專利名稱：一種超磁致微動執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及伸縮驅(qū)動器，具體涉及微動執(zhí)行器，特別是超磁致伸縮材料(GMM)微動執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
超磁致微動執(zhí)行器以其輸出力大、位移分辨率高、位移大、帶載能力強等特點在超精密定位、超精密加工、智能結(jié)構(gòu)、振動主動控制系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。它克服了壓電陶瓷驅(qū)動器由于采用疊片結(jié)構(gòu)帶來的漂移現(xiàn)象，同時由于其工作在低壓范圍內(nèi)，相對于壓電陶瓷在高壓下工作帶來的防止漏電等要求，具有結(jié)構(gòu)簡單的特點。
超磁致微動執(zhí)行器是利用棒形超磁致材料在所處外部磁場大小發(fā)生變化時，其材料發(fā)生相應(yīng)伸縮變形而設(shè)計制作的?，F(xiàn)有的超磁致微動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)如圖3所示，它包括外殼1、電磁線圈2、輸出軸3、筒形骨架5、超磁致伸縮材料棒4；電磁線圈2纏繞在外殼1內(nèi)的筒形骨架5上，超磁致伸縮材料棒4套在筒形骨架5內(nèi)，輸出軸3通過預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒4的一端上。
超磁致微動執(zhí)行器的工作原理為當(dāng)電磁線圈2通電時，會產(chǎn)生一個磁場，在該磁場的作用下，超磁致伸縮材料棒4會產(chǎn)生軸向伸縮應(yīng)變，從而可以推動微動執(zhí)行器的輸出軸3的運動。輸出軸3的微動精度可達納米級甚至亞納米級。
由于超磁致微動執(zhí)行器的電磁線圈2通電時，會產(chǎn)生大量的熱量，溫度的提高會嚴重影響電磁線圈2中央的超磁致伸縮材料棒4工作的穩(wěn)定性，因此，現(xiàn)有的超磁致微動執(zhí)行器均采用液體冷卻的方式來平衡電磁線圈的發(fā)熱，如圖3所示，現(xiàn)有的超磁致微動執(zhí)行器上還設(shè)有液體冷卻裝置13，圖中的箭頭方向為液體的流動方向。雖然液體冷卻方式的冷卻效果非常好，但是液體冷卻需要的較大輔助裝置，造成超磁致微動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，影響了超磁致微動執(zhí)行器的實用化。
另外，現(xiàn)有的超磁致微動執(zhí)行器均采用實心的超磁致伸縮材料棒4，使得輸出軸3只可能從執(zhí)行器的一端伸出，因此，在現(xiàn)有的超磁致微動執(zhí)行器上，位移檢測元件、執(zhí)行器控制的部件(如高精密車床上進給的切削刀具等)都必須安裝在執(zhí)行器前端的輸出軸3上，這樣會造成輸出軸3上各部件安裝的不便，位移檢測元件和執(zhí)行器控制的部件會相互影響，影響位移檢測的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小的超磁致微動執(zhí)行器。
本實用新型所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種超磁致微動執(zhí)行器，該執(zhí)行器的輸出軸上各部件安裝方便，位移檢測的精度高。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超磁致微動執(zhí)行器，它包括外殼、電磁線圈、輸出軸、筒形骨架、超磁致伸縮材料棒；電磁線圈纏繞在外殼內(nèi)的筒形骨架上，超磁致伸縮材料棒套在筒形骨架內(nèi)，輸出軸通過預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒的一端上；筒形骨架與超磁致伸縮材料棒之間設(shè)有隔熱層。
上述方案中，筒形骨架與超磁致伸縮材料棒之間還設(shè)有筒形隔板，隔熱層設(shè)置在筒形骨架與筒形隔板之間。
上述方案中，超磁致伸縮材料棒為空心管，輸出軸與超磁致伸縮材料棒的接觸端連接一反向輸出軸，反向輸出軸穿過空心管，從另一端的外殼伸出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型超磁致微動執(zhí)行器具有以下優(yōu)點1、采用在筒形骨架與超磁致伸縮材料棒之間設(shè)置隔熱層的方法，代替現(xiàn)有技術(shù)的液體冷卻裝置，在保證超磁致伸縮材料棒工作的穩(wěn)定性的同時，使超磁致微動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)大大簡化，體積大大縮小。
2、筒形骨架與超磁致伸縮材料棒之間還設(shè)有筒形隔板，將隔熱層與超磁致伸縮材料棒隔開，保證了超磁致伸縮材料棒工作的穩(wěn)定性，方便超磁致微動執(zhí)行器的安裝。
