電磁伸縮致動器的製作方法
2023-10-10 11:32:09 1
專利名稱：電磁伸縮致動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種產生直線運動的利用電致伸縮或》茲致伸縮的電動機或 發電機，尤其涉及一種致動器。
背景技術：
近些年來，電、磁致伸縮材料領域發展迅速，產生了如巨磁致伸縮材料和 磁致伸縮形狀記憶合金等新型的可用於精密緻動器研製的磁致伸縮智能材料， 這類材料具有能量密度大，輸出功率高，伸縮形變大、控制精確等優點。但是 基於這類伸縮材料研製的致動器件為能達到大伸縮位移和大負載致動能力往往 需要能產生強電磁場的大電流激勵。但是由於通常制動器設計結構的限制使所 需的電磁線圈的尺寸有限，而不能產生超強磁場，特別是為產生強勵磁場而加 載大電流時，線圈熱損耗加劇，線圈發熱將直接使磁致伸縮材料產生熱膨脹， 而直接影響磁致伸縮機構位移的精度。
目前人們為解決此類問題，往往採用在致動器內部再附加一套液體或氣體 冷卻循環系統來平衡電》茲線圈的發熱。這種解決方法雖然冷卻效果不錯，但整
個致動器結構複雜，整體尺寸增大，並且還需要額外的泵給系統等缺陷。如2007 年3月28日4受權^^告的中國專利，授權公告號為CN1307780C,公開了一種相變 溫控型超磁致伸縮微位移致動器，其在超磁致伸縮棒與驅動線圈之間增加相變 溫控裝置，雖然能夠在一定範圍內克服電磁線圈的發熱問題，但仍然具有上述 指出的缺陷。
實用新型內容
本實用新型的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種電磁伸縮致動器，其負 載大、位移精密。
為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案其包括電磁線圈以及設 置在電磁線圈內的磁致感應棒，電磁線圈周邊包裹導磁外筒，導磁外筒的一側 或相對的兩側設有貫通口 ；磁致感應棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯接盤連接，緊固螺釘相對於貫通口可自由運動；隔離板與導
磁外筒之間設有彈簧。
才艮據;磁致伸縮類智能材料的磁致激勵應變機理，即對於f茲致伸縮材料體， 當外加電磁場作用時，磁致伸縮材料體將產生在外磁場加載方向上的伸縮位移 (如巨磁致伸縮材料)，或產生在垂直外磁場加載方向上的伸縮位移(如磁致形 狀記憶合金)。據此，當外部電磁線圈所產生勵磁場可以被磁^各導入磁致伸縮體 中時，磁致伸縮體將產生磁致伸縮變形，即產生磁致伸縮位移。當磁致伸縮體 在被外部電磁線圈產生的永磁場激勵前後產生了變形，該變形以伸長位移的方 式由剛性導磁棒和隔磁端塊傳遞出去，並最終推動負載。
導磁外筒有兩種結構方式l.在相對的兩側設有貫通口，其呈對稱結構， 這樣磁致感應棒的形變量可通過兩個相反的方向對外表現。2.只在導磁外筒的 一側設有貫通口的致動器，在導磁外筒相對的另一側設有定聯接盤，這樣磁致 感應^#、的形變量只通過一個方向對外表現；定聯接盤與導磁外筒通過定位螺栓 固接；電磁線圈與定聯接盤之間設有導磁底板，導磁底板的周邊與導磁外筒的 內側邊接觸。導磁底板與磁致感應棒之間設有隔離墊。彈箐與導磁外筒之間設 有調節墊；調節墊通過調節螺釘與螺栓蓋連接，螺栓蓋通過螺紋固定在導磁外 筒上，螺栓蓋調節彈簧的壓縮量，實現磁致感應棒的壓緊和位置固定。導磁外 筒的側邊設有電磁線圏的導線輸出孔。
致動器中磁致感應糹奉為 一種在》茲場勵磁作用下可產生伸縮行為的物體，磁 致伸縮體可採用磁致形狀記憶合金、磁致伸縮材料棒、磁流變液體等。彈簧可 以採用其它具有彈性的物體。
該致動器可以實現大電流強磁場，並且電磁激勵線圈發熱對磁致伸縮材料 不產生直接負效應。本發明特別適用於有小尺寸、強磁場、大位移、大負載和 避免溫升影響要求的精密驅動、定位領域的器件研發。
電磁磁路體導磁材料杆的形狀即磁路形狀可以根據實際結構環境需要而改 動，只要能將電磁磁場導入磁致感應棒中即可。
本發明的機構可用於研製要求產生大位移、大負載、高精度驅動功能的儀 器和設備，以及對現有磁致伸縮驅動設備、儀器的改進，可廣泛應用於致動器、
4制動器、電機、振動及控制設備、機器人、精密製造、生物醫學工程等領域。
