[發明專利]一種永磁控制式磁流變液壓電直線驅動器

有效

• 申請號: 201811247342.8
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109245603B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 溫建明;鮑慧璐;陸奇濤;李建平;張恩;虞付進
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種永磁控制式磁流變液壓電直線驅動器，屬壓電精密驅動技術領域。頂部移動體兩側底部裝有滑塊，直線導軌固定于兩側支撐塊頂部，兩側支撐塊與底部殼體和前后支撐塊連接，頂部移動體中心處裝有驅動機構，驅動機構兩側裝有壓電振子；摩擦塊固定于驅動機構底部，并浸置于磁流變液中，磁流變液置于磁流變液殼體中，磁流變液殼體頂部置有密封條、底部連接支撐塊，支撐塊固定于底部殼體；兩側支撐塊下側裝有螺旋測頭，螺旋測頭端部裝有滾動軸承，滾動軸承外圈置于移動塊中，永磁塊上下端粘有磁軛，磁軛與磁流變液殼體接觸。優勢特色：驅動器運行時，摩擦力調節裝置的主要摩擦形式為固體?液體/固體?類固體摩擦，摩擦、磨損小，驅動器可靠性高。

技術領域：

本發明屬于壓電精密驅動技術領域，具體涉及一種永磁控制式磁流變液壓電直線驅動器。

背景技術：

近年來，國內外大批科研機構和高校圍繞壓電精密驅動開展了大量的科研工作，所積累的研究成果與實踐經驗使壓電驅動技術日趨成熟，壓電驅動產品蓬勃發展。自20世紀80年代日本學者率先成功研發壓電超聲電機以來，各類不同驅動機理、不同實現形式、不同結構的壓電驅動器相繼問世。根據致動原理、驅動元件、運動方式的不同，壓電驅動器可以細分為多個不同的類別。

根據驅動機理和運動方式不同，可以分為直動式壓電精密驅動器、尺蠖式壓電精密驅動器、以及慣性式壓電精密驅動器等。其中，與傳統的諸如電磁馬達等驅動器相比，直動式壓電驅動器具有結構簡單緊湊，進給連續，可實現大力矩輸出的特點，但缺陷主要集中在行程較小需要鉸鏈結構放大，位移精度受到壓電疊堆的遲滯和蠕變非線性影響，多向柔性鉸鏈相互存在干涉與影響等方面。尺蠖式壓電驅動器具有大行程、大驅動力和高分辨率的主要特性。但是，由于驅動機理的本身限制，該類型驅動器均需設計箝位結構，這使驅動器機械結構龐大復雜，導致整機較難實現微小化；其次，電路部分也需要多路時序信號輸出，從而對電路控制系統提出了較高要求。

而其中的慣性式壓電驅動器，主要通過由壓電元件帶動質量塊振動產生的慣性力和摩擦力配合形成的驅動力驅動，為保證較好的工作性能，該類驅動器對摩擦控制方法與摩擦接觸表面精度提出了更高的要求。現今的壓電慣性驅動器摩擦形式主要為固體-固體摩擦，固體-固體摩擦與接觸表面微觀結構、表面磨損情況有關，是一種復雜、不可預測的能量損耗形式，因此，固體-固體摩擦會影響驅動器整體性能。而磁流變液是一種智能型流體，在磁場作用下與賓漢流體類似，磁流變液中磁性顆粒形成磁鏈，流體粘度會明顯增加，存在屈服應力，在應力達到屈服應力之前，磁流變液類似于固體，不會破壞磁鏈而產生流動，達到屈服應力之后，磁流變液中磁鏈將被破壞而產生流動，其屈服應力能通過磁場的改變精確控制。在壓電精密驅動領域，磁流變液的引入所帶來的固體-液體/固體-類固體的摩擦形式是一種十分新穎有效的技術手段，它使摩擦力適中且可調，磨損小，并能提高驅動器性能，擴大驅動器應用范圍。

發明內容：