CN2779718Y - 偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器 - Google Patents

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Abstract

偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，包括底座、外套、骨架、超磁致伸缩棒、驱动线圈、偏置线圈、输出杆、预应力弹簧和拧紧螺母。底座与外套一端焊接成一体；骨架置于外套内；超磁致伸缩棒置于骨架中间，其两端分别与底座和输出杆面接触；驱动线圈与偏置线圈绕在骨架上，提供给超磁致伸缩棒以驱动磁场和偏置磁场，偏置线圈贴近骨架绕，驱动线圈绕在偏置线圈上。超磁致伸缩棒的磁致伸缩效应通过输出杆输出给作动对象。弹簧提供给超磁致伸缩棒适当的预应力。本实用新型结构简单，采用偏置线圈通直流电源来提供偏置磁场，调节灵活方便，设计与制造简单。

Description

偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器
技术领域：
本实用新型涉及的是一种超磁致伸缩作动器，特别是一种偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，属于机械工程技术领域。
背景技术：
目前市场上应用的作动器有液压的、机械的、压电陶瓷和超磁致伸缩作动器。液压和机械式的作动器频响低、柔性差，而压电陶瓷作动器输出力小，易疲劳破损，且其工作电压高、安全性较差。而超磁致伸缩棒材料磁致应变量高，为压电陶瓷的几十倍，由此构成的作动器的输出力大，且用电流控制，安全性好。已有技术中，专利申请号为00264746.X“超磁致伸缩材料驱动器”实用新型专利是利用磁钢作为偏置磁场，不便于连续调节以得到最佳偏置磁场。
实用新型内容：
为了克服已有技术的不足和缺陷，本实用新型设计了一种采用直流线圈提供偏置磁场，通过电流信号来控制输出位移的作动器。
本实用新型超磁致伸缩作动器，包括底座、骨架、外套、超磁致伸缩棒、驱动线圈、偏置线圈、输出杆、预应力弹簧、拧紧螺母。超磁致伸缩棒在一定预应力下具有最大伸长率且其材料较脆，抗拉强度较低，具有较高的抗压强度，因此采用预应力弹簧作用于输出杆的凸肩上给超磁致伸缩棒以预应力，并通过拧紧螺母来调节弹簧对超磁致伸缩棒的预应力大小。超磁致伸缩棒放在骨架内，下端面与底座面接触，上端面与输出杆面接触。外套长度比超磁致伸缩棒的长度长，绕在骨架上的驱动线圈和偏置线圈长度也比超磁致伸缩棒长，这样尽可能使超磁致伸缩棒处于均匀磁场中，提高超磁致伸缩作动器的输出效率。采用偏置线圈通直流电源来提供偏置磁场，该偏置磁场大小可通过调节偏置线圈电流达到。当驱动线圈通以交流电流信号时，超磁致伸缩棒产生伸缩变化，此效应由输出杆传出至作动对象上，完成此作动器的作动效应。
本实用新型结构简单，采用偏置线圈通直流电源来提供偏置磁场，调节灵活方便，设计与制造简单。
附图说明：
图1是本实用新型超磁致伸缩作动器结构原理图
图中1为底座，2为骨架，3为外套，4为超磁致伸缩棒，5为驱动线圈，6为偏置线圈，7为输出杆，8为预应力弹簧，9为拧紧螺母
具体实施方法：
下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括底座1、骨架2、外套3、超磁致伸缩棒4、驱动线圈5和偏置线圈6、输出杆7、预应力弹簧8和拧紧螺母9。底座1是带有两个凸台的短圆柱体；外套3是一圆柱形壳体，外套3中间有一与外套3制成一体的中心开孔的圆隔板；外套3一端与底座1的底面以及第一凸台的侧面纤焊连接；骨架2置于外套3内，骨架2的一端与底座1的第一凸台表面、第二凸台侧面面接触，另一端面与外套3中间隔板面接触；偏置线圈6和驱动线圈5紧密均匀绕于骨架2上，偏置线圈6贴近骨架2绕，驱动线圈5绕在偏置线圈6上，线圈尽可能绕满骨架2长度；超磁致伸缩棒4置于骨架2中间，其一个端面与底座1第二凸台表面面接触；中间带有凸肩的输出杆7的一端穿过外套3中间隔板中心孔与超磁致伸缩棒4另一端面面接触，输出杆7另一端穿过拧紧螺母9中心孔从外套3伸出；拧紧螺母9与外套3另一端螺纹连接；预应力弹簧8置于输出杆7凸肩与拧紧螺母9之间。
调节拧紧螺母9压紧预应力弹簧8，产生压力作用于输出杆7凸肩上，并通过输出杆7传至超磁致伸缩棒4，使超磁致伸缩棒4产生一预应力，偏置线圈6通直流电，产生一偏置磁场，使超磁致伸缩棒4产生一预先伸长量，驱动线圈5中通交流电，产生交变磁场，在此交变磁场作用下，超磁致伸缩棒4产生伸缩效应，此伸缩效应通过输出杆7传出至作动对象上，完成此作动器的作动效应。

Claims (4)

1.一种偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，包括底座(1)，骨架(2)，外套(3)，超磁致伸缩棒(4)，驱动线圈(5)，输出杆(7)，预应力弹簧(8)，拧紧螺母(9)，其特征在于还包括偏置线圈(6)，底座(1)与外套(3)一端焊接成一体；骨架(2)置于外套(3)内；超磁致伸缩棒(4)置于骨架(2)中间；中间带有凸肩的输出杆(7)，其一端与超磁致伸缩棒(4)的一端面接触，另一端穿过拧紧螺母(9)中心孔从外套(3)伸出，超磁致伸缩棒(4)的另一端与底座(1)面接触；偏置线圈(6)和驱动线圈(5)紧密均匀绕于骨架(2)上，偏置线圈(6)贴近骨架(2)绕，驱动线圈(5)绕在偏置线圈(6)上；拧紧螺母(9)与外套(3)另一端螺纹连接；预应力弹簧(8)置于输出杆(7)凸肩与拧紧螺母(9)之间。
2.根据权利要求1所述的偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，其特征是所述的底座(1)是带有两个凸台的短圆柱体。
3.根据权利要求1所述的偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，其特征是所述的外套(3)是一圆柱形壳体，外套(3)中间有一与外套(3)制成一体的中心开孔的圆隔板，外套(3)一端与底座(1)的底面以及第一凸台的侧面纤焊连接。
4.根据权利要求1所述的偏置磁场可连续调节的超磁致伸缩作动器，其特征是所述的骨架(2)的一端与底座(1)的第一凸台表面、第二凸台侧面面接触，另一端面与外套(3)中间隔板面接触。
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