[实用新型]超磁致伸缩材料驱动器

说明书

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。