[發明專利]一種自感式超磁致伸縮精密定位裝置

有效

• 申請號: 202011310441.3
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112468014B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 周景濤;何忠波;任國全;王懷光;石志勇;范紅波;李志寧;曹鳳利;李曉磊;劉金華;張云強
• 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: 郭明月

本發明公開了一種自感式超磁致伸縮精密定位裝置，包括：柔性框架，柔性框架的上端作為輸出端連接負載，柔性框架的下端連接至底座固定，柔性框架內設有GMM棒驅動機構和GMM棒拾取機構，GMM棒驅動機構和GMM棒拾取機構十字交叉設置以使GMM棒驅動機構的上、下兩端和GMM棒拾取機構的左、右兩端均與柔性框架連接，進而使柔性框架形成一個菱形結構，當連接負載工作時，GMM棒驅動機構通過柔性框架改變GMM棒拾取機構的伸縮長度，并通過控制單元將GMM棒拾取機構電流信號的變化量反饋至GMM棒驅動機構進而對GMM棒驅動機構的伸縮長度進行補償。本發明解決了GMM棒磁致伸縮系數受負載影響的問題，能實現精密輸出定位。

技術領域

本發明涉及超磁致伸縮驅動裝置領域，尤其涉及一種自感式超磁致伸縮精密定位裝置。

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，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，但超磁致伸縮材料的輸出位移受負載的影響較大，會造成定位精度差。

發明內容

本發明為了解決以上問題，提供了一種自感式超磁致伸縮精密定位裝置，在連接負載變化時也能高精度定位。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種自感式超磁致伸縮精密定位裝置，包括：柔性框架，所述柔性框架的上端作為輸出端連接負載，所述柔性框架的下端連接至底座固定，所述柔性框架內設有GMM 棒驅動機構和GMM棒拾取機構，所述GMM棒驅動機構和所述GMM棒拾取機構十字交叉設置以使所述GMM棒驅動機構的上、下兩端和所述GMM棒拾取機構的左、右兩端均與所述柔性框架連接，進而使所述柔性框架形成一個菱形結構，當連接負載工作時，所述GMM棒驅動機構通過所述柔性框架改變所述GMM棒拾取機構的伸縮長度，并通過控制單元將所述GMM棒拾取機構電流信號的變化量反饋至所述GMM棒驅動機構進而對所述GMM棒驅動機構的伸縮長度進行補償。

可選的，所述GMM棒驅動機構包括驅動GMM棒以及驅動線圈，其中，驅動GMM棒兩端均設有永磁體，所述永磁體用以產生均勻的偏置磁場以消除驅動GMM棒在高頻振動時出現的倍頻現象，所述驅動線圈纏繞在所述驅動GMM棒和所述永磁體外側，其用以產生交變磁場來改變所述驅動GMM棒的伸縮長度。

可選的，還包括中間套，所述中間套的左、右兩端與所述柔性框架抵接，所述中間套包括兩個用以固定GMM棒拾取機構的固定槽以及一個用以套設所述GMM棒驅動機構的槽口，所述GMM棒拾取機構包括調節GMM棒以及驅動線圈，所述驅動線圈纏繞在所述調節GMM棒外側，還包括調節螺栓，所述調節螺栓穿過所述柔性框架和中間套與所述調節GMM棒的一端抵接。

可選的，所述調節螺栓與所述調節GMM棒之間還設有間隔片。

可選的，所述柔性框架包括上、下、左、右四個硬連接條以及用于連接上、下、左、右四個硬連接條的彈性連接條，所述GMM棒驅動機構分別與上、下兩個硬連接條連接，所述GMM棒拾取機構分別與左、右兩個硬連接條連接。

可選的，所述控制單元包括電流采樣電路以及MCU，其中，所述電流采樣電路用以采集所述GMM棒拾取機構電流的變化量，并將電流的變化量作為控制信號輸送至所述MCU，所述MCU用以處理所述控制信號，并根據所述控制信號相應改變所述GMM棒驅動機構的輸入電流。

本發明與現有技術相比，所取得的技術進步在于：

1.解決GMM棒磁致伸縮系數受負載影響的問題，實現系統的精密輸出定位。

2.豎直設置的驅動線圈和水平設置的驅動線圈十字交叉布置，二者的互感影響最小。

3.以柔性框架為彈性元件，無間隙，輸出精度高。