超磁致伸缩致动器

摘要： 为了降低温升对超磁致伸缩致动器工作性能的影响,提出了一种采用内管外腔式的超磁致伸缩致动器水冷结构。基于热阻定律建立其传热模型,分析了影响超磁致伸缩材料棒温度的因素,对超磁致伸缩致动器稳态时的温度进行了仿真分析。结果表明,虽然超磁致伸缩致动器的温度随着电流强度的增大而升高,但是采用强制水冷可以有效地控制温升,且温升随着冷却水入口流速的增大而减小,当冷却水入口流速为3 m/s时,超磁致伸缩材料棒的热变形量不大于0.09μm。

摘要： 在液压阀工作空间环境限制的条件下,设计了一种体积精小、结构紧凑的阀用超磁致伸缩致动器.针对该种致动器内部偏置磁场强度均匀性较差的问题,利用有限元仿真方法对其偏置磁场分布结构进行了分析及设计,通过引入磁场不均匀度及平均磁场强度两性能指标对偏置磁场分布结构进行区别,同时结合实际情况,确定了最佳偏磁分布结构为超磁致伸缩棒段数n=3时;制作了阀用超磁致伸缩致动器试验样机,并对样机磁场强度进行了测试.实验结果表明,超磁致伸缩棒表面的磁场分布与仿真结果具有相同的变化趋势,其磁场不均匀度约为22.7％,说明所设计偏置磁场结构是合理的,该研究对于液压阀件的设计具有一定意义.

摘要： A control system based on Giant Magnetostrictive Actuator was studied to eliminate the influence of the stick-slip phenomenon on machining accuracy of CNC machine tool.First,The overall design of the stick-slip control system is carried out,the dynamic mechanics model of Giant Magnetostrictive Actuator system was built by Matlab/Simulink.Then the simple physical model of the CNC machine tool stickslip was established and modeled by Adams.The Matlab and Adams were used to establish the coordinated simulation system by linking the dynamic mechanics model of GMA.According to the fuzzy control principle,a fuzzy PI controller was designed to control the system,and the control system was simulated by Simulink.The results show that the system can suppress the stick-slip phenomenon effectively in lowspeed work of CNC machine tool,and the effect of fuzzy PI control is better than conventional PI control.%为了消除数控机床工作过程中爬行现象对工件加工精度的影响,研究了一种基于超磁致伸缩致动器的控制系统.首先进行了爬行控制系统的整体设计,使用Matlab/Simulink建立超磁致伸缩致动器(GMA)激励系统动态力学模型.然后建立数控机床爬行的简单物理模型,并使用Adams进行建模与GMA力学模型相结合,构成Matlab与Adams的联合仿真系统.根据模糊控制原理,设计了一种模糊PI控制器对系统进行控制,通过Simulink对控制系统进行仿真分析.结果证明该系统能很好的抑制数控机床低速工作中的爬行现象,并且模糊PI控制效果要明显优于常规PI控制.

摘要： 超磁致伸缩致动器(GMA)是一种具有广阔应用前景的新型智能驱动元件.为方便GMA特性研究和控制实验的开展,设计了以DSP为核心的GMA测控系统.硬件方面,将上位机和DSP集成配置,可实现GMA的开环测试和闭环控制;软件方面,采用C++和MATLAB混合编程编写上位机程序,实现上位机对测控过程的实时监控;控制策略方面,将GMA位移逆模型和单神经元PID算法写入DSP,提高GMA的控制精度.经实验表明,系统能够较好地完成GMA测控实验,有助于GMA的优化设计和控制策略的验证.%Giant magnetostrictive actuator( GMA) is a kind of intelligent actuation component which has broad appli-cation foreground. A testing and controlling system is designed based on DSP for GMA, in order to make further research on properties of GMA and control experiments easier. On the hardware side,the upper computer and DSP are integrated together. Both open-loop testing and closed-loop controlling experiment for GMA can be conducted.On the software side, it is developed to monitor the process of experiments through a method based on the mixed programming of C++ and MATLAB, which is easy to maintain and expand. On the control strategy side, inverse model of GMA and single neuron PID algorithm are embedded into DSP,helping to improve precision of controlling. Indicated by the experimentation, the system could complete the testing and controlling experiments well, and it conduces to optimal design and verification of control strategy for GMA.

