[发明专利]一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统

说明书

本发明公开一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统，通过控制线圈电流产生的磁场使超磁致伸缩棒产生伸缩运动，利用凸轮机构将超磁致伸缩棒产生的微小位移放大输出，放大的倍数根据需求调整凸轮的尺寸，改变凸轮轮廓线形状来实现。本发明是在机械结构上增大超磁致伸缩驱动器的输出行程，相比于传统直接驱动的方式，具有受力平稳、传动效率高、响应速度快的特性，还可以根据需求调整行程放大系数，可设计输出位移，扩展了超磁致伸缩驱动器的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统。

背景技术

磁致伸缩材料是一种新型功能材料，能够对外界环境或者内部状态的变化做出响应产生输出位移和力的效果，磁致伸缩材料的特点就是具有磁致伸缩效应，指铁磁体在外磁场中被磁化时，自身的长度及体积都会发生变化，它是焦耳发现的，也称为焦耳效应。而超磁致伸缩材料相比与传统磁致伸缩材料具有更大的磁致伸缩系数，磁致伸缩系数的大小等于沿着磁化方向的伸长量与总长度的比值，单位一般取ppm，超磁致伸缩材料的磁致伸缩系数可以比压电陶瓷材料大3-8倍，达1500-2400ppm，因此被称为超磁致伸缩材料。

超磁致伸缩驱动器是基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性而制成的一种精密驱动器，在驱动磁场的作用下，超磁致伸缩棒能够产生轴向位移，来实现超磁致伸缩驱动器位移和力的输出。具有磁致伸缩应变系数大、输出力大、精度高、响应速度快、能量转化率高、机电耦合系数大等特性，在微位移驱动等精密制造领域具有广泛的应用，但是其输出位移只能达到微米级别，严重影响其在工程上的应用。因此，在保证原有输出精度的前提下，设计一种能够增大其输出位移的系统，对于解决实际工程问题具有重要的实践价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统，在确保高精度特性的前提下增大其输出位移，同时使整体结构简单，制造方便，还可以根据需求设计输出位移。

本发明采用的技术方案是：

一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统，其包括机座、超磁致伸缩棒、移动凸轮和驱动杆，超磁致伸缩棒上缠绕的驱动线圈，呈横向设置的超磁致伸缩棒的一端固定在机座上，超磁致伸缩棒的自由端与移动凸轮连接，移动凸轮滑动设置在机座表面并由超磁致伸缩棒带动移动，移动凸轮上表面为曲面，驱动杆竖直设置在移动凸轮上方且驱动杆下端与移动凸轮的曲面保持接触，机座对应驱动杆上端设有安装支架，驱动杆的上端与安装支架竖直方向上可移动连接。

进一步地，超磁致伸缩棒的自由端通过一连杆和移动凸轮的一侧边连接。

进一步地，驱动杆下端连接有滚珠，驱动杆通过滚珠与移动凸轮的曲面保持接触

进一步地，移动凸轮、驱动杆和滚珠组成的移动凸轮位移放大机构，移动凸轮位移放大机构通过改变移动凸轮的曲面廓线来得到不同工作要求的位移输出。

进一步地，驱动杆的下端套设有弹簧，弹簧设置在安装支架和滚珠之间，通过弹簧作用使得驱动杆下端的滚珠与移动凸轮的曲面相切，以实现驱动杆做竖直运动。

进一步地，安装支架包括横板和支柱，支柱竖直设置在机座的一侧，支柱的上端与横板固定，横版和支柱固定拼接成倒置L型支架，横版对应驱动杆的上端设有通孔，驱动杆的上端可移动穿设在通孔内。

进一步地，超磁致伸缩棒、连杆和移动凸轮的运动方向在同一条直线上。移动凸轮与机座下端之间、驱动杆与机座上端之间、驱动杆滚珠与移动凸轮曲面之间均为移动副连接。

进一步地，移动凸轮的上表面呈左高右低的渐变曲面。

进一步地，移动凸轮与机座地面滑动接触，可沿超磁致伸缩棒的伸缩运动方向上水平滑动，超磁致伸缩棒、连杆和移动凸轮的运动方向在同一条直线上。