超磁致伸缩致动器的优化与设计

摘要

本发明超磁致伸缩致动器的优化与设计，设计了超磁致伸缩致动器(GMA)，对线圈尺寸及绕线进行了优化设计，并测试了超磁致伸缩致动器的静、动态特性。在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了GMA基本结构，并确定了偏置磁场的加载方式。研究了线圈尺寸参数对线圈轴线上磁场分布和线圈的电-磁转换效率两方面的影响，优化设计了线圈的尺寸；提出了线圈功耗表达式并分析了绕线直径对功耗的影响，择优选取了绕线。通过实验，结果表明GMA具有较好的静态、动态特性，且GMA工作特性与设计参数相吻合，证明了线圈优化设计的合理性。本发明的GMA不仅动态工作特性良好，具有较高的可重复性，而且可以对其进行实时动态控制，具有较高的通用性和工程实用价值。