[发明专利]超磁致伸缩致动器的优化与设计

权利要求书

1.超磁致伸缩致动器的优化与设计，其特征在于：设计了超磁致伸缩致动器(GMA)，对线圈尺寸及绕线进行了优化设计，并测试了超磁致伸缩致动器的静、动态特性；在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了GMA基本结构，并确定了偏置磁场的加载方式；研究了线圈尺寸参数对线圈轴线上磁场分布和线圈的电-磁转换效率两方面的影响，优化设计了线圈的尺寸；提出了线圈功耗表达式并分析了绕线直径对功耗的影响，择优选取了绕线；通过实验，结果表明GMA具有较好的静态、动态特性，且GMA工作特性与设计参数相吻合，证明了线圈优化设计的合理性。

2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩致动器的优化与设计，其特征还在于，所述的励磁线圈及线圈骨架的结构，线圈骨架采用厚度为2mm厚的铝材制作，线圈的主要尺寸参数有漆包线的线径d_w、线圈的内径R_c1、线圈外径R_c2以及线圈长L_c；由于GMM棒和线圈骨架的限制，R_c1＝15mm。

3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩致动器的优化与设计，其特征还在于，所述的对GMA进行工作特性测量，包括：(1)静态驱动实验，通入线圈的电流范围为(0～4)A，每隔0.4A记录一次位移输出量；当输入电流在(0.4～2.5)A的范围内GMA位移输出量与电流基本呈线性关系，该电流范围与线圈设计的工作电流一致，证明了线圈优化设计的正确性；(2)动态测试，功率放大器输出的电流信号为，频率f＝200Hz；每个激励周期下致动器的输出位移曲线基本相同，故致动器具有较好的可重复性，可以对其进行实时的动态控制；但由于交变磁场作用下GMM棒内部容易产生涡流损耗，致动器在200Hz驱动时输出位移明显小于静态输出位移。