摘要： 在所设计超磁致伸缩致动器输出性能基本不变的条件下,为增大其输出位移以满足大流量电液伺服阀的驱动需求,设计了一种双排串联式弓张结构;基于材料力学知识建立了双排串联式弓张结构输出位移模型,并分析了其结构尺寸参数对其放大比的影响;采用有限元仿真的方法分析了双排串联式弓张结构输入力与输出位移之间的关系;制作了双排串联式弓张结构样机,搭建试验系统对其放大性能进行了测试.试验结果表明:双排串联式弓张结构的放大倍数在16.5 ～16.9之间波动,与理论计算值基本吻合,所设计双排串联式弓张结构能够满足大流量电液伺服阀的驱动要求.

摘要： 根据超磁致伸缩致动器(GMA)的热特性,本文设计了一种具有内外双层铜水管冷却结构的温度控制系统,在控制致动器温度的同时,降低了致动器的输出误差.本文先利用ANSYS有限元分析软件对GMA稳态温度场进行分析,结果表明,所设计的温度控制系统能够有效控制致动器温度,大大提高了致动器的输出精度.然后搭建温控实验平台,通过强制水冷实验可知,具有双层铜水管冷却结构的温控系统,对于减小热变形对GMA输出精度的影响,具有显著的效果。

摘要： 针对超磁致伸缩致动器的集中于静态与准静态领域的不足,开发设计出一款用于高频驱动的超磁致伸缩致动器.建立完善了用于高精度励磁场的轴线磁场强度、三维空间磁场强度的ANSYS模型.完成励磁场均匀度分析,为高频磁场的设计提供设计理论基础.

摘要： 介绍了超磁致伸缩致动器的结构设计过程,完成了驱动磁场、偏置磁场、预压结构、水冷机构的设计,利用致动器加工实物,完成了致动器的静态特性实验,获得了不同预压力和驱动磁场强度下的致动器输出位移曲线,并得到了最优参数.

摘要： 本文对超磁致伸缩致动器的结构如驱动磁场、偏置磁场、预压结构、水冷机构等进行设计,利用致动器加工实物,完成致动器的静态特性实验,获得不同预压力和驱动磁场强度下的致动器输出位移曲线,并得到了最优参数.

摘要： 以超磁致伸缩材料制作的超磁致伸缩致动器具有应变大、机电耦合系数高、能量密度大、响应速度快等优点.但是由于磁滞非线性、环境温度、外力等的影响，对致动器系统的定位精度及控制产生很大影响.为消除非线性等因素对系统定位精度产生的影响，采用了单神经元比例、求和、微分(PSD)功能的控制算法，实现了超磁致伸缩致动器的精密位移输出.

摘要： 为了将超磁致伸缩致动器的输出位移放大以满足工程应用中长行程、精确定位的要求,本文采用半圆型柔性铰链设计了一种对称式柔顺放大机构.对其转角刚度、结构形式、结构参数、静态位移输出特性进行了分析.并利用ANSYS软件对柔顺放大机构进行建模和有限元分析,验证了其结构的合理性.

摘要： 本文研究了用超磁致伸缩致动器作为驱动器件的超磁致伸缩燃油阀,可以在直流电流控制下输出一定的位移,驱动阀门的开启和关闭,实现流量的精密控制。通过有限元建立了结构模型,并对磁场进行了分析。结果表明,本文设计的超磁致伸缩燃油阀可以实现流量的精确控制。

摘要： 虚拟仪器技术是计算机技术与仪器仪表技术相结合的产物,代表仪器仪表技术最新的发展动向.基于虚拟仪器的计算机测控系统开发相对与传统仪器具有很大优势,不仅弥补了传统仪器的不足,同时减少测控平台开发成本,缩短测控平台开发周期.本文基于NI公司的LabVIEW开发环境,开发了GMA振动特性测控平台,分别从硬件平台和软件平台对GMA静态特性和动态特性进行设计与研究,并进行实验研究,实验结果表明在静态工作条件下,在一定的驱动电流范围内,驱动磁场的增大有利于GMA的输出性能;在动态工作条件下,在一定的驱动电流条件下,随着驱动频率的不断增加,将会导致GMA输出位移的减小.

摘要： 虚拟仪器技术是计算机技术与仪器仪表技术相结合的产物,代表仪器仪表技术最新的发展动向.基于虚拟仪器的计算机测控系统开发相对与传统仪器具有很大优势,不仅弥补了传统仪器的不足,同时减少测控平台开发成本,缩短测控平台开发周期.本文基于NI公司的LabVIEW开发环境,开发了GMA振动特性测控平台,分别从硬件平台和软件平台对GMA静态特性和动态特性进行设计与研究,并进行实验研究,实验结果表明在静态工作条件下,在一定的驱动电流范围内,驱动磁场的增大有利于GMA的输出性能;在动态工作条件下,在一定的驱动电流条件下,随着驱动频率的不断增加,将会导致GMA输出位移的减小.

