[实用新型]一种基于GMM的宏微线性驱动器

权利要求书

1.一种基于GMM的宏微线性驱动器，包括壳体(1)、永磁铁(2)、磁轭1(3)、紧固螺钉(4)、微动线圈(5)、GMM棒(6)、输出杆(7)、动子支架(8)、固定基座(9)、直线导轨(10)、光栅(11)、水冷管(12)、微动线圈骨架(13)、直线滚动轴承(14)、滑杆(15)、磁轭2(16)、隔磁套筒(17)、宏动线圈(18)、限位槽(19)；其特征在于：所述壳体(1)固定在固定基座(9)一侧，永磁铁(2)嵌于壳体(1)内侧，组成定子部分，磁轭1(3)通过紧固螺钉(4)固定在动子支架(8)，宏动线圈(18)包裹着水冷管(12)置于磁轭1(3)和永磁铁(2)一端的夹层中，磁轭1(3)内部由内向外依次包裹的GMM棒(6)、微动线圈骨架(13)、微动线圈(5)、磁轭2(16)组成微动结构，微动结构嵌入安装在中心部分，与隔磁套筒(17)、磁轭1(3)、宏动线圈(18)组成动子部分，输出杆(7)和滑杆(15)位于轴心两侧，动子支架(8)通过直线导轨(10)安装在固定基座(9)上，并且通过限位槽(19)限制行程，在动子支架(8)和固定基座(9)得同一侧装有光栅(11)用以测量位移；控制器会设定一个30微米的阈值，当输入位移信息后，控制器会启动宏微判断，当输入值小于阈值，启动微动部分运动，微动光栅尺实时进行位置反馈，形成闭环控制运动；当输入值大于阈值，控制器根据预定的控制算法控制宏动部分运动，宏动光栅尺实时反馈位置信息，控制器将反馈值与输入值求差，与阈值进行比较，若到达微动系统可以补偿的范围时，启动微动系统进行补偿，直到实现目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于GMM的宏微线性驱动器，其特征在于：在钕铁硼N38H瓦形永磁铁(2)提供的稳定磁场中，宏动线圈(18)通电，产生的洛伦兹力，推动动子部分轴向移动，获得宏动位移，洛伦兹力的大小与导电材料中电流的大小成正比，通过控制电流来调整宏位移定位。

3.根据权利要求1所述的一种基于GMM的宏微线性驱动器，其特征在于：当宏动系统初次定位结束后，宏动系统处于静止状态，微动系统根据检测到的系统误差做补偿控制，实现二次定位，当微动线圈(5)中通入电流，在GMM棒(6)周围产生稳定的强磁场，在强磁场作用下，GMM棒(6)会沿轴向伸长，获得微位移，可以补偿宏运动的定位精度，从而实现整个运动的精确定位。

4.根据权利要求1所述的一种基于GMM的宏微线性驱动器，其特征在于：温度控制采用水冷温控法，磁轭1(3)充当骨架，外侧绕制一层直径为5mm的铜管用于水冷降温，带走线圈产生的热量，安装在驱动器中也不会因为导磁而影响磁路；铜管按照双螺旋交叉绕制，在保证绕制紧密的情况下也会使水对流换热效率提高。

5.根据权利要求1所述的一种基于GMM的宏微线性驱动器，其特征在于：使用双“L”形支架作为支撑，动子支架(8)与驱动器的动子结构连接，线圈通入电流后，沿X方向做直线运动；固定基座(9)一侧有定子支架凸台，上方滑杆限位孔中安装有直线滚动轴承，减少线性运动摩擦力；两个支架叠加安放，中间装有直线导轨(10)和限位槽(19)进一步增加运动平稳性。