[發明專利]無線圈式超磁致伸縮致動器

有效

• 申請號: 201811323574.7
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109245600B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 周景濤;何忠波;任國全;王懷光;范紅波;石志勇;李志寧;曹鳳利;韓蘭懿;榮策
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種無線圈式超磁致伸縮致動器，涉及磁致伸縮致動器技術領域。所述致動器包括圓柱形永磁體，所述圓柱形永磁體的N極和S極徑向分布，當N、S極位于豎直位置時，磁體N極正對上導磁體，上導磁體被磁化成N極；磁體S級正對下導磁體，下導磁體被磁化成S級，且通過所述非導體板的作用，磁力線由上導磁體經過GMM組件后再到達下導磁體，形成閉合磁力線，GMM組件周圍形成強磁場，磁場對GMM組件產生作用；驅動裝置驅動所述永磁體旋轉90°后，所述N、S極位于水平位置，磁力線分別在上、下導磁體中形成閉路，上、下導磁體迅速退磁，使得GMM組件周圍沒有磁場，不會對GMM組件產生作用。

技術領域

本發明涉及磁致伸縮致動器技術領域，尤其涉及一種無線圈式超磁致伸縮致動器。

背景技術

超磁致伸縮材料（Giant Magnetostrictive Material，簡稱GMM）是一種應用較為廣泛的智能材料，具有磁致伸縮、逆磁致伸縮、扭轉和跳躍等物理效應。與壓電材料和傳統的磁致伸縮材料相比，超磁致伸縮材料具有更高的能量密度和磁機耦合系數，在室溫下能實現更大的磁致伸縮應變和輸出力，而且超磁致伸縮材料的居里溫度和抗壓強度均較高，工作性能也更加穩定。因此，超磁致伸縮材料在磁場檢測、超精密加工、減振降噪和流體器件驅動等方面具有較為廣泛的應用。

現有技術中超磁致致動器一般由激磁線圈為GMM（超磁致伸縮材料）棒提供驅動磁場（圖1所示），工作時激磁線圈中的電流會引起線圈發熱，其熱量可傳至GMM棒中，導致GMM棒溫度升高，而溫度對GMM的磁致伸縮系數影響十分明顯，當溫度升高幾十度時，因發熱導致的熱變形位移輸出相對其可控位移而言是非常巨大的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種GMM棒的伸長系數不受溫度影響，輸出精度高的無線圈式超磁致伸縮致動器。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種無線圈式超磁致伸縮致動器，其特征在于：包括圓柱形永磁體，所述圓柱形永磁體的N極和S極徑向分布，所述永磁體的外側設置有外殼組件，所述外殼組件包括非導磁板和導磁組件，所述導磁組件被所述非導體板分成上導磁體和下導磁體兩部分，所述上導磁體與下導磁體以所述圓柱形永磁體為對稱軸對稱設置，所述上導磁體與下導磁體的左端具有缺口，通過所述上導磁體的右側板、下導磁體的右側板以及非導磁板的右側部分將所述圓柱形永磁體的右端封閉，所述外殼組件的右側設置有GMM組件安裝槽，所述安裝槽從上到下依次穿過所述上導磁體的右側板部分以及所述非導磁板后進入所述下導磁板的右側板部分，GMM組件位于所述GMM組件安裝槽內，所述致動器的外側設置有驅動裝置，所述驅動裝置用于驅動所述圓柱形永磁體進行旋轉；

當N、S極位于豎直位置時，永磁體N極正對上導磁體，上導磁體被磁化成N極；永磁體S級正對下導磁體，下導磁體被磁化成S級，且通過所述非導體板的作用，磁力線由上導磁體經過GMM組件后再到達下導磁體，形成閉合磁力線，GMM組件周圍形成強磁場，磁場對GMM組件產生作用，GMM棒伸長輸出位移；驅動裝置驅動所述永磁體旋轉90°后，所述N、S極位于水平位置，磁力線分別在上、下導磁體中形成閉路，上、下導磁體迅速退磁，使得GMM組件周圍沒有磁場，不會對GMM組件產生作用，GMM棒收縮。

優選的，所述非導磁板為銅板。

進一步的技術方案在于：所述GMM組件安裝槽豎直設置。

進一步的技術方案在于：所述GMM組件安裝槽包括位于下側的GMM棒安裝槽部分、位于中部的傳動桿安裝槽部分以及位于上部的調節螺母安裝槽部分。