RU1581185C

RU1581185C - Magnetostriction device for micro-movements

Info

Publication number: RU1581185C
Authority: RU
Inventors: П.А. Грахов; С.Т. Кусимов; А.З. Тлявлин; Л.В. Грахова
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1993-05-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к исполнительным устройствам малых перемещений, и может быть использовано в станкостроении, приборостроении и других област х техники. Цель изобретени - расширение диапазона перемещений и повышение точности. Дл этого в устройстве между магнитострикционкыми пласти- нами -размещена , пластина из диамагнитного материала, обмотка намагничивани состоит из двух пар обмоток, включающих обмотки поперечного и продольного намагничивани , размещенные на соответствующих част х замыкающегос корпуса, разделенного также на две пары полос, кажда из которых магнитосв занз с одной из магнитострикционных пластин. Толщина диамагнитной пластины Пд на пор док больше величин воздушных зазоров между торцами магнитострикционных пластин и замыкающими концами корпуса и удовлетвор ет соотношению пд/ЬПл 1.2. где hnn - толщина магнитострикционной пластины. При подключении обмотки продольного намагничивани и обмотки поперечного намагничивани возникает два магнитных потока, замыкающихс по одной и другой магнитострикционным пластинам, при этом направлени магнитных потоков, перпендикул рны. Одна пластина при этом в силу эффекта магнитострикции удлин етс а друга пластина укорачиваетс . В результате активный элемент получает прогиб и объект перемещаетс вниз. Аналогичным образом осуществл етс противоположное перемещение. При этом достигаютс большие перемещени и развиваютс большие усили . 2 ил. СП 00The invention relates to electrical engineering, in particular to actuators of small displacements, and can be used in machine tool building, instrument making, and other technical fields. The purpose of the invention is to expand the range of motion and increase accuracy. For this purpose, a plate made of diamagnetic material is placed in the device between magnetostrictive plates, the magnetizing winding consists of two pairs of windings, including transverse and longitudinal magnetization windings, placed on the corresponding parts of the closing housing, also divided into two pairs of strips, each of which magnetoswitches from one of the magnetostrictive plates. The thickness of the diamagnetic plate Pd is by an order of magnitude greater than the values of the air gaps between the ends of the magnetostrictive plates and the closing ends of the housing and satisfies the ratio pd / Ln 1.2. where hnn is the thickness of the magnetostrictive plate. When the longitudinal magnetizing coil and the transverse magnetizing coil are connected, two magnetic fluxes are generated, which are closed along one and the other magnetostrictive plates, while the directions of the magnetic flux are perpendicular. In this case, one plate is elongated due to the magnetostriction effect and the other plate is shortened. As a result, the active element is deflected and the object moves down. Similarly, the opposite movement takes place. In this way, great movements are achieved and great efforts are developed. 2 ill. SP 00

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к исполнительным устройствам малых перемещений, и может быть использовано в станкостроении, приборостроении, оптико-механической промышленности и в других област х техники.The invention relates to electrical engineering, in particular to actuators of small displacements, and can be used in machine tool building, instrument making, optical-mechanical industry, and in other areas of technology.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона перемещений и повышение точности. The aim of the invention is to expand the range of motion and increase accuracy.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows the proposed device; figure 2 is a section aa in figure 1.

Устройство содержит пр моугольный активный элемент, состо щий из трех пластин 1-3, причем пластины 1 и 3 выполнены из одного магнитострикционного материала , а пластина 2 - из диамагнитного. Активный элемент консольно закреплен на основании 4. Корпус, служащий дл замыкани магнитного потока, состоит из четырех полос 5-8, на каждой из которых расположены соответственно обмотки продольного 9.10 и поперечного 11,12 намагничивани .The device contains a rectangular active element consisting of three plates 1-3, moreover, plates 1 and 3 are made of the same magnetostrictive material, and plate 2 is made of diamagnetic. The active element is cantileverly fixed on the base 4. The housing serving to close the magnetic flux consists of four strips 5-8, on each of which there are, respectively, windings of longitudinal magnetization 9.10 and transverse magnetization 11.12.

