超磁致伸缩驱动器及其微位移特性研究

发布时间：2021-01-04 12:18

　　基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,研制一种具有可控微位移功能的超磁致伸缩驱动器,并对外加预压力下该驱动器的微位移特性进行了实验研究。采用位移传感器、数据采集卡、驱动电源等,搭建超磁致伸缩驱动器的微位移性能测试台,实验研究在外加电流、预压力下,超磁致伸缩驱动器的输出位移与外加电流的关系。研究结果表明:在外加预压力为0～300 N时,驱动器的输出位移随外加电流的增加而增加;而在外加预压力为300～400 N时,超磁致伸缩驱动器的输出位移随输入电流的增大而减小。 

【文章来源】：机床与液压. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

超磁致伸缩材料

所设计的超磁致伸缩驱动器的简化结构如图2所示,表1为超磁致伸缩驱动器的一些主要参数。该驱动器核心零部件是超磁致伸缩棒。线圈通电产生磁场,磁场经过箱体等零件形成闭合回路,超磁致伸缩棒处在激励线圈和偏置磁场产生的磁场中,当改变激励线圈中的电流时超磁致伸缩棒就会发生伸缩变形,通过控制线圈中的电流,就可控制超磁致伸缩驱动器的输出位移。所设计的超磁致伸缩驱动器的端盖与箱体通过螺纹连接,同时给超磁致伸缩棒施加一定的压力,该压力不仅可使超磁致伸缩棒内部磁路在零磁场时尽可能地沿着与轴向应力垂直的方向排列[8],更能提高材料伸长对磁场的灵敏度,保证在外加激励磁场作用下,可获得较大的轴向磁致伸缩应变,从而可以使驱动器有较大的位移输出量[9]。

图3为超磁致伸缩驱动器测试系统的原理图,利用这一原理搭建驱动器静态性能测试系统,研究超磁致伸缩驱动器在不同预压力与不同输入电流下静态输出位移的大小。其中超磁致伸缩驱动器与位移传感器均需提供相应大小的电源,同时根据实验需要为驱动器提供不同大小的电流,驱动器产生的位移通过位移传感器转换为电信号,最终由相关软件处理读出所在条件下驱动器产生的位移输出。根据上述原理搭建的超磁致伸缩驱动器静态输出位移测试系统,其结构如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆筒状超磁致伸缩致动器磁场研究与仿真[J]. 范文涛,林明星,鞠晓君,王庆东.  功能材料. 2017(05)
[2]拉索-磁致伸缩作动器系统PID控制仿真分析[J]. 王修勇,李建强,孙洪鑫,方聪.  噪声与振动控制. 2016(06)
[3]超磁致伸缩材料微位移驱动器的实验研究[J]. 公涛,李国康.  机械工程与自动化. 2014(03)
[4]基于GMM的关节驱动器部件设计与研究[J]. 李媛媛,张森,葛伟伟,孙维丽.  制造业自动化. 2013(19)
[5]基于超磁致伸缩作动杆的结构振动主动控制研究[J]. 王社良,纪庆波,代建波,赵祥.  噪声与振动控制. 2010(06)

硕士论文
[1]特定条件下超磁致伸缩材料动态特性测试系统的研制[D]. 滕晓.河北工业大学 2006



本文编号：2956751