[發明專利]一種變載荷條件下的模塊化MSMA驅動性能測試裝置

在審

• 申請號: 202210064453.5
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114594319A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 馮穎;利崇彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/02;G01R1/04;G01M13/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃衛萍

本發明公開了一種變載荷條件下的模塊化MSMA驅動性能測試裝置，該MSMA驅動性能測試裝置包括提供交流磁場的磁場發生單元、提供變載荷條件的直線導軌單元和約束磁控形狀記憶合金驅動器的固定驅動器單元。其中磁場發生單元包括鐵芯、銅線圈、霍爾探頭、鐵架臺；直線導軌單元包括直線導軌、T型支架、砝碼、魚線、滑輪組、滑塊、滑塊固定塊、彈簧、壓力傳感器、激光位移傳感器；固定驅動器單元包括基座、托載槽、頂針。本發明在磁場發生單元的銅線圈中實時加載變幅變頻電流信號，并在直線導軌單元的滑輪組中實現載荷變化。本發明采用模塊化結構設計，可部件化更新固定驅動器單元，使得測試裝置能適應多種外形和尺寸的MSMA驅動器。

技術領域

本發明涉及智能測量技術領域，具體涉及一種變載荷條件下的模塊化MSMA驅動性能測試裝置。

背景技術

磁控記憶合金(以下簡稱MSMA)驅動器目前是作為實現機電系統柔性驅動輸出的一類新型智能材料驅動器。由于MSMA存在馬氏體磁晶各向異性，且隨著外加磁場強度逐漸增大，馬氏體磁晶各向異性會同步增大，從而使得與外加磁場強度具有相同易磁化方向的馬氏體磁晶會旋轉變長，產生較大的宏觀位移。逐步減小外加磁場強度，MSMA驅動器會在彈簧施加的壓力作用下逐漸縮小長度直至恢復到初始狀態。因此MSMA驅動器在外加磁場強度的誘導下可以產生輸出位移，當去掉外加磁場強度的誘導后又可以在外力作用下恢復原來的長度，是以機器人為代表的機電系統中實現“人工肌肉”柔性驅動性能的新型驅動器之一。因此需要相應檢測外加磁場強度實際大小且適應恒力載荷和彈性載荷兩種不同工況下對該驅動器驅動性能測試裝置。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種變載荷條件下的模塊化MSMA驅動性能測試裝置。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種變載荷條件下的模塊化MSMA驅動性能測試裝置，該驅動性能測試裝置包括提供交流磁場的磁場發生單元、提供變載荷條件的直線導軌單元和約束磁控形狀記憶合金(MSMA)驅動器的固定驅動器單元。其中磁場發生單元包括鐵芯、銅線圈、霍爾探頭、鐵架臺等；直線導軌單元包括直線導軌、T型支架、砝碼、魚線、滑輪組、滑塊、滑塊固定塊、彈簧、壓力傳感器、激光位移傳感器等；固定驅動器單元包括基座、托載槽、頂針、擋板等。

具體地，所述磁場發生單元包括雙柱式鐵芯4、第一銅線圈5、第二銅線圈21、霍爾探頭16、鐵架臺19，其中，第一銅線圈5纏繞在雙柱式鐵芯4的左豎直柱上，第二銅線圈21纏繞在雙柱式鐵芯4的右豎直柱上，霍爾探頭16固定在鐵架臺19上并伸入雙柱式鐵芯4的氣隙間隙處，實現穩定測量磁場強度的頻率和幅值；

所述直線導軌單元包括直線導軌11、第一T型支架2、第二T型支架10、砝碼1、魚線20、滑輪固定架28、定滑輪22、動滑輪18、第一滑塊3、第二滑塊6、第三滑塊8、前滑塊固定塊7、后滑塊固定塊9、彈簧15、壓力傳感器14、激光位移傳感器13；第一滑塊3、第二滑塊6、第三滑塊8在直線導軌11上依次順序設置，并可在直線導軌11上滑動；第一滑塊3上裝配第一基座27，第一基座27固定連接用于托載MSMA驅動器25的托載槽26；第二滑塊6上裝配第二基座23，第二基座23固定連接頂針24、擋板17、彈簧15；第三滑塊8上裝配第三基座12，第三基座12固定連接壓力傳感器14、激光位移傳感器13、彈簧15；其中，魚線20、滑輪固定架28、定滑輪22、動滑輪18共同構成滑輪組，連接砝碼1的魚線20依次通過滑輪固定架28上的定滑輪22、第一基座27內部的圓通孔、第二基座23內部的圓通孔、第二基座23上的動滑輪18，最后連接頂針24的尾部，從而實現將在豎直方向上產生的恒力載荷轉移并施加到在水平方向上的MSMA驅動器25；

所述固定驅動器單元包括第一基座27、第二基座23、第三基座12、托載槽26、頂針24、擋板17；

所述MSMA驅動器25放置在第一基座27上的托載槽26中，由托載槽26提供徑向固定和軸向固定，由第二基座23上的頂針24提供軸向載荷。