[發明專利]超磁致伸縮致動器的優化與設計

在審

• 申請號: 201310631425.8
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103607134A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李勁松;楊慶新;張獻;閆榮格;金亮
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.超磁致伸縮致動器的優化與設計，其特征在于：設計了超磁致伸縮致動器(GMA)，對線圈尺寸及繞線進行了優化設計，并測試了超磁致伸縮致動器的靜、動態特性；在分析超磁致伸縮材料特性的基礎上設計了GMA基本結構，并確定了偏置磁場的加載方式；研究了線圈尺寸參數對線圈軸線上磁場分布和線圈的電-磁轉換效率兩方面的影響，優化設計了線圈的尺寸；提出了線圈功耗表達式并分析了繞線直徑對功耗的影響，擇優選取了繞線；通過實驗，結果表明GMA具有較好的靜態、動態特性，且GMA工作特性與設計參數相吻合，證明了線圈優化設計的合理性。

2.根據權利要求1所述的超磁致伸縮致動器的優化與設計，其特征還在于，所述的勵磁線圈及線圈骨架的結構，線圈骨架采用厚度為2mm厚的鋁材制作，線圈的主要尺寸參數有漆包線的線徑d_w、線圈的內徑R_c1、線圈外徑R_c2以及線圈長L_c；由于GMM棒和線圈骨架的限制，R_c1＝15mm。

3.根據權利要求1所述的超磁致伸縮致動器的優化與設計，其特征還在于，所述的對GMA進行工作特性測量，包括：(1)靜態驅動實驗，通入線圈的電流范圍為(0～4)A，每隔0.4A記錄一次位移輸出量；當輸入電流在(0.4～2.5)A的范圍內GMA位移輸出量與電流基本呈線性關系，該電流范圍與線圈設計的工作電流一致，證明了線圈優化設計的正確性；(2)動態測試，功率放大器輸出的電流信號為，頻率f＝200Hz；每個激勵周期下致動器的輸出位移曲線基本相同，故致動器具有較好的可重復性，可以對其進行實時的動態控制；但由于交變磁場作用下GMM棒內部容易產生渦流損耗，致動器在200Hz驅動時輸出位移明顯小于靜態輸出位移。