[发明专利]低温智能主动构件

权利要求书

1.低温智能主动构件，其特征在于，包括低温智能主动构件本体、测控系统和低温恒温器，所述低温恒温器包括恒温器本体以及安装在恒温器本体内的液氮容器(18)，所述低温智能主动构件本体设置在液氮容器(18)内，所述液氮容器(18)上端设有一波纹管(19)，所述恒温器本体由不锈钢固定台(21)、两侧板以及一顶板构成，两侧板与液氮容器(18)之间填充有超绝缘物质(20)，顶面上设有两通道口(22)，所述低温智能主动构件本体包括底座(8)，底座(8)中心处开设有一T型开口槽，所述T型开口槽内通过预紧螺母(16)安装有顶杆(15)，顶杆(15)采用十字形结构，且两端的厚度小于T型开口槽水平段的深度；顶杆(15)上方设有一下端导向磁体(14)，下端导向磁体(14)上方依次布置有超磁致伸缩驱动棒(13)、上端导向磁体(11)和输出导杆(1)，超磁致伸缩驱动棒(13)两侧通过线圈骨架(12)对称安装有驱动线圈(5)，驱动线圈(5)的上端设有上端横向导磁体(3)，下端设有下端横向导磁体(7)，外侧设有导磁壁(4)，所述底座(8)上设有外套筒(10)，外套筒(10)上端设有上盖板(9)，输出导杆(1)上端穿过上盖板(9)，下端与上端导向磁体(11)相抵，且两侧通过碟簧(2)与上盖板(9)相连，所述底座(8)和上盖板(9)上各开四个小孔，允许液态和气态的氮通过，并允许液体流过线圈内部流入到卷筒和磁致伸缩棒的环形空间，所述线圈骨架(12)与超磁致伸缩驱动棒(13)和下端导向磁体(14)之间设有传感器信号屏蔽线(6)；所述测控系统由传感器组、信号调理器、A/D转换模块、D/A转换模块、功率放大器、直流恒流电源、计算机控制终端以及动态实验装置组成，所述计算机控制终端通过D/A转换模块、功率放大器与传感器信号屏蔽线(6)相连，传感器组分别布置在超磁致伸缩驱动器上，通过A/D转换模块与计算机控制终端相连，所述传感器信号屏蔽线(6)还通过直流恒流电源与计算机控制终端相连，计算机控制终端通过D/A转换模块与动态实验装置相连，动态实验装置与所述传感器组相连。

2.如权利要求1所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述预加载弹簧采用300级不锈钢制成；所述上端横向导磁体(3)与下端横向导磁体(7)分别导磁壁(4)的上下两端相连。

3.如权利要求1所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述低温恒温器的要求是当低温智能主动构件本体一端被固定后允许构件一端长度变化，与低温智能主动构件本体串联的部分必须坚硬，以尽量减小夹紧力的测量。

4.如权利要求1所述的低温智能主动构件，其特征在于，超磁致伸缩驱动器采用在直流分量上叠加交流电流的方法实现执行激励磁场的加载；首先由直流横流电源提供稳定的偏置磁场，再通过耦合电路将交变电流通入线圈中，实现偏置磁场和交流磁场。

5.如权利要求1所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述传感器组包括动态磁场强度测量模块、动态磁感应强度测量模块、动态应变测量模块、应力测量模块和温度测量模块。

6.如权利要求1所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述动态磁场强度测量模块采用动态高斯计接配高精度探头测试动态磁场，其精度为0.0001mT。

7.如权利要求5所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述动态磁感应强度测量模块采用以下方法实现：

在超磁致伸缩棒上绕数匝磁通测试线圈，连接动态磁通计，直接测量驱动器内部超磁致伸缩材料动态加载磁场时棒内的磁感应强度。

8.如权利要求5所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述动态应变测量模块包括电阻应变片和动态应变仪，电阻应变片通过粘贴剂粘贴在棒体中心位置，采用单片应变片三线连接法与动态应变仪相连，动态应变仪釆用惠更斯电桥技术测量。

9.如权利要求5所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述应力测量模块采用压电薄膜压力传感器，压电薄膜压力传感器与压力传感二次仪表连接，二次仪表直接显示所加载荷的大小。

10.如权利要求5所述的低温智能主动构件，其特征在于，所述温度测量模块采用温度传感器。