磁致伸缩式惯性冲击驱动器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103684039103684039A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310712901.9(22)申请日2013.12.23(71)申请人南昌工程学院地址330000江西省南昌市高新区天祥大道289号(72)发明人卢全国赵冉曹清华段年嵩双超军祝志芳陶珍付欣王欢(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有限公司36115代理人施秀瑾(51)Int.Cl.H02N2/02(2006.01)H02N2/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图3页附图3页(54)发明名称磁致伸缩式惯性冲击驱动器(57)摘要一种磁致伸缩式惯性冲击驱动器，包括机架、驱动轴、线圈、悬臂梁、Terfenol-D薄片，驱动轴的两端安装在机架的通孔中，与通孔间隙配合；悬臂梁对称地安装在驱动轴的两侧，悬臂梁的自由端设置配重块；Terfenol-D薄片粘接在悬臂梁的一侧，Terfenol-D薄片的最大磁致伸缩方向一致，并且与悬臂梁的长度方向一致；安装在机架上对称分布的线圈套置在驱动轴两侧的悬臂梁上，悬臂梁穿过线圈。本发明的磁致伸缩式惯性冲击驱动器，由于驱动轴、悬臂梁、Terfenol-D薄片均与线圈不接触，运动部件在运动过程上，无需拖曳供电线缆，因此，可以大大减小供电线缆对驱动器运动的干扰，从而提高驱动器的运动精度和稳定性。CN103684039ACN1036849ACN103684039A权利要求书1/1页1.一种磁致伸缩式惯性冲击驱动器，包括机架（1）、驱动轴（2）、线圈（3）、悬臂梁（5）、Terfenol-D薄片（6），其特征在于：驱动轴（2）的两端安装在机架（1）的通孔中，与通孔间隙配合；悬臂梁（5）对称地安装在驱动轴（2）的两侧，悬臂梁（5）的自由端设置配重块（4）；Terfenol-D薄片（6）粘接在悬臂梁（5）的一侧，Terfenol-D薄片（6）的最大磁致伸缩方向一致，并且与悬臂梁（5）的长度方向一致；安装在机架（1）上对称分布的线圈（3）套置在驱动轴（2）两侧的悬臂梁（5）上，悬臂梁（5）穿过线圈（3）。2.根据权利要求1所述的磁致伸缩式惯性冲击驱动器，其特征在于：悬臂梁（5）为矩形片状。3.根据权利要求1所述的磁致伸缩式惯性冲击驱动器，其特征在于：所述线圈（3）为矩形。2CN103684039A说明书1/2页磁致伸缩式惯性冲击驱动器技术领域[0001]本发明涉及一种磁致伸缩式惯性冲击驱动器。背景技术[0002]惯性冲击驱动器是指在锯齿波驱动信号的作用下，利用驱动源快速变形所产生的惯性冲击力来实现微位移的一种驱动机构。因其具有体积小、驱动电压低、成本低等诸多优势，在航空、机器人、微机械加工等需精密定位的领域已呈现广泛应用前景。早期的惯性冲击电机主要为电磁式，而目前普遍采用压电材料为驱动元件构造惯性冲击电机。压电式惯性冲击驱动器以其独特的优势在细胞操作、光纤对接、数码相机抖动补偿等领域获得了应用，展现了良好市场前景。但是，压电式惯性冲击驱动器仍存在一些突出问题，其利用压电材料的逆压电效应进行驱动，驱动方式为电压驱动，需要线缆提供电能，通常惯性冲击驱动器机构尺寸小、重量轻，供电线缆的自重和振动对驱动器的运动精度会产生较大影响。另外，压电材料在具有响应快、形变精度高的优势的同时，也存在形变量小、出力小的不足，使得压电式惯性冲击驱动器在移动速度和负载能力方面不够理想。[0003]超磁致伸缩材料是一种新型磁机功能材料，采用磁场驱动，因而可以实现无缆驱动。作为超磁致伸缩材料的典型代表，Terfenol-D是将稀土元素铽（Tb）、镝（Dy）和金属元素铁（Fe）按一定比例制备而成的一种新型磁致伸缩合金，具有大应变、高精度、强力以及响应快、可靠性高等优势，是构造精密驱动器的理想材料。发明内容[0004]本发明的目的就是提供一种应变范围大、运动精度高、稳定性好的磁致伸缩式惯性冲击驱动器。[0005]本发明的磁致伸缩式惯性冲击驱动器，包括机架、驱动轴、线圈、悬臂梁、Terfenol-D薄片，其特点是，驱动轴的两端安装在机架的通孔中，与通孔间隙配合，可在通孔中滑动；悬臂梁对称地安装在驱动轴的两侧，悬臂梁为矩形片状，悬臂梁的自由端设置配重块；Terfenol-D薄片粘接在悬臂梁的一侧，每根悬臂梁均在同一侧面粘接若干片Terfenol-D薄片，Terfenol-D薄片的最大磁致伸缩方向一致，并且与悬臂梁的长度方向一致；安装在机架上对称分布的线圈套置在驱动轴两侧的悬臂梁上，悬臂梁穿过线圈，所述线圈为矩形。[0006]机架为非导磁材料，如铜、铝等；驱动轴为非导磁材料，如铜、铝等；悬臂梁为非导磁弹性材料，如铍青铜等；配重