[實用新型]外殼提供軸向磁場的帶有三級微位移放大機構的促動器

有效

• 申請號: 201921253438.5
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN210867537U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 喬禹;郝宏波;王婷婷;梁雨萍;田若楠;張光睿
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本實用新型公開了一種外殼提供軸向磁場的帶有三級微位移放大機構的促動器，包括：不導磁外殼、導磁框架、勵磁線圈、組合體、三級微位移放大機構、輸出桿、上端蓋。本實用新型采用了基于柔性鉸鏈的三級微位移放大機構，對原驅動器的位移進行了放大，有效地增加了驅動器的輸出位移，在同等輸出條件的前提下減小了驅動器的體積，使得驅動器小型化。

技術領域

本實用新型涉及一種精密控制技術，具體是，涉及一種外殼提供軸向磁場的帶有三級微位移放大機構的促動器。

背景技術

近年來，高分辨率，響應速度快的各類驅動器被廣泛的應用在包括微電子，納米技術，生物醫學工程，精密加工等各個領域。且隨著技術不斷發展，對驅動器的各類指標提出了更高的要求。超磁致伸縮材料具有大的應變值，高響應速度，高能量密度，大的機電耦合系數，高可靠性等一系列優異特性，在驅動器領域顯示出良好的應用前景。

對于在一些需要較低的輸出范圍，如100um以下，或一些對驅動器體積沒有限制的環境下，磁致伸縮驅動器可獨立完成作業，不需要借助輔助設備，但在一些輸出要求較大的領域和/或對驅動器體積有所限制的環境，單一的依靠磁致伸縮驅動器完成作業是不夠的。此時就需要一種對驅動器輸出位移進行放大的裝置。

柔性鉸鏈作為機械傳動和支撐機構具有無摩擦、無間隙、運動分辨率高等優點，在微位移放大機構領域被廣泛應用。柔性位移放大機構的工作原理是依靠柔性鉸鏈的彈性變形進行運動，為了避免寄生運動和溫載帶來的誤差，機構的構型大多采用軸對稱式設計。但是，此種設計存在一些問題：在放大機構體積不變的情況下，為了保證對稱結構，對放大倍數有效的橫向結構只有二分之一，而在保證放大倍數的情況下，整體橫向結構又會擴大一倍。另外，由于放大機構體積較大，一般都將驅動器放置在放大機構內部。這樣在兼顧小的體積和大的放大倍數的工況條件下，柔性位移放大機構的應用將會受到限制。

中國專利CN2376137Y公開了一種利用彈性梁對位移進行放大的磁致伸縮驅動器，利用超磁致伸縮棒體進行驅動，勵磁線圈通電后產生磁場，使超磁致伸縮材料伸長，將輸出位移與力傳遞到固定的彈性梁輸入端，引起其彈性變形，由輸出端將位移放大。彈性梁放大機構利用杠桿放大原理，最大放大倍數5.1倍。其懸臂梁放大機構放大倍數較小，徑向體積較大，對于輸出力的損耗較大。

中國專利CN101166005B公開了一種利用杠桿放大機構的超磁致伸縮微位移機構。包括筒體、杠桿結構、傳動盤、下限位圈、勵磁線圈、磁致伸縮棒、上限位盤、輸出桿、底座、復位彈簧，在磁致伸縮棒體和輸出桿之間設有放大機構，有杠桿構建和傳動盤構成。利用一至三級杠桿對磁致伸縮棒體的輸出位移進行放大，其徑向體積較大，且由于放大機構零部件較多，在小體積驅動器內裝配復雜度較高，實現較為困難，同時造成其輸出精度及可靠性下降。

中國專利CN100466319C公開了一種磁致伸縮執行器，包括磁致伸縮元件，驅動棒，電磁線圈，外殼，其中外殼由管狀的永磁體及鐵磁體構成，為磁致伸縮元件施加靜態偏置磁場。利用電磁線圈產生的磁場與靜態偏置磁場疊加使磁致伸縮元件伸長縮短。其利用磁致伸縮材料本身的應變對外輸出，輸出位移較??；永磁體置于外殼中，對外產生磁場，執行器附近有鐵磁性物質時容易影響內部偏置磁場從而影響執行器輸出。

隨著現在各種精密器件的不斷小型化，對驅動器的要求也同樣提高，目前現有的將放大機構放在驅動器的內部的方式雖然可以將驅動器體積小型化，但放大機構部分的體積依然會制約其使用，如何保持驅動器的體積小型化的同時獲得大的輸出位移仍然是一個有待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題是提供一種外殼提供軸向磁場的帶有三級微位移放大機構的促動器，采用了基于柔性鉸鏈的三級微位移放大機構，對原驅動器的位移進行了放大，有效地增加了驅動器的輸出位移，在同等輸出條件的前提下減小了驅動器的體積，使得驅動器小型化。

技術方案如下：