[发明专利]一种自感式超磁致伸缩精密定位装置

说明书

本发明公开了一种自感式超磁致伸缩精密定位装置，包括：柔性框架，柔性框架的上端作为输出端连接负载，柔性框架的下端连接至底座固定，柔性框架内设有GMM棒驱动机构和GMM棒拾取机构，GMM棒驱动机构和GMM棒拾取机构十字交叉设置以使GMM棒驱动机构的上、下两端和GMM棒拾取机构的左、右两端均与柔性框架连接，进而使柔性框架形成一个菱形结构，当连接负载工作时，GMM棒驱动机构通过柔性框架改变GMM棒拾取机构的伸缩长度，并通过控制单元将GMM棒拾取机构电流信号的变化量反馈至GMM棒驱动机构进而对GMM棒驱动机构的伸缩长度进行补偿。本发明解决了GMM棒磁致伸缩系数受负载影响的问题，能实现精密输出定位。

技术领域

本发明涉及超磁致伸缩驱动装置领域，尤其涉及一种自感式超磁致伸缩精密定位装置。

背景技术

超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material，简称GMM)是一种应用较为广泛的智能材料，超磁致伸缩材料在磁场检测、超精密加工、减振降噪和流体器件驱动等方面具有较为广泛的应用，但超磁致伸缩材料的输出位移受负载的影响较大，会造成定位精度差。

发明内容

本发明为了解决以上问题，提供了一种自感式超磁致伸缩精密定位装置，在连接负载变化时也能高精度定位。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种自感式超磁致伸缩精密定位装置，包括：柔性框架，所述柔性框架的上端作为输出端连接负载，所述柔性框架的下端连接至底座固定，所述柔性框架内设有GMM 棒驱动机构和GMM棒拾取机构，所述GMM棒驱动机构和所述GMM棒拾取机构十字交叉设置以使所述GMM棒驱动机构的上、下两端和所述GMM棒拾取机构的左、右两端均与所述柔性框架连接，进而使所述柔性框架形成一个菱形结构，当连接负载工作时，所述GMM棒驱动机构通过所述柔性框架改变所述GMM棒拾取机构的伸缩长度，并通过控制单元将所述GMM棒拾取机构电流信号的变化量反馈至所述GMM棒驱动机构进而对所述GMM棒驱动机构的伸缩长度进行补偿。

可选的，所述GMM棒驱动机构包括驱动GMM棒以及驱动线圈，其中，驱动GMM棒两端均设有永磁体，所述永磁体用以产生均匀的偏置磁场以消除驱动GMM棒在高频振动时出现的倍频现象，所述驱动线圈缠绕在所述驱动GMM棒和所述永磁体外侧，其用以产生交变磁场来改变所述驱动GMM棒的伸缩长度。

可选的，还包括中间套，所述中间套的左、右两端与所述柔性框架抵接，所述中间套包括两个用以固定GMM棒拾取机构的固定槽以及一个用以套设所述GMM棒驱动机构的槽口，所述GMM棒拾取机构包括调节GMM棒以及驱动线圈，所述驱动线圈缠绕在所述调节GMM棒外侧，还包括调节螺栓，所述调节螺栓穿过所述柔性框架和中间套与所述调节GMM棒的一端抵接。

可选的，所述调节螺栓与所述调节GMM棒之间还设有间隔片。

可选的，所述柔性框架包括上、下、左、右四个硬连接条以及用于连接上、下、左、右四个硬连接条的弹性连接条，所述GMM棒驱动机构分别与上、下两个硬连接条连接，所述GMM棒拾取机构分别与左、右两个硬连接条连接。

可选的，所述控制单元包括电流采样电路以及MCU，其中，所述电流采样电路用以采集所述GMM棒拾取机构电流的变化量，并将电流的变化量作为控制信号输送至所述MCU，所述MCU用以处理所述控制信号，并根据所述控制信号相应改变所述GMM棒驱动机构的输入电流。

本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

1.解决GMM棒磁致伸缩系数受负载影响的问题，实现系统的精密输出定位。

2.竖直设置的驱动线圈和水平设置的驱动线圈十字交叉布置，二者的互感影响最小。

3.以柔性框架为弹性元件，无间隙，输出精度高。