[發明專利]微動力的調節實驗裝置

有效

• 申請號: 201410075237.6
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103871303B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 徐愛群;葛丁飛;于海闊;段福斌;楊禮康;吳立軍
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院;徐愛群
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06;G09B23/10;G09B23/18
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種微動力的調節實驗裝置，尤其涉及一種基于超磁致伸縮材料與壓電陶瓷材料耦合型微力源的微動力的調節實驗裝置。

背景技術

當前，微機電系統的發展極為迅速，但也存在一些技術瓶頸。

微機電系統技術面臨的主要問題之一就是微裝配技術；大多數微機電系統由不同材料和不同加工方法的微小零件組成，隨著零件的不斷微小化，微系統的加工、裝配的難度越來越高。

而在零件的運輸、加工及裝配等過程中，因為機械損壞和熱變形損壞而報廢的零件占了很大的比重，尤其是對機械接觸力或熱量非常敏感的零件進行操作時，這些零件在受到較小的作用力或熱量時，就會產生變形或破碎，嚴重影響產品的質量和產量，也使其生產成本大大提高。

為解決微操作過程中遇到的困難，研究人員已提出多種微力的驅動形式，如基于靜電力、電磁力、壓電作用、熱膨脹和形狀記憶合金等工作機理的微力驅動器等，但是這些針對微操作的解決方法各有利弊，均不能很好的解決微操作過程中遇到的困難；為了更好的利用功能材料實現更完善的微力驅動形式，一種思路是將不同的功能材料進行復合，利用其各自的優點以達到更好的微力驅動效果；如超磁致伸縮材料與壓電材料相耦合，利用超磁致伸縮材料的逆磁致伸縮效應與壓電材料的壓電逆效應制作微動力構件，可以使微力的輸出更加的精確與恒定。

然而，基于該原理的微動力裝置由于其特殊的原因，無法使用現有的測試裝置進行微動力特性測試，繼而無法完全掌握其特性；而現有的其他微動力測試裝置又由于其測試對象構造原理等原因，完全無法對以上所述的微動力裝置進行相應的特性測試，所以亟須一種新型的微動力測試裝置針對上述新型的微動力裝置進行相應的特性測試，以促進該種新型的微動力裝置的發展及應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單的微動力的調節實驗裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種微動力的調節實驗裝置，包括微動力構件、定位調整系統、傳感器系統以及控制系統；其特征是：所述定位調整系統上設置微動力構件；所述微動力構件內設置傳感器系統；所述控制系統與傳感器系統之間信號相連接。

作為對本發明所述的微動力的調節實驗裝置的改進：所述定位調整系統包括實驗臺支架，實驗臺支架上設置有滾珠絲杠組件Ⅰ，所述滾珠絲杠組件Ⅰ的升降臺調整螺桿豎直固定在實驗臺支架上，所述升降臺調整螺桿上的滾珠絲杠螺母Ⅰ上設置有升降工作臺；所述升降工作臺的正上方設置微動力構件；相對應于微動力構件，在實驗臺支架上設置有微動力構件夾緊機構。

作為對本發明所述的微動力的調節實驗裝置的進一步改進：所述微動力構件夾緊機構為雙螺旋自定心夾緊機構，包括夾緊鉗和滾珠絲杠組件Ⅱ；滾珠絲杠組件Ⅱ包括夾緊鉗調整螺桿和滾珠絲杠螺母組；所述夾緊鉗調整螺桿由兩段旋向相反的螺桿通過聯軸器連接而成，滾珠絲杠螺母組由兩個旋向相反的滾珠絲杠螺母Ⅱ構成，所述兩個滾珠絲杠螺母Ⅱ分別設置在兩段旋向相反的螺桿上；兩個滾珠絲杠螺母Ⅱ上分別設置夾緊鉗，通過夾緊鉗夾持微動力構件。

作為對本發明所述的微動力的調節實驗裝置的改進：所述微動力構件包括固定軛和移動軛，所述固定軛和移動軛之間設置有氣隙；所述固定軛分為左、右兩部分，所述左、右兩部分固定軛之間分別通過相互平行的超磁致伸縮薄片和永磁鐵相互連接；所述超磁致伸縮薄片的正、反兩面分別設置有壓電陶瓷薄片，所述正、反兩面的壓電陶瓷薄片上分別設置有電極；所述左、右兩端的固定軛分別被夾緊鉗夾持。

作為對本發明所述的微動力的調節實驗裝置的改進：所述傳感器系統包括微位移傳感器、磁路Ⅰ拾磁環、溫度傳感器、粘貼式應變計、磁路Ⅱ拾磁環、微力傳感器和壓力傳感器；所述移動軛的正下方設置微力傳感器；所述固定軛和移動軛之間的氣隙內設置微位移傳感器；所述超磁致伸縮薄片的側面分別設置溫度傳感器和粘貼式應變計，磁路Ⅰ拾磁環套在超磁致伸縮薄片上；移動軛的導磁柱上套裝磁路Ⅱ拾磁環；所述左、右兩端的固定軛與夾緊鉗之間設置壓力傳感器。

作為對本發明所述的微動力的調節實驗裝置的改進：所述控制系統包括信號放大器、信號綜合分析控制器、計算機、信號發生器、功率放大器以及驅動電源；所述信號放大器、信號綜合分析控制器、計算機、信號發生器、功率放大器以及驅動電源順次連接；所述微位移傳感器、磁路Ⅰ拾磁環、溫度傳感器、粘貼式應變計、磁路Ⅱ拾磁環、微力傳感器以及壓力傳感器分別與信號放大器信號連接；所述驅動電源分別與壓電陶瓷薄片正、反兩側上的電極電連接。