CN2461202Y - 超磁致伸缩材料驱动器 - Google Patents

Abstract

超磁致伸缩材料驱动器属于位移控制装置领域,主要由驱动器外壳、螺堵、轭铁、磁钢、驱动线圈、超磁致伸缩棒、轭铁帽、输出杆、滑动轴承等组成,由磁钢及相关元件形成固定的偏磁回路以确定超磁致伸缩棒的工作点,由螺堵和碟型弹簧组成超磁致伸缩棒的压力调节机构,通过控制驱动线圈电流来精确控制输出杆位移。此驱动器具有工作点调整方便、动态特性好、热效应对输出影响小、支持交流驱动、环境适应性强等特征,可广泛用于机械加工、宽带伺服阀、精密仪器等方面的位移控制。

Description

超磁致伸缩材料驱动器

本实用新型属于位移控制装置领域。特别涉及一种通过输入电流来控制输出位移的微小位移控制装置——超磁致伸缩材料驱动器。

微小位移驱动器在机械加工、控制、宽带伺服阀、燃油喷射发动机等领域获得广泛的应用，目前应用的微小位移驱动器主要有机械式、液压式和压电陶瓷驱动器，机械式和液压式微小位移驱动器频响低、柔性差，压电陶瓷驱动器近年来获得飞速发展，能够达到较大的位移和较高的频宽，但其出力小，易疲劳破损，而且其工作电压高、安全性较差。

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种通过电流信号来控制输出位移的驱动装置。

本实用新型是通过下面的技术方案实现的：超磁致伸缩材料驱动器，包括有外壳、引线电极和输出杆，在驱动器外壳3内的轭铁4、环形磁钢5、轭铁环10、导磁块14、轭铁帽9为超磁致伸缩棒7形成一个固定的偏磁回路，环形磁钢5的内部为驱动线圈6和线圈骨架8，超磁致伸缩棒7两端由轭铁帽9支承于线圈骨架8的内孔中，调节螺堵2、上述偏磁回路组件、导磁块14、输出杆16、碟型弹簧11组成超磁致伸缩棒的应力调节机构，由滑动轴承13为输出杆16导向。圆形磁钢(5)由至少3块弧形磁钢组成。输出杆16为非导磁材料。

附图1为本实用新型装置的结构示意图。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型是根据超磁致伸缩材料所具有的特性设计的。超磁致伸缩材料的长度随着它所在磁场强度的增加而伸长，当磁场强度变小时其长度缩短，并且在一定的磁场变化范围内具有近似线性关系；磁致伸缩材料在一定的预压力下具有最大的伸长率，同时，其抗拉强度较低，不能在拉应力状况下工作，而具有较高的抗压强度。本实用新型的实施例如图1所示，由轭铁4、环形磁钢5、轭铁圈10、导磁块14、轭铁帽9构成超磁致伸缩棒7的偏磁回路，使得超磁致伸缩棒工作在线性范围的中点；轭铁帽9具有减小超磁致伸缩棒应力集中和径向定位的作用；环形磁钢5是由多块弧形磁钢组成，通过选配来调整超磁致伸缩棒的工作点；调节螺堵2、轭铁4、轭铁帽9、超磁致伸缩棒7、导磁块14、输出杆16、碟型弹簧11构成的超磁致伸缩棒预压力调节机构，碟型弹簧压在轴承座12上，而轴承座12是与驱动器壳3通过过盈配合为一体，当调节调节螺堵2时，超磁致伸缩棒的预压力就发生变化，保证超磁致伸棒工作在适当的压应力下；导磁块14与输出杆16压配在一起，导磁块具有高磁导率，而输出杆不导磁，这样可提高系统的动态响应特性；输出杆16通过螺钉15与应用装置相连接；滑动轴承13对输出杆16具有导向和减摩作用，当驱动线圈6通过电流信号时，超磁致伸棒的磁场就发生变化，其自身长度也随之变化；驱动器右端面通过螺孔与应用装置相连接，可在一定程度上抵消磁致伸缩棒的热伸长。

本实用新型驱动器与现有相关技术对比的主要优点是：

1、超磁致伸缩棒的预压力可调，超磁致伸缩棒的偏场可调；

2、可交流驱动，驱动电路简单，转换效率高；

3、体积小，重量轻，输出力大，频宽可达2500HZ；

4、控制精度高，其分辨率可达到0.001mm甚至更高；

5、环境适应性好，其工作温度范围为-20℃-120℃；

6、动态响应特性好。

Claims (3)

1、一种超磁致伸缩材料驱动器，包括有外壳、引线电极和输出杆，其特征在于：在驱动器外壳(3)内的轭铁(4)、环形磁钢(5)、轭铁环(10)、导磁块(14)、轭铁帽(9)为超磁致伸缩棒(7)形成一个固定的偏磁回路，环形磁钢(5)的内部为驱动线圈(6)和线圈骨架(8)，超磁致伸缩棒(7)两端由轭铁帽(9)支承于线圈骨架(8)的内孔中，调节螺堵(2)、上述偏磁回路组件、导磁块(14)、输出杆(16)、碟型弹簧(11)组成超磁致伸缩棒的应力调节机构，由滑动轴承(13)为输出杆(16)导向。

2、由权利要求1所述的驱动器，其特征在于：圆形磁钢(5)由至少3块弧形磁钢组成。

3、由权利要求1所述的驱动器，其特征在于：输出杆(16)为非导磁材料。

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