圖1為致動器俯視示意圖2為致動器實施例1的示意圖。
具體實施方式實施例1
本裝置包括電磁線圈5以及設置在電磁線圈內的磁致感應棒4，電磁線圈周 邊包裹導磁外筒6,導磁外筒6的一側設有四個貫通口，另一側設有定聯接盤1; 定聯接盤1與導磁外筒6通過定位螺栓14固接；電磁線圈5與定聯接盤1之間 設有導磁底板2，導磁底板2的周邊與導磁外筒6的內側邊接觸。導磁底板2與 磁致感應棒4之間設有隔離墊3。磁致感應棒4端部固接隔離板13;隔離板13 在貫通口處通過緊固螺釘8與動聯接盤7連接，緊固螺釘8相對於貫通口可自 由運動；隔離板13與導磁外筒6之間設有彈簧12。彈簧12與導磁外筒6之間 設有調節墊11;調節墊11通過調節螺釘9與螺栓蓋10連接，螺栓蓋10通過螺 紋固定在導磁外筒6上，螺栓蓋10調節彈簧的壓縮量，實現石茲致感應棒4的壓 緊和位置固定。導磁外筒6的側邊設有電磁線圈5的導線輸出孔15。
工作時，對電磁線圈5通入電流，產生磁場，該磁場5導入磁致感應棒4 ， 此時，磁致感應棒4勵磁。由於磁致伸縮材料特性，磁致感應棒4受磁場激勵 後將沿導入磁場方向產生伸長變形。當電磁線圈5產生的電磁場強度足夠大時， 其伸長變形力大於彈簧12在磁致感應棒4兩端施加的壓力，產生變形將由位於 磁致感應棒4連接的隔離板13向外傳遞，彈簧12被壓縮，最終推動與隔離板 13連接的動聯接盤7負栽產生向外伸長的動作。
當電磁激勵撤銷，磁致感應棒4不再勵磁而收縮，同時在彈簧12的回覆壓 力作用下，隨磁致感應棒4的收縮，帶動隔離板13,進而帶動最外端的動聯接 盤7負載產生向裡拉即縮短的動作。至此，通過對電磁線圈5通斷電流，使致 動器產生伸縮致動功能；並且該伸縮致動的位移和輸出力的大小可以通過控制 電磁線圈5中加載電流強度的大小進行精確控制。實施例2
導磁外筒6相對的兩側設有貫通口，兩側結構對稱。其它同實施例l。 實施例3
在導磁外筒6的上側邊的正中央設有一個貫通口，其它位置封閉設置。動 聯接盤7與導磁外筒的上側邊的內側設置彈簧。其它同實施例1。
權利要求1.一種電磁伸縮致動器，其特徵在於包括電磁線圈以及設置在電磁線圈內的磁致感應棒，電磁線圈周邊包裹導磁外筒，導磁外筒的一側或相對的兩側設有貫通口；磁致感應棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯接盤連接，緊固螺釘相對於貫通口可自由運動；隔離板與導磁外筒之間設有彈簧。
2. 根據權利要求1所述的電磁伸縮致動器，其特徵在於只在導磁外筒的一側設 有貫通口的致動器，在導磁外筒相對的另一側設有定聯接盤；定聯接盤與導 磁外筒通過定位螺栓固接；電磁線圈與定聯接盤之間設有導磁底板，導磁底 板的周邊與導磁外筒的內側邊接觸。
3. 根據權利要求2所述的電磁伸縮致動器，其特徵在於導磁底板與磁致感應棒 之間設有隔離墊。
4. 根據權利要求1或2或3所述的電磁伸縮致動器，其特徵在於彈簧與導磁外 筒之間設有調節墊；調節墊通過調節螺釘與螺栓蓋連接，螺栓蓋通過螺紋固 定在導磁外筒上，螺栓蓋調節彈簧的壓縮量，實現磁致感應棒的壓緊和位置 固定。
5. 根據權利要求4所述的電磁伸縮致動器，其特徵在於導磁外筒的側邊設有電 磁線圏的導線輸出孔。
專利摘要本實用新型涉及一種產生直線運動的利用電致伸縮或磁致伸縮的電動機或發電機，尤其涉及一種致動器。本實用新型的電磁伸縮致動器包括電磁線圈以及設置在電磁線圈內的磁致感應棒，電磁線圈周邊包裹導磁外筒，導磁外筒的一側或相對的兩側設有貫通口；磁致感應棒端部固接隔離板；隔離板在貫通口處通過緊固螺釘與動聯接盤連接，緊固螺釘相對於貫通口可自由運動；隔離板與導磁外筒之間設有彈簧。本實用新型的機構可用於研製要求產生大位移、大負載、高精度驅動功能的儀器和設備，以及對現有磁致伸縮驅動設備、儀器的改進，可廣泛應用於致動器、制動器、電機、振動及控制設備、機器人、精密製造、生物醫學工程等領域。
文檔編號H02N2/04GK201435693SQ20092002918
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月1日 優先權日2009年7月1日
發明者健 李, 楊錦堂 申請人:青島佳普智能材料應用有限公司