[实用新型]精确可控微动力构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微动力构件，尤其涉及一种基于超磁致伸缩材料与压电陶瓷相耦合的具有毫牛级精度的精确可控微动力构件。

背景技术

当前，微机电系统的发展极为迅速，但也存在一些技术瓶颈。微机电系统技术面临的主要问题之一就是微装配技术。大多数微机电系统由不同材料和不同加工方法的微小零件组成，随着零件的不断微小化，微系统的加工、装配越来越困难。在零件的运输、加工及装配等过程中，机械损坏和热变形损坏占了很大的比重，尤其对机械接触力或热量非常敏感的零件进行操作时，这些零件在受到较小的作用力或热量就会产生变形或破碎，严重影响了产品的质量和产量，也使其生产成本大大提高，所以急需一种能够有效产生极小微动力且不发热（或发热极少）的精确可控驱动构件。

目前，研究人员已提出多种微力驱动的形式，如基于静电力、电磁力、压电作用、热膨胀和形状记忆合金等工作机理的微力驱动器。相关专利也有很多，如专利申请号为200810064983.X名称为“集成压阻微力检测的四臂式MEMS微夹持器”中，通过在梳齿静电驱动结构的定齿和动齿上加载电压，利用静电驱动原理，通过梳齿电极之间的吸引力产生平移；专利申请号为200610149635.3名称为“一种宏微结合的12自由度微装配系统”、专利申请号为201210181310.9名称为“用于精密装配的压电驱动微夹持钳及夹持零件的方法”、专利申请号为201310090805.5“薄膜加载装置”等，均采用压电陶瓷作为微力驱动形式，利用压电陶瓷的逆压电效应来实现相应的目的；专利申请号为200810037836.3名称为“V型梁复合材料电热微驱动器”采用电热驱动方式，基于材料受热膨胀产生的驱动力来实现驱动功能；专利申请号为201310262900.9名称为“一种微驱动系统及包含该系统的夹紧系统”中，基于形状记忆效应，采用相互垂直的两个形状记忆合金杆来实现微力驱动。然而，上述各种形式的微力驱动原理都有其一定的局限性，或微力大小不能精确调节，或因发热而影响系统的精确度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单的精确可控微动力构件。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种精确可控微动力构件；包括相互耦合的磁回路Ⅰ和磁回路Ⅱ；所述磁回路Ⅱ中设置有气隙；所述磁回路Ⅱ上还设置有气隙调整装置。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的改进：所述磁回路Ⅰ包括超磁致伸缩薄片、永磁体和固定轭；所述超磁致伸缩薄片的上表面和下表面分别设置有压电陶瓷薄片；所述固定轭内从上至下依次设置超磁致伸缩薄片与压电陶瓷薄片的耦合体以及永磁体；所述磁回路Ⅱ包括永磁体、固定轭以及动轭，所述气隙为动轭与固定轭之间的空隙；所述动轭上设置气隙调整装置。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述磁回路Ⅰ和磁回路Ⅱ均设置在外壳内；所述固定轭通过上骨架固定，所述上骨架从上至下卡入外壳内；所述动轭通过下骨架固定，所述下骨架从下至上卡入外壳内。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述外壳的上、下两端分别固定有上盖和下盖。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述气隙调整装置为弹簧和调整螺钉；所述弹簧的一端抵住下骨架，所述弹簧的另外一端抵住动轭；所述调整螺钉贯穿下盖后通过推板抵住动轭。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述外壳的两侧设置有可视窗口。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述超磁致伸缩薄片与压电陶瓷薄片之间、超磁致伸缩薄片与压电陶瓷薄片的耦合体与固定轭之间以及永磁体与固定轭之间均通过环氧树脂粘合。

作为对本实用新型所述的精确可控微动力构件的进一步改进：所述上盖、上骨架、下盖、下骨架、外壳、推板、弹簧以及调整螺钉均为非磁性材料。

本发明的精确可控微动力构件的使用方法如下：包括相互耦合的磁回路Ⅰ和磁回路Ⅱ；所述磁回路Ⅱ中设置有气隙；所述磁回路Ⅰ中，超磁致伸缩薄片上、下表面的压电陶瓷薄片上分别设置电极，通过电极给磁回路Ⅰ施加控制电压，使得磁回路Ⅰ的磁通量改变；通过精确控制磁回路Ⅰ中磁通量改变，使磁回路Ⅱ中磁通量精确变化，进而精确控制微动力构件中执行元件所受的微力变化。