超磁致伸缩驱动器

摘要： 针对现有的超磁致伸缩微驱动的车削刀架存在输出位移小、稳定性差等问题,设计一种应用于主动控制车削颤振车削刀架的新型超磁致伸缩驱动器(GMA)。基于ANSYS仿真软件探究开闭合磁路状态下GMM棒磁场强度以及分布情况,并搭建GMA动态位移特性测试系统研究电流频率和预压力大小对GMA输出特性的影响。研究结果表明:闭合磁路状态通过GMM棒的平均磁场强度更高且均匀性较好;在预压力一定时,GMA的动态输出位移峰峰值与输入电流频率呈负相关;在预压力为300 N时,GMA的动态输出位移峰峰值达到最大值为45μm。仿真和实验结果说明所提出的新型GMA可以稳定输出动态位移,满足主动控制车削颤振的激励频率及最大动态输出位移的需要,所设计的超磁致伸缩微驱动车削刀架是完全可行的。

摘要： 磁路主要为GMA提供激励磁场与偏置磁场叠加的驱动磁场,驱动磁场强度直接影响GMA的输出位移。因此,GMA磁路的结构参数设计是提高电磁转换效率和充分发挥GMM棒特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀率作为评价标准和主要设计原则。在给定输出位移和输出力的基础上,分别对偏置磁场选取以及GMM棒、激励线圈、磁回路的结构参数进行设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析GMA的磁路。结果表明GMA磁场分布更均匀,使均匀率提高到97.62%,验证设计的正确性。

摘要： 针对超磁致伸缩驱动器在特殊工作情况下位移量过小的问题,设计一种杠杆结构的柔性铰链式超磁致伸缩微位移放大机构。通过理论计算与有限元分析相结合,验证该设计的合理性,并搭建实验平台测试超磁致伸缩驱动器驱动下放大机构的输出特性。结果表明:所设计的柔性铰链式放大机构放大比为5.32,等效刚度为1.29 N/μm,负载能力强,位移损失量较小,输出效率较高。

摘要： 针对应用于滑动轴承精度控制中的超磁致伸缩驱动器(GMA),基于LabVIEW软件开发平台,设计GMA测试控制系统,并利用该系统进行GMA控制滑动轴承实验台基座的实验.结果表明:通过控制程控电源输出电压的频率和幅值,能够有效控制GMA的伸长量,精确控制实验台基座的位置,证明了GMA测试系统的有效性,为利用GMA控制轴承间隙抑制转子振动提供了参考.

摘要： 基于超磁致伸缩材料具有抗压能力强、机电耦合系数高、响应速度快等优点,将超磁致伸缩驱动器简化为弹簧-阻尼-质量系统并应用于隔振系统中,通过理论计算推导出力传递系数,仿真发现该系统在外激励频率高于141 Hz时具有隔振作用.在此隔振系统的基础上,通过法拉第电磁感应定律研究系统的振动能量回收问题,结果表明,外激励力的大小与频率、系统质量、驱动器的线圈匝数、超磁致伸缩棒的长度和直径对能量收集效果具有一定的影响,最后通过正交试验发现在超磁致伸缩棒长度和横截面积比值较小时系统会产生较大的感应电动势,对具有隔振和能量收集双功能超磁致伸缩驱动器的研究优化具有一定的指导意义.

摘要： 针对传统机械式输液泵的输液精度低、输液不平稳等问题,提出一种基于超磁致伸缩微驱动的输液泵的概念设计.介绍该新型输液泵概念结构和工作原理;对输液泵的超磁致伸缩驱动器装置进行初步的可行性研究.结果表明:在外加电流为0～2 A时,超磁致伸缩驱动器的输出力达到470 N、输出位移达到58μm,可控性能优异,验证了超磁致伸缩微驱动输液泵设计的可行性.

摘要： 对现有超磁致伸缩驱动器(GMA)数理模型的研究进展进行分类综述.从数学模型和物理模型两方面,系统地总结了各类模型的应用现状、发展分支及其发展趋势;综合对比和评价了Preisach模型、PI模型和J-A模型的优势与不足;探讨了GMA数理模型的未来研究方向.

摘要： 为解决薄壁零件加工过程中出现的颤振问题,综述和分析了切削颤振控制技术中的被动控制、主动控制、半主动控制和参数调整技术的研究现状.并对现阶段国内外切削颤振控制技术的优缺点和适用条件进行了评价.针对薄壁件车削过程中出现的颤振问题,提出了基于超磁致伸缩驱动器车削颤振主动控制方案,最后指出了今后颤振控制技术的研究方向.研究结果表明:相对于普通车削,采用基于超磁致伸缩驱动器车削颤振主动控制方案,可以有效抑制颤振.

摘要： 针对超磁致伸缩材料驱动的微小泵在快速输送流量中出现自吸能力差、流量控制精度级数低的问题,提出一种基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的新型三柱塞式高频微小泵,介绍了基于GMA的三柱塞式微小泵的结构设计与工作原理,建立了其数学模型AMESim仿真模型,并优化分析了不同参数对其输出流量和泵腔压力的影响规律.优化后得到的高频微小泵稳态调整时间为1.45ms,单个吸排周期传送液体为0.086ml,最大负压为-27.2KPa,对15号液压油的等效自吸高度可达2.835m,可见,本新型微小泵具有动态响应快,控制精度高,自吸能力强等优越性能.

