CN205425952U - 一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，包括超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器底部设置有底座，底座上设置有双层冷却水管，双层冷却水管由外层冷却水管与内层冷却水管构成，外层冷却水管与内层冷却水管之间设置有永磁铁，内层冷却水管中间设置有超磁致伸缩棒，超磁致伸缩棒与内层冷却水管之间设置有驱动线圈，外层冷却水管上设置有进水口，进水口通过管路与水泵相连，内层冷却水管上设置有出水口，出水口通过管路与冷却水箱相连，水泵、超磁致伸缩致动器与冷却水箱形成封闭的循环冷却系统，水泵设置在冷却水箱内。本实用新型设置有温度控制系统，能调节水温，从而减少温度对超磁致伸缩致动器输出精度的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一直强制水冷温控制系统，更具体地说，涉及一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统。
背景技术
超磁致伸缩材料(GMM)是一种新型智能材料，用GMM材料特性制作的超磁致伸缩致动器(GMA)具有输出精度高、响应速度快、运行可靠等特点。GMA在超精密加工、动力控制、生物工程、精密流体控制等研究领域有着十分广阔的前景。但是，在GMA的工作过程中，会因为驱动线圈的焦耳发热，使GMA温度快速升高。而GMA对温度极其敏感，温度的不可控会导致GMA的输出位移改变，其输出精度大大降低，所以必须严格控制GMA的工作温度。
目前，控制GMA温度的方法有主动控制和被动补偿法。被动补偿法主要通过在超磁致伸缩致动器内部设计机械补偿机构，用于匹配超磁致伸缩材料受温度引起的热膨胀，来抵消超磁致伸缩材料的热膨胀，主要包括材料热膨胀抵消补偿法和柔性支撑机构补偿法方法。被动补偿方法容易实现，成本也较低，但是仅适用于小功率、精度低的场合。对输出精度要求较高的场合，采用较多的是主动控制法，其中最常见的就是强制水冷温控方法。于是，设计一种有效的强制水冷温控系统显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能有效减少驱动线圈发热对超磁致伸缩致动器输出精度影响的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，包括超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器底部设置有底座，底座上设置有双层冷却水管，双层冷却水管由外层冷却水管与内层冷却水管构成，外层冷却水管与内层冷却水管之间设置有永磁铁，内层冷却水管中间设置有超磁致伸缩棒，超磁致伸缩棒与内层冷却水管之间设置有驱动线圈，外层冷却水管上设置有进水口，进水口通过管路与水泵相连，内层冷却水管上设置有出水口，出水口通过管路与冷却水箱相连，水泵、超磁致伸缩致动器与冷却水箱形成封闭的循环冷却系统，水泵设置在冷却水箱内；还包括单片机，单片机分别于与测温控制电路、冷却控制电路及加热控制电路连接，测温控制电路连接温度传感器，冷却控制电路连接冷却风扇，加热控制电路连接加热器，测温控制电路与加热控制电路浸入冷却水箱的冷却水中，冷却控制电路设置在冷却水箱的冷却水面之上。
按上述方案，所述双层冷却水管由空心铜管绕制而成。
按上述方案，所述的空心铜管直径4-8mm。
按上述方案，所述温度传感器的分辨率为0.1℃。
按上述方案，所述冷却箱内还设有搅拌器。
按上述方案，所述搅拌器设置在冷却水箱底部，设置两个或两个以上。
实施本实用新型的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，具有以下有益效果：
1、由于设置有双层冷却水管，能够对超磁致伸缩致动器的整体温度进行控制，可以阻止驱动线圈的热量向超磁致伸缩棒的传导，从而减少温度对超磁致伸缩致动器输出精度的影响；
2、由于设置有双层冷却水管，可以阻止热量向壳体及其他部件传导；
3、通过设置单片机的程序，设置温度传感器的阈值，当温度传感器的温度高于预设的阙值，单片机启动冷却控制电路，当温度传感器的温度低于预设的阙值，单片机启动加热控制电路，从而可以调节冷却水的温度；
4、由于冷却控制电路及加热控制电路的设定，可以保持水温的恒定，从而减少温度对超磁致伸缩致动器输出精度的影响。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统的结构示意图；
图2是本实用新型超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统的超磁致伸缩致动器第一实施例的结构示意图。
