；所述支撑结构的外周壁上形成有正对所述准零刚度预压机构的观察窗口。