[發明專利]一種新型超順磁電磁驅動器

有效

• 申請號: 201310002159.2
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103095089A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王坤東;金軒;王丹;王偉棟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02K33/12
• 分類號: H02K33/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種新型電磁驅動器，通過給2個激勵電磁線圈通電，使插在其中心孔中的鐵磁液滴驅動模塊可以沿中心孔的軸線兩側方向運動，并且同時可以通過檢測線圈檢測出當前鐵磁液滴模塊偏離初始位置的位移和力，具體涉及一種新型超順磁電磁驅動器。

背景技術

隨著微納米科學技術的快速發展，在微機電系統、生物工程、分子原子操作等領域中，迫切需要具有高操作精度的微運動系統。

傳統微驅動器主要形式有壓電驅動、形狀記憶合金驅動、靜電驅動和電磁驅動等。而壓電驅動、形狀記憶合金驅動和靜電驅動等均不能同時滿足微驅動器的運動范圍、運動精度以及運動響應參數。而傳統的電磁驅動由于一般擁有磁芯，體積、質量大，慣性大，在同樣的推力下響應時間慢，滿足不了快速執行的要求。并且大多數微驅動器都不具備位置和力的同步檢測功能，不能準確地控制驅動器的精度。

而鐵磁液滴是一種超順磁性的納米顆粒在表面活性劑的包覆下穩定地懸浮在載液中的穩定懸浮體，具有超順磁性和流體的特性，可以成型在任何形狀的容器中。將傳統電磁驅動器中的磁芯用鐵磁液滴替代，可以消除磁芯質量和體積大的問題。并且在激勵線圈外再加兩個檢測線圈可以增加驅動器的精度，實現高精度控制。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是用鐵磁液滴替代傳統磁芯用以提高驅動器的執行力。

本發明可以測量當前驅動器偏離初始位置的距離和驅動力的方法，用以控制驅動器的精度；本發明又是一種可以雙側移動的電磁驅動器，可以使驅動器在執行完畢后回到初始位置。本發明提供的驅動器結構簡單、易于制造。

根據本發明的一個方面，提供一種新型超順磁電磁驅動器，包括第一檢測線圈、第二檢測線圈、第一激勵電磁線圈、第二激勵電磁線圈、線圈支撐套筒、第一套筒端蓋、第二套筒端蓋、鐵磁液滴驅動模塊、冒頭、限位擋板，其中：線圈支撐套筒作為繞置線圈的支撐架，在平分套筒軸線的位置上左右各均勻繞置有第一激勵電磁線圈與第二激勵電磁線圈，在第一激勵電磁線圈上繞置有第一檢測線圈，在第二激勵電磁線圈上繞置有第二檢測線圈，第一檢測線圈與第二檢測線圈為位置傳感器，用以檢測鐵磁液滴驅動模塊的位置，第一激勵電磁線圈與第二激勵電磁線圈用于分別通入帶有不同直流偏置的正弦勵磁信號，線圈支撐套筒兩端分別安裝有第一套筒端蓋與第二套筒端蓋，第一套筒端蓋與第二套筒端蓋的中心均開有一個中心孔，鐵磁液滴驅動模塊通過兩個中心孔安裝于線圈支撐套筒，并能夠沿著中心孔的軸線方向兩側運動，鐵磁液滴驅動模塊包括充滿鐵磁液滴的中心球、以及共線的兩個長桿，兩個長桿從中心球開始分別穿過第一套筒端蓋和第二套筒端蓋的中心孔延伸至線圈支撐套筒外部，長桿的外端蓋有冒頭，兩個限位擋板分別對稱安裝在兩個長桿上。

優選地，所述中心球為塑料球或玻璃球。

優選地，長桿由玻璃或者橡膠制成。

優選地，冒頭由橡膠或者金屬制成。

本發明工作時，鐵磁液滴驅動模塊在初始中心位置，在2個激勵保持線圈C、D上分別通上具有直流偏置的正弦勵磁信號時，直流偏置使得螺線管內部產生梯度磁場，此磁場為2個激勵保持線圈的矢量累加磁場，用以驅動鐵磁液滴玻璃球移動,從而帶動整個鐵磁液滴驅動模塊的移動，控制2個激勵保持線圈中所加的具有直流偏置的正弦勵磁信號的不同，使此磁場特性為使得鐵磁液滴驅動模塊在中心初始位置受到的磁力大，而在偏離初始位置時受到的磁力漸漸減小。此特性可以使驅動器初始時加速度大，滿足快速響應要求，而使驅動過程中受到的磁力小，避免破壞作用的物體。在驅動器工作完畢時，可以反置2個激勵保持線圈C、D上的信號，使得驅動器回程，檢測線圈和激勵保持線圈構成一差動變壓器，用以檢測鐵磁液滴驅動模塊與螺線管中心點的偏移量，進而進行閉環控制。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為整個裝置的結構簡圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。