摘要： 虚拟仪器技术是计算机技术与仪器仪表技术相结合的产物,代表仪器仪表技术最新的发展动向.基于虚拟仪器的计算机测控系统开发相对与传统仪器具有很大优势,不仅弥补了传统仪器的不足,同时减少测控平台开发成本,缩短测控平台开发周期.本文基于NI公司的LabVIEW开发环境,开发了GMA振动特性测控平台,分别从硬件平台和软件平台对GMA静态特性和动态特性进行设计与研究,并进行实验研究,实验结果表明在静态工作条件下,在一定的驱动电流范围内,驱动磁场的增大有利于GMA的输出性能;在动态工作条件下,在一定的驱动电流条件下,随着驱动频率的不断增加,将会导致GMA输出位移的减小.

摘要： 本发明提供一种磁致伸缩作动器和磁致伸缩作动器试验平台。磁致伸缩作动器包括：壳体；磁致伸缩棒，其能在磁场的作用下伸缩并且被收容在壳体内；导出杆；线圈支撑套，其包围磁致伸缩棒设置，并且在其周围缠绕有磁场线圈，当该磁场线圈通电时产生使得磁致伸缩棒伸缩作动的磁场；磁致伸缩棒的伸缩作动方向上的两端分别设置有至少一个偏置永磁体，以使磁致伸缩棒在磁致伸缩棒的伸缩作动方向上介于位于两端的偏置永磁体之间的方式布置，从而在磁致伸缩棒的伸缩作动方向上产生磁场。利用本发明的磁致伸缩作动器和磁致伸缩作动器试验平台能够有效地提取非线性敏感参数及失稳边界，对磁致伸缩棒进行各种非线性机理试验。

摘要： 本发明揭示一种超磁伸缩材料,它是将稀土类元素及过渡金属元素为主成分的合金作为母合金,使氮以间隙型固溶在该母合金中形成的。氮例如以0.01～2.5质量%范围引入母合金中。氮添加处理在600°C以下的温度范围实施。减少磁致伸缩合金中存在的氮化合物量,使氮化合物的含氮量相对于合金中的总氮量的比值按质量比在0.05以下。由此能够维持良好的磁致伸缩特性及和机械特性,能够提高居里温度且重复性好。采用熔液急冷薄片材料的超磁致伸缩材料沿柱状晶体生长方向即厚度方向层叠,在该状态下形成一体。

摘要： 本发明涉及磁致伸缩致动器及使用该磁致伸缩致动器的扬声器和设备，该磁致伸缩致动器包括：沿中心轴延伸的磁致伸缩元件；追随磁致伸缩元件的变形而位移的可动部；以磁致伸缩元件为中心地卷绕的音圈；包围磁致伸缩元件和音圈的磁铁；具有与磁铁的下表面和磁致伸缩元件的下表面结合的上表面的下部磁轭；具有与磁铁的上表面结合的下表面和隔着空隙与可动部的外侧面对置的内侧面的上部磁轭；与可动部的外侧面和上部磁轭的内侧面结合且设于上述空隙内的弹性部件。该磁致伸缩致动器可以较薄地形成，并能够抑制不需要的振动，且具有良好的线性。

摘要： 本发明提供一种磁致伸缩作动器和磁致伸缩作动器试验平台。磁致伸缩作动器包括：壳体；磁致伸缩棒，其能在磁场的作用下伸缩并且被收容在壳体内；导出杆；线圈支撑套，其包围磁致伸缩棒设置，并且在其周围缠绕有磁场线圈，当该磁场线圈通电时产生使得磁致伸缩棒伸缩作动的磁场；磁致伸缩棒的伸缩作动方向上的两端分别设置有至少一个偏置永磁体，以使磁致伸缩棒在磁致伸缩棒的伸缩作动方向上介于位于两端的偏置永磁体之间的方式布置，从而在磁致伸缩棒的伸缩作动方向上产生磁场。利用本发明的磁致伸缩作动器和磁致伸缩作动器试验平台能够有效地提取非线性敏感参数及失稳边界，对磁致伸缩棒进行各种非线性机理试验。

摘要： 本发明提供了一种带有热管散热器的超磁致伸缩超声致动器。包括热管散热器和超磁致伸缩超声致动器，热管散热器包括热管和翅片，超磁致伸缩超声致动器包括：外壳上部、外壳下部、Terfenol‑D棒材、导杆、导磁片和导磁套。本发明采用Terfenol‑D棒材套接热管，通过在Terfenol‑D棒材和热管之间注入的绝缘导热胶把热量从Terfenol‑D棒材传向翅片的方式来限制高频温升，热管冷端与翅片相贴合，在外壳上部以及外壳下部的外表面均布置铜翅片以扩大散热面积实现散热，翅片与超磁致伸缩超声致动器外表面填充导热胶，保障致动器由中心热源向四周散热。本发明能够有效解决超磁致伸缩超声致动器温度过高、散热较差的问题，保障超磁致伸缩超声致动器的输出特性。