图中：1、单片机，2、测温控制电路，3、冷却控制电路，4、加热控制电路，5、冷却风扇，6、温度传感器，7、加热器，8、搅拌器，9、超磁致伸缩致动器，10、双层冷却水管，901、外层冷却水管，902、内层冷却水管，903、超磁致伸缩棒，904、驱动线圈，905、永磁铁，906、底座，11、进水口，12、出水口，13、冷却水箱，14、水泵。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1与图2所示，一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，包括超磁致伸缩致动器9，超磁致伸缩致动器9底部设置有底座906，底座906上设置有双层冷却水管10，双层冷却水管10由外层冷却水管901与内层冷却水管902构成，外层冷却水管901与内层冷却水管902之间设置有永磁铁905，内层冷却水管902中间设置有超磁致伸缩棒903，超磁致伸缩棒903与内层冷却水管902之间设置有驱动线圈904，外层冷却水管901上设置有进水口11，进水口11通过管路与水泵14相连，内层冷却水管902上设置有出水口12，出水口12通过管路与冷却水箱13相连，水泵14、超磁致伸缩致动器9与冷却水箱13形成封闭的循环冷却系统，水泵14设置在冷却水箱13内；还包括单片机1，单片机1分别于与测温控制电路2、冷却控制电路3及加热控制电路4连接，测温控制电路2连接温度传感器6，冷却控制电路3连接冷却风扇5，加热控制电路4连接加热器7，测温控制电路2与加热控制电路4浸入冷却水箱13的冷却水中，冷却控制电路3设置在冷却水箱13的冷却水面之上。
双层冷却水管10由空心铜管绕制而成，空心铜管直径4-8mm，优选为6mm，搅拌器8设置在冷却水箱13底部，本例中设置两个，温度传感器6的分辨率为0.1℃。
工作过程如下：
在超磁致伸缩致动器9工作时，开启水泵14，在水泵14的作用下，冷却水箱13中的冷却水从进水口11进入超磁致伸缩致动器9的外层冷却铜管901，再经过内层冷却铜管902流出出水口12，最终流入冷却水箱13，形成封闭的循环冷却系统。在这个过程中，冷却水通过热交换带走设置在超磁致伸缩致动器9中部的超磁致伸缩棒903周围的驱动线圈904产生的热量，可以降低超磁致伸缩致动器9的温度。
与此同时，单片机1对水温进行实时控制；单片机9的程序设置一个温度阈值C，当温度传感器6检测的水温高于C值时，单片机1启动冷却控制电路3，控制冷却风扇5工作，及时给冷却水降温；当温度传感器6检测到水温低于C值时，单片机1启动加热控制电路4，控制加热器7工作，及时给冷却水加热；在此过程中，搅拌器8一直处于工作状态，搅拌冷却水箱中的冷却水，使冷却水箱13中各个地方的水温保持均匀；通过搅拌，大大提高了换热的效率，从而实现对超磁致伸缩致动器9工作温度的实时精确控制。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (6)
1.一种超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，包括超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器底部设置有底座，底座上设置有双层冷却水管，双层冷却水管由外层冷却水管与内层冷却水管构成，外层冷却水管与内层冷却水管之间设置有永磁铁，内层冷却水管中间设置有超磁致伸缩棒，超磁致伸缩棒与内层冷却水管之间设置有驱动线圈，外层冷却水管上设置有进水口，进水口通过管路与水泵相连，内层冷却水管上设置有出水口，出水口通过管路与冷却水箱相连，水泵、超磁致伸缩致动器与冷却水箱形成封闭的循环冷却系统，水泵设置在冷却水箱内；
还包括单片机，单片机分别与测温控制电路、冷却控制电路及加热控制电路连接，测温控制电路连接温度传感器，冷却控制电路连接冷却风扇，加热控制电路连接加热器，测温控制电路与加热控制电路浸入冷却水箱的冷却水中，冷却控制电路设置在冷却水箱的冷却水面之上。
2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，所述双层冷却水管由空心铜管绕制而成。
3.根据权利要求2所述的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，所述的空心铜管直径4-8mm。
4.根据权利要求1所述的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，所述温度传感器的分辨率为0.1℃。
5.根据权利要求1所述的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，所述冷却箱内还设有搅拌器。
6.根据权利要求5所述的超磁致伸缩致动器强制水冷温控系统，其特征在于，所述搅拌器设置在冷却水箱底部，设置两个或两个以上。
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