[發明專利]超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201810409822.3
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108394462B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張素民;仲首任;廖夢迪
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00
• 代理公司: 11531 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李宏偉<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置及其使用方法，超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置，包括力感模擬系統、力感控制系統、力感產生系統、彈性力模擬系統和供電系統。本發明控制過程中沒有參數的突變，超磁致伸縮棒長度不會突變，從本質上提升了裝置的響應速度，便于控制的實施，實現了反饋力矩連續并可控的效果。

技術領域

本發明屬于汽車電控及智能化領域，涉及一種超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置及其使用方法。

背景技術

傳統車輛道路試驗具有成本高、時間長、場地條件有限以及極限工況易發生事故等缺點，采用汽車駕駛模擬系統替代傳統車輛道路試驗是目前的主流趨勢。成熟的駕駛模擬系統能較為真實地反映出車輛運動狀態、道路條件、周圍環境以及各種體感、力感，極大地降低了車輛道路試驗資金成本、時間成本和人力成本。其中準確的方向盤力感反饋是必不可少的，其很大程度上決定了駕駛員能否按照給定的路線或者駕駛意圖做出相應的操作，對駕駛員的操作決策至關重要。傳統的力感反饋裝置主要由力矩電機配合減速機構組成，但它存在控制不平順、延遲和抖動大、機械連接裝置復雜以及容易出現電機卡死等缺點，因此本專利提出了一種超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置，主要區別在于不需要用電機來提供力感反饋，轉而由卷簧總成來模擬彈性力，用超磁致伸縮棒來提供阻力，共同作用提供所需力感。力感的大小控制由勵磁線圈控制超磁致伸縮棒的伸縮來完成，消除了傳統力矩電機直連方案的延遲和抖動，既能保證力矩準確反饋，又能克服力矩電機的一系列不足。

超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Materials，簡稱GMM)，即具有極大的磁致伸縮系數的磁致伸縮材料，在常溫下由于磁化狀態的改變，其長度和體積會發生較大變化。GMM棒在無機械約束時發生磁致伸縮正效應，以位移形式輸出，在有機械約束時，以位移和力的形式輸出。利用的磁致伸縮正效應可制作驅動裝置，實現磁能向機械能的轉換，并且這種特性受外界其他因素(如溫度)影響很小。超磁致伸縮材料的磁致伸縮效應，為它在工程實際中提供了廣泛的應用前景，已應用于諸多領域的磁致伸縮力傳感器、生物機械傳感器以及電能收集器等。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供一種超磁致伸縮材料制得的力感反饋裝置及其使用方法，解決了現有技術中存在的控制不平順、延遲和抖動大、機械連接裝置復雜以及容易出現電機卡死的問題。