[發明專利]一種超磁致伸縮高頻制動實驗臺驅動器及其組裝方法

有效

• 申請號: 201210530809.6
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103036473A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 洪靈;劉宇澄;徐愛群;賈相武;黃長林;胡樹根;宋小文;王耘
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及超磁致伸縮驅動器，尤其涉及一種超磁致伸縮高頻制動實驗臺驅動器及其組裝方法。

背景技術

隨著科學的進步，高速加工作為先進的機械制造手段，在發達國家引起了廣泛的關注并得到迅速發展。對于高速機械加工來講，快速定位是非常重要的技術。隨著加工速度和精度的提高，系統定位精度也需要相應的提高。同時為了提高工作效率，還要求定位系統響應迅速，加速、制動迅速以便實現快速定位。但是常規的制動技術很難實現高速度高精度的定位要求，因此探索高頻制動機理，并開發高頻制動系統來滿足機床所需的高定位精度要求是十分迫切的。

超磁致伸縮材料是一種新興的智能材料，其尺寸伸縮可隨外加磁場成比例變化，且磁致伸縮系數遠大于傳統的磁致伸縮材料，更具有響應快速、輸出力強、應變大、功率密度高以及可靠性好等特點。截止到目前，國內外均有針對GMM在不同領域的應用開展的研究，應用面涉及航空航天、國防軍工、電子、機械、石油、紡織、農業等諸多領域，大大促進了相關產業的技術進步。由于超磁致伸縮材料具有以上優點，因此非常適合用于作為高頻制動實驗臺的驅動原件。超此致伸縮材料工作需要較強的磁場作為驅動，在應用中往往需要使用超此致伸縮驅動器來為超磁致伸縮材料提供其工作必須的驅動磁場。

目前常見的直動式超磁致伸縮驅動器通常采用通電螺線管提供激勵磁場，采用永磁體提供偏置磁場，采用單一規格的螺旋彈簧提供預緊力，采用一體式殼體設計，工作時直接輸出超磁致伸縮材料受磁場作用而產生的形變。這種設計方式受永磁體磁場無法改變，以及預緊力調節曲線無法改變的限制，泛用性較差，僅適用于單一種類規格且性能已知的超磁致伸縮材料，不適合未知量較多的實驗環境；一體式的殼體加工難度較大，且浪費材料；由于材料形變的位移不經放大直接輸出，導致輸出位移較小，不適合作為需要彌補間隙的制動設備的驅動器使用?，F在人們渴望一種新型的超磁致伸縮驅動器，來解決現實中的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種超磁致伸縮高頻制動實驗臺驅動器及其組裝方法。

超磁致伸縮高頻制動實驗臺驅動器包括放大機構、激勵器，放大機構經由第二固定螺釘組固定在激勵器頂柱伸出端，放大機構包括連接板、防扭桿、柔性鉸鏈位移放大器，柔性鉸鏈位移放大器通過平頭螺釘固定在連接板上，防扭桿與位移放大器接觸并通過平頭螺釘固定在連接板上，激勵器包激勵器外殼、激勵線圈、線圈骨架、調節螺塞、第一導磁墊片、超磁致伸縮棒、第二導磁墊片、碟簧組、頂柱，激勵器外殼包括頂蓋、殼體、底蓋、第一固定螺釘組，頂蓋通過第一固定螺釘組固定在殼體一端，底蓋通過第一固定螺釘組固定在殼體另一端，激勵器外殼內部軸線方向上的頂柱、第二導磁墊片、超磁致伸縮棒、第一導磁墊片、調節螺塞通過粘接相互連接，調節螺塞通過螺紋連接在底蓋上，頂柱與頂蓋之間設有碟簧組，超磁致伸縮棒與殼體內壁之間設有線圈骨架，激勵線圈均勻繞制在線圈骨架上；

所述的激勵線圈由外徑為不低于1.18mm的漆包銅線繞制而成，最大可通過電流不低于8A，線圈總匝數不低于2500，線圈中心部位產生的理論磁場強度不低于125A/m。

所述線圈骨架的材料為以木粉為填料的酚醛塑料，采用圓柱型材車削制成。所述柔性鉸鏈放大器末端連接制動塊。

所述超磁致伸縮高頻制動實驗臺驅動器的組裝方法是：

1）連接板上設有用于固定柔性鉸鏈放大器、防扭桿的方形槽，方形槽上設有通孔，柔性鉸鏈放大器和防扭桿固定端寬度與上述槽寬相同，并在固定端底部設有與上述通孔相配合的螺紋孔，固定時，連接板上的方形槽限制柔性鉸鏈放大器和防扭桿所有的轉動自由度和垂直于槽開口和連接板軸線方向的平動自由度，螺釘與上述通孔、螺紋孔配合限制柔性鉸鏈放大器和防扭桿的剩余兩個平動自由度；

2)殼體上下端面均設有用于固定頂蓋、底蓋的環形凸臺，環形凸臺上設有螺紋孔，頂蓋與底蓋均在安裝端面設有與上述環形凸臺配合的環形槽，并在環形槽內設有與上述螺紋孔配合的沉頭孔，固定時，上述環形凸臺分別與頂蓋、底蓋的環形槽配合，限制頂蓋、底蓋在垂直于殼體軸線方向上的兩個轉動自由度和兩個平動自由度，第一固定螺釘組與上述通孔、螺紋孔配合，限制頂蓋、底蓋在殼體軸線方向上的平動自由度和轉動自由度。