3、超磁致伸縮材料棒為空心管，輸出軸與超磁致伸縮材料棒的接觸端連接一反向輸出軸，反向輸出軸穿過空心管，從另一端的外殼伸出，使得超磁致微動執(zhí)行器具有前、后兩個輸出軸，可將位移檢測元件、執(zhí)行器控制的部件分別安裝在兩個輸出軸上，有利于輸出軸上各部件的安裝，使位移檢測元件、執(zhí)行器控制的部件不會相互影響，保證了位移檢測的精度。


圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為現(xiàn)有超磁致微動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示的本實用新型超磁致微動執(zhí)行器實施例1，它包括外殼1、電磁線圈2、輸出軸3、筒形骨架5、超磁致伸縮材料棒4、筒形隔板7。外殼1由筒形殼體102、筒形殼體102兩端的前、后端蓋103、101組成。電磁線圈2纏繞在外殼1內(nèi)的筒形骨架5上，超磁致伸縮材料棒4套在筒形骨架5內(nèi)；筒形隔板7設(shè)置在筒形骨架5與超磁致伸縮材料棒4之間，筒形骨架5與筒形隔板7之間設(shè)有隔熱層6。輸出軸3上壓有預(yù)壓彈簧9，輸出軸3通過預(yù)壓彈簧9的預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒4的一端上。
隔熱層6可采用硅酸鋁纖維棉。
為減小電磁線圈2的發(fā)熱量，本實用新型實施例1的電磁線圈2采用了小電流、大匝數(shù)的電磁線圈。
如圖2所示的本實用新型超磁致微動執(zhí)行器實施例2，它為超精密車床的微動執(zhí)行器，微動執(zhí)行器的超磁致伸縮材料棒4為空心管，空心管的兩端設(shè)有永久磁鐵11，輸出軸3通過預(yù)壓彈簧9的預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒4一端的永久磁鐵11上。
輸出軸3與永久磁鐵11的接觸端連接一反向輸出軸8，反向輸出軸8穿過空心管，從外殼1的后端蓋101伸出。輸出軸3從外殼1的前端蓋103伸出。
執(zhí)行器控制的部件——超精密車床的刀具10設(shè)置在輸出軸3的端部，位移檢測元件——位移傳感器12設(shè)置在反向輸出軸8上，位移傳感器12的輸出端與工控機連接。
位移傳感器12可采用中原量儀生產(chǎn)的DGS-6C系列差動變壓器式傳感器(LVDT)。
輸出軸3與反向輸出軸8為一整體。
圖1、2中的箭頭方向為輸出軸的移動方向。
權(quán)利要求1.一種超磁致微動執(zhí)行器，它包括外殼(1)、電磁線圈(2)、輸出軸(3)、筒形骨架(5)、超磁致伸縮材料棒(4)，電磁線圈(2)纏繞在外殼(1)內(nèi)的筒形骨架(5)上，超磁致伸縮材料棒(4)套在筒形骨架(5)內(nèi)，輸出軸(3)通過預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒(4)的一端上，其特征在于筒形骨架(5)與超磁致伸縮材料棒(4)之間設(shè)有隔熱層(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的超磁致微動執(zhí)行器，其特征在于筒形骨架(5)與超磁致伸縮材料棒(4)之間還設(shè)有筒形隔板(7)，隔熱層(6)設(shè)置在筒形骨架(5)與筒形隔板(7)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的超磁致微動執(zhí)行器，其特征在于超磁致伸縮材料棒(4)為空心管，輸出軸(3)與超磁致伸縮材料棒(4)的接觸端連接一反向輸出軸(8)，反向輸出軸(8)穿過空心管，從另一端的外殼(1)伸出。
專利摘要本實用新型涉及一種超磁致微動執(zhí)行器，它包括外殼(1)、電磁線圈(2)、輸出軸(3)、筒形骨架(5)、超磁致伸縮材料棒(4)，電磁線圈(2)纏繞在外殼(1)內(nèi)的筒形骨架(5)上，超磁致伸縮材料棒(4)套在筒形骨架(5)內(nèi)，輸出軸(3)通過預(yù)壓力壓在超磁致伸縮材料棒(4)的一端上，筒形骨架(5)與超磁致伸縮材料棒(4)之間設(shè)有隔熱層(6)。本實用新型微動執(zhí)行器采用在筒形骨架與超磁致伸縮材料棒之間設(shè)置隔熱層的方法，代替現(xiàn)有技術(shù)的液體冷卻裝置，在保證超磁致伸縮材料棒工作的穩(wěn)定性的同時，使超磁致微動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)大大簡化，體積大大縮小。
文檔編號H02N2/04GK2854925SQ20052009922
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者陳定方, 盧全國, 李立方, 舒亮, 魏國前, 劉德輝, 吳敬兵, 陳昆, 李勛祥, 祖巧紅, 焦洪智 申請人:武漢理工大學(xué)