摘要： 本实用新型提供了一种带有热管散热器的超磁致伸缩超声致动器。包括热管散热器和超磁致伸缩超声致动器，热管散热器包括热管和翅片，超磁致伸缩超声致动器包括：外壳上部、外壳下部、Terfenol‑D棒材、导杆、导磁片和导磁套。本实用新型采用Terfenol‑D棒材套接热管，通过在Terfenol‑D棒材和热管之间注入的绝缘导热胶把热量从Terfenol‑D棒材传向翅片的方式来限制高频温升，热管冷端与翅片相贴合，在外壳上部以及外壳下部的外表面均布置铜翅片以扩大散热面积实现散热，翅片与超磁致伸缩超声致动器外表面填充导热胶，保障致动器由中心热源向四周散热。本实用新型能够有效解决超磁致伸缩超声致动器温度过高、散热较差的问题，保障超磁致伸缩超声致动器的输出特性。

摘要： 本发明属于超磁致伸缩致动器领域，特别涉及一种具有四级放大功能的超磁致伸缩精密微位移致动器。混合放机构的上下分别设有盖板，混合放大机构左右两侧设有楔形放大器的输入端，楔形放大器的输入端与盖板上的楔形放大器的输出端接触，形成楔形放大器；混合放大机构中间设置的菱形放大机构与微杠杆输入弯臂连接；微杠杆放大机构由微杠杆输入弯臂、枢轴结构和微杠杆输出臂组成。前后对称的微杠杆输出臂与楔形放大器的输入端形成半桥机构；带有线圈的超磁致伸缩棒通过带孔螺栓安装在菱形放大机构的中心轴线上。本发明致动器具有输出位移大、结构紧凑、整体尺寸小、输出平稳、使用安全的优点。

摘要： 本发明属于超磁致伸缩致动器领域，特别涉及一种具有四级放大功能的超磁致伸缩精密微位移致动器。混合放机构的上下分别设有盖板，混合放大机构左右两侧设有楔形放大器的输入端，楔形放大器的输入端与盖板上的楔形放大器的输出端接触，形成楔形放大器；混合放大机构中间设置的菱形放大机构与微杠杆输入弯臂连接；微杠杆放大机构由微杠杆输入弯臂、枢轴结构和微杠杆输出臂组成。前后对称的微杠杆输出臂与楔形放大器的输入端形成半桥机构；带有线圈的超磁致伸缩棒通过带孔螺栓安装在菱形放大机构的中心轴线上。本发明致动器具有输出位移大、结构紧凑、整体尺寸小、输出平稳、使用安全的优点。

摘要： 本发明公开了一种无线圈式超磁致伸缩致动器，涉及磁致伸缩致动器技术领域。所述致动器包括圆柱形永磁体，所述圆柱形永磁体的N极和S极径向分布，当N、S极位于竖直位置时，磁体N极正对上导磁体，上导磁体被磁化成N极；磁体S级正对下导磁体，下导磁体被磁化成S级，且通过所述非导体板的作用，磁力线由上导磁体经过GMM组件后再到达下导磁体，形成闭合磁力线，GMM组件周围形成强磁场，磁场对GMM组件产生作用；驱动装置驱动所述永磁体旋转90°后，所述N、S极位于水平位置，磁力线分别在上、下导磁体中形成闭路，上、下导磁体迅速退磁，使得GMM组件周围没有磁场，不会对GMM组件产生作用。

摘要： 本实用新型提供了一种带有半导体制冷散热器的超磁致伸缩致动器。主要包括超磁致伸缩致动器和半导体制冷散热器，半导体制冷散热器安装在超磁致伸缩致动器的底部中心位置，半导体制冷散热器包括P型半导体、N型半导体、金属导体、翅片、风扇和电源，金属导体和电源连接。本实用新型首创了半导体制冷散热器控温，在超磁致伸缩致动器的底部中心位置安装了半导体制冷散热器，它能有效地对超磁致伸缩致动器进行制冷，并散发超磁致伸缩致动器产生的热量，限制超磁致伸缩材料内部的温升，而且冷却过程中温度下降效果明显，解决了超磁致伸缩致动器高频驱动下的剧烈温升问题。