[實(shí)用新型]大行程精確位移驅(qū)動(dòng)控制裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920068127.1
• 申請(qǐng)日: 2009-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN201365184Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌堂;楊德華;孟光;李國平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K33/18
• 分類號(hào): H02K33/18;H02N2/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的位姿調(diào)整裝置，具體是一種大行程精確位移驅(qū)動(dòng)控制裝置。

背景技術(shù)

磁致伸縮式伸縮機(jī)構(gòu)的大位移驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)是通過尺蠖運(yùn)動(dòng)的方式，通過多次磁致伸縮激勵(lì)，將每一次激勵(lì)所產(chǎn)生的微米級(jí)磁致伸縮位移累積至大位移；現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)大位移是由磁致伸縮式伸縮機(jī)構(gòu)和壓電式伸縮機(jī)構(gòu)連接為一體共同作用。由此存在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)多、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制繁瑣、機(jī)構(gòu)效率低以及還需要特殊的機(jī)敏材料(如壓電、磁致伸縮材料)的支持等缺陷。近些年來產(chǎn)生了如巨磁致伸縮材料、壓電陶瓷以及磁致伸縮形狀記憶合金等新型的可用于精密驅(qū)動(dòng)器、傳感器和直線電機(jī)研制的機(jī)敏材料，這些材料具有能量密度大，輸出功率高，伸縮形變精確等優(yōu)點(diǎn)，但是基于機(jī)敏材料的驅(qū)動(dòng)普遍存在伸縮位移小，驅(qū)動(dòng)激勵(lì)過程復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電壓或電流要求高等缺陷；并且往往需要增加偏置磁場或電場等額外環(huán)節(jié)來提高驅(qū)動(dòng)效果。特別是設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)需要完成大行程伸縮或移動(dòng)時(shí)，往往需要增加較復(fù)雜的位移放大機(jī)構(gòu)或采用多步移動(dòng)累積，如尺蠖運(yùn)動(dòng)累積的方法來實(shí)現(xiàn)。這樣所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)一般較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)控制環(huán)節(jié)也較多。因此，機(jī)敏材料的伸縮不適合于研制要求產(chǎn)生大伸縮形變或大行程位移的機(jī)構(gòu)。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮椤?00710047397.X”的發(fā)明專利，提供了一種永磁伸縮機(jī)構(gòu)，其自述為“包括：中心永磁體、上限位體、下限位體、磁激勵(lì)裝置、上彈簧、下彈簧、殼體、上端蓋、下端蓋、上位移輸出桿、下位移輸出桿，中心永磁體位于上限位體和下限位體之間，中心永磁體、上限位體、下限位體置于殼體內(nèi)部，并處于磁激勵(lì)裝置產(chǎn)生的磁場中，上限位體與上位移輸出桿相連，下限位體與下位移輸出桿相連，上彈簧套在上位移輸出桿上，下彈簧套在下位移輸出桿上，殼體兩端設(shè)有上端蓋和下端蓋，上彈簧置于上限位體和上端蓋之間，下彈簧置于下限位體和下端蓋之間。”該機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的伸縮位移的大小可控，伸縮位移精度高。但是尚未應(yīng)用于大位移驅(qū)動(dòng)控制的位姿調(diào)整。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種大行程精確位移驅(qū)動(dòng)控制裝置。使得本實(shí)用新型適用于大位移驅(qū)動(dòng)控制，將巨磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)器電磁機(jī)械耦合直接驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生位移，其驅(qū)動(dòng)位移大小可控，驅(qū)動(dòng)過程容易控制，能夠應(yīng)用于大行程驅(qū)動(dòng)方面。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括：位移放大機(jī)構(gòu)、輸入位移驅(qū)動(dòng)器、輸出位移驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)向和支撐框架，所述的輸入位移驅(qū)動(dòng)器、輸出位移驅(qū)動(dòng)器均為磁致伸縮機(jī)構(gòu)，其中：輸入位移驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)或一個(gè)以上驅(qū)動(dòng)器串接并固連組成，其一端與導(dǎo)向和支撐框架相固連，另一端與位移放大機(jī)構(gòu)前端(位移輸入端)固連；位移放大機(jī)構(gòu)的后端(位移輸出端)與輸出位移驅(qū)動(dòng)器的一端固連，該輸出位移驅(qū)動(dòng)器的另一端通過導(dǎo)向和支撐框架后與被驅(qū)動(dòng)物體固連。

所述輸入位移驅(qū)動(dòng)器為一種電磁激勵(lì)巨磁致伸縮機(jī)構(gòu)。

所述輸出位移驅(qū)動(dòng)器為一種電磁、永磁復(fù)合激勵(lì)巨磁致伸縮機(jī)構(gòu)。

所述放大機(jī)構(gòu)為一種液壓或氣壓位移傳遞放大機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型采用一個(gè)位移放大機(jī)構(gòu)以及在位移放大機(jī)構(gòu)前端(位移輸入端)和后端(位移輸出端)分別串接磁致伸縮位移驅(qū)動(dòng)器，通過控制位移放大機(jī)構(gòu)前、后端驅(qū)動(dòng)器伸縮位移以及放大機(jī)構(gòu)對(duì)位移的放大實(shí)現(xiàn)較大行程的精確位移驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)被驅(qū)動(dòng)物體的位姿精確調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型利用了巨磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)器電磁機(jī)械耦合直接驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生位移的特性，具有粗精位移耦合驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)；輸入位移驅(qū)動(dòng)器可以是一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)器串接而成，方便實(shí)現(xiàn)更大的位移；輸出位移驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)永磁偏置伸縮驅(qū)動(dòng)器，容易實(shí)現(xiàn)線性磁致伸縮，從而能夠?qū)崿F(xiàn)超高精度的位移；位移控制環(huán)節(jié)均為電控制，控制靈敏，方便實(shí)現(xiàn)大位移和精確位移復(fù)合驅(qū)動(dòng)控制。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2是本實(shí)用新型輸入位移驅(qū)動(dòng)器示意圖；

圖3是本實(shí)用新型單位移形式輸入位移驅(qū)動(dòng)器示意圖；

圖4是本實(shí)用新型放大機(jī)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。