[發明專利]一種基于磁控形狀記憶合金的驅動裝置

無效

• 申請號: 201210360190.9
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102840113A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 涂福泉;陳奎生;趙振飛;曾良才;傅連東;許仁波;陳新元;張安裕;張小波;毛陽;胡良智;劉春雨;牛曉陽;劉小雙;曾慶兵;李賀
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于磁控形狀記憶合金應用技術領域。具體涉及一種基于磁控形狀記憶合金的驅動裝置。

背景技術

目前，驅動裝置大多基于電磁感應原理制造而成，通過給線圈通電產生感應磁場，與已有磁場發生作用，產生一定大小的驅動力。改變線圈中電流的大小即可實現輸出力大小的改變，改變線圈中電流的方向即可實現輸出力方向的改變，從而實現驅動裝置輸出一定頻率大小的輸出力或力矩，如常用的動圈式力矩馬達、動鐵式力矩馬達和比例電磁鐵。這種驅動裝置，由于受本身結構的影響，輸出力比較小，位移量較小，而且自身頻率也受到限制，只能用在所需驅動力和位移量較小而且頻率不高的場合，無法滿足現在市場對于大功率、高頻響的驅動裝置的需求。

磁控形狀記憶合金(MSMA)是近年出現的一種智能材料，具有變化速度快、可控位移大和具有記憶功能等特點。相關材料顯示，MSMA材料在磁場中的應變能夠達到10%以上，這是其它高頻響執行器材料的100倍以上，這種材料能夠在不同的方向發生形變，可以沿著軸向發生應變，可以沿著周向產生扭轉變形，可以沿著徑向發生彎曲變形，其高性能受到不少學者的青睞。

發明內容

本發明旨在針對以上所述問題，目的是提供一種結構緊湊、高頻響、高精度和輸出力大的基于磁控形狀記憶合金的驅動裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：被驅動體的左端與第一磁控形狀記憶合金的右端同軸心連接，第一磁控形狀記憶合金的左端滑動安裝在左鐵芯右端的中心通孔中，左鐵芯右端的內側固定有左支架，左調零螺釘通過左支架與第一磁控形狀記憶合金的左端面接觸。

被驅動體的右端與第二磁控形狀記憶合金的左端同軸心連接，第二磁控形狀記憶合金的右端滑動安裝在右鐵芯左端的中心通孔中，右鐵芯左端的內側固定有右支架，右調零螺釘通過右支架與第二磁控形狀記憶合金的右端面接觸。

勵磁繞組串聯纏繞在左鐵芯和右鐵芯的上部，勵磁繞組在左鐵芯中的纏繞方向與在右鐵芯中的纏繞方向相反，纏繞的匝數相同，勵磁繞組外接交流電源。左直流繞組纏繞在左鐵芯的下部，右直流繞組纏繞在右鐵芯的下部。右直流繞組的一端通過所串聯的可調電阻與外部直流電源的正極連接，左直流繞組的一端通過所串聯的定值電阻與外部直流電源的正極連接；左直流繞組的另一端和右直流繞組的另一端分別與外部直流電源的負極連接。左直流繞組在左鐵芯中的纏繞方向和右直流繞組在右鐵芯中產生的纏繞方向相反，纏繞的匝數相同。

所述的左鐵芯和右鐵芯均采用相同厚度的鋼板疊加成“口”字狀，其形狀相同，左鐵芯的右端和右鐵芯的左端的中間位置處均設有通孔；左鐵芯和右鐵芯的均為高磁感材料。

所述的第一磁控形狀記憶合金和第二磁控形狀記憶合金為相同尺寸的圓柱體。

所述的勵磁繞組、右直流繞組和左直流繞組均采用相同的漆包銅芯線。

由于采用上述技術方案，本裝置能夠通過左直流繞組14和右直流繞組12分別給第一磁控形狀記憶合金5和第二磁控形狀記憶合金7施加一定的預加磁場，以便在與勵磁繞組2所產生的磁場疊加后能夠產生較好的應變；通過調節可變電阻11確保本驅動裝置兩端的預加磁場強度一致，通過調整施加給勵磁繞組2的電流大小及電流方向調節本驅動裝置左鐵芯1和右鐵芯10中磁場的大小，控制第一磁控形狀記憶合金5和第二磁控形狀記憶合金7發生變化，實現一個伸長推動另一個縮短的效果，從而帶動被驅動體6軸向往復運動。MSMA的輸出力大，一對在變化的磁場中伸縮的MSMA所需的勵磁功率較小，使得MSMA能很好的應用在驅動裝置中。本裝置采用一對對稱的MSMA互相推動，能夠保證基于磁控形狀記憶合金的驅動裝置的高頻響和高精度。

因此，本發明具有結構緊湊、高頻響、高精度和輸出力大的特點，能廣泛用作伺服閥、高頻開關和有類似要求裝置的驅動器。

附圖說明

圖1為本發明的一種結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制：

實施例1

一種基于磁控形狀記憶合金的驅動裝置。其結構如圖1所示：被驅動體6的左端與第一磁控形狀記憶合金5的右端同軸心連接，第一磁控形狀記憶合金5的左端滑動安裝在左鐵芯1右端的中心通孔中，左鐵芯1右端的內側固定有左支架3，左調零螺釘4通過左支架3與第一磁控形狀記憶合金5的左端面接觸。