0000

с with

Устройство работает следующим обра- зом. При подключении обмотки 10 продоль- чого намагничивани и обмотки 12 поперечного намагничивани возникает два магнитных потока: один - замыкающий- сн по полосе 6 и пластине 1, другой - по полосе 8 и пластине 3, при этом направлени магнитных потоков перпендикул рны. Пластина 1 при этом в силу эффекта магни- тострикции удлин етс на величину АI - Н ASII , а пластина 3 укорачиваетс на величину Д| - I ASI , где I - длина пластин; ASII - линейна магнитострикци при продольном намагничивании; ASI линейна магнитострикци при поперечном намагни- чивании. В результате активный элемент получает прогиб в сторону пластины 3 и объект перемещаетс вниз. Расчет показывает , что положительный эффект достигаетс , если толщина диамагнитной пд и магнитострикционной ЬПп пластин удовлетвор ют условию Нд/Ьпл 1,2, а величина воздушного зазора 3 между част ми корпуса и торцами магнитострикционных пластин по крайней мере на пор док меньше толщины диамагнитной пластины.The device operates as follows. When the longitudinal magnetization winding 10 and the transverse magnetization winding 12 are connected, two magnetic fluxes arise: one is closure along strip 6 and plate 1, the other along strip 8 and plate 3, while the directions of magnetic fluxes are perpendicular. Due to the magnetostriction effect, plate 1 is elongated by AI – H ASII, and plate 3 is shortened by D | - I ASI, where I is the length of the plates; ASII — linear magnetostriction during longitudinal magnetization; ASI is linear magnetostrictive in transverse magnetization. As a result, the active element bends toward the plate 3 and the object moves down. The calculation shows that a positive effect is achieved if the thickness of the diamagnetic pd and the magnetostrictive LnP plates satisfy the condition Nd / Ln 1.2, and the air gap 3 between the parts of the body and the ends of the magnetostrictive plates is at least an order of magnitude smaller than the thickness of the diamagnetic plate.

Соответственно при подключении обмотки 11 поперечного намагничивани и обмотки 9 продольного намагничивани возникают два магнитных потока: один - замыкающийс по полосе 5 и пластине 1, другой - по полосе 7 и пластине 3, направление магнитных потоков перпендикул рно , при этом пластина 1 укорачиваетс , аAccordingly, when the transverse magnetization winding 11 and the longitudinal magnetization winding 9 are connected, two magnetic fluxes occur: one is closed along strip 5 and plate 1, the other is locked along strip 7 and plate 3, the direction of magnetic fluxes is perpendicular, while plate 1 is shortened, and

пластина 3 удлин етс и обьект перемещаетс вверх (по фиг.1. 2).the plate 3 extends and the object moves upward (in Fig. 1, 2).

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A magnetostrictive micromotion device having a closure body, an active element installed therein, consisting of plates made of one magnetostrictive material, and an excitation winding, consisting of two electrically unconnected parts wound on separate parts of the body, made in the form of intersecting at right angles to the strips, characterized in that. in order to expand the range of movements, improve accuracy, a plate made of diamagnetic material is placed between the magnetostrictive plates, the housing contains an additional feather of strips intersecting at right angles with additional electrically unconnected parts of the excitation winding, each pair of strips of the housing is magnetically connected to one of the magnetostrictive plates and each pair of parts of the field windings includes transverse and longitudinal magnetization windings, the thickness of the diamagnetic plate Cd and magnetically triktsionnoy h ™ plate is determined from the ratio Lq / pl 1.2, and air gaps between the strips and the housing end faces of magnetostrictive plates at least an order of magnitude less than the thickness of the diamagnetic plates.

FIG.

Fie. 2