摘要： 本发明公开了一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀，包括下阀体（1）、依次压叠在下阀体（1）上的基片（3）、上阀体（4）和平面螺旋线圈（6），下阀体的底部沿径向方向分别设有进液流道（2）和出液流道（11），下阀体的上部设有液体腔（13），进液流道（2）设有垂直向上的与液体腔连通的流道口，出液流道（11）与所述液体腔连通；基片（3）上表面镀有具有逆磁致伸缩效应薄膜（7），下表面镀有具有正磁致伸缩效应薄膜（9）；平面螺旋线圈（6）通电后，磁致伸缩薄膜驱动器在激励磁场的作用下发生形变向上弯曲，使得工作流体通道打开，实现液压系统回路的通断。本发明具有体积小、易于微型化、响应速度快、可控性强等特点。

摘要： 一种基于ARM的超磁致伸缩微驱动器的偏置与驱动电路，适用于电源领域。偏置与驱动电路由磁铁线圈、悬浮负载恒流源、DA输出±5V电路、驱动器电路组成。电路结构紧凑，体积小，响应速度快，线性度好，提高了系统的运算速度以及工作效率，功耗较低，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

摘要： 本发明公开了一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的双平面线圈驱动式微泵，包括泵体、将该泵体分成上、下泵体的基片，上泵体的上表面设有上平面螺旋线圈，该上平面螺旋线圈与外部电源电连接，基片的上表面设有正磁致伸缩效应薄膜，下表面设有逆磁致伸缩效应薄膜；泵体上设有进液口、出液口，泵体内设有阀腔体，基片与所述上泵体形成上液体腔，基片与下泵体形成下液体腔；进液口、阀腔体均与所述上、下液体腔连通，阀腔体与所述出液口连通；上、下液体腔与所述进液口的连接处均设有单向进液膜，上、下液体腔与所述阀腔体的连接处均设有单向出液膜。本发明，采用双液体腔，在相同体积下，具有更大的泵腔，流量比现有膜式微泵大。

摘要： 本发明公开了一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀，包括下阀体（1）、依次压叠在下阀体（1）上的基片（3）、上阀体（4）和平面螺旋线圈（6），下阀体的底部沿径向方向分别设有进液流道（2）和出液流道（11），下阀体的上部设有液体腔（13），进液流道（2）设有垂直向上的与液体腔连通的流道口，出液流道（11）与所述液体腔连通；基片（3）上表面镀有具有逆磁致伸缩效应薄膜（7），下表面镀有具有正磁致伸缩效应薄膜（9）；平面螺旋线圈（6）通电后，磁致伸缩薄膜驱动器在激励磁场的作用下发生形变向上弯曲，使得工作流体通道打开，实现液压系统回路的通断。本发明具有体积小、易于微型化、响应速度快、可控性强等特点。

摘要： 本实用新型公开了一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的双平面线圈驱动式微泵，包括泵体、将该泵体分成上、下泵体的基片，上泵体的上表面设有上平面螺旋线圈，该上平面螺旋线圈与外部电源电连接，基片的上表面设有正磁致伸缩效应薄膜，下表面设有逆磁致伸缩效应薄膜；泵体上设有进液口、出液口，泵体内设有阀腔体，基片与所述上泵体形成上液体腔，基片与下泵体形成下液体腔；进液口、阀腔体均与所述上、下液体腔连通，阀腔体与所述出液口连通；上、下液体腔与所述进液口的连接处均设有单向进液膜，上、下液体腔与所述阀腔体的连接处均设有单向出液膜。本实用新型采用双液体腔，在相同体积下，具有更大的泵腔，流量比现有膜式微泵大。

摘要： 本实用新型公开了一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀，包括下阀体（1）、依次压叠在下阀体（1）上的基片（3）、上阀体（4）和平面螺旋线圈（6），下阀体的底部沿径向方向分别设有进液流道（2）和出液流道（11），下阀体的上部设有液体腔（13），进液流道（2）设有垂直向上的与液体腔连通的流道口，出液流道（11）与所述液体腔连通；基片（3）上表面镀有具有逆磁致伸缩效应薄膜（7），下表面镀有具有正磁致伸缩效应薄膜（9）；平面螺旋线圈（6）通电后，磁致伸缩薄膜驱动器在激励磁场的作用下发生形变向上弯曲，使得工作流体通道打开，实现液压系统回路的通断。本实用新型具有体积小、易于微型化、响应速度快、可控性强等特点。

摘要： 一种超磁致伸缩驱动器及其驱动的高速电磁阀，所述驱动器的磁致伸缩棒(14)安装在直径最小的一个热补偿管内，热补偿管外套磁致伸缩管，磁致伸缩管外套热补偿管，依此类推，最外层的磁致伸缩管外面套上线圈骨架(7)，线圈骨架(7)上缠绕着线圈(15)，线圈(15)引线通过导磁壳体(16)上的引线孔(11)引出，与外部驱动电路相连；将上述所有安装好的部件装在导磁壳体(16)内部，并通过导磁端盖(12)将导磁壳体(16)开口端密封，导磁端盖(12)内表面中心突出圆柱插入所有热补偿管封闭端所开圆孔中，导磁输出杆(17)安装在导磁壳体(16)封闭端所开圆孔内，并与安装在导磁壳体(16)内部的磁致伸缩棒(14)一端接触。

摘要： 本发明公开一种超磁致伸缩驱动器磁滞非线性模型的参数辨识装置和方法，包含以下步骤：通过电流/电压模块将位移传感器输出4‑20mA的电流信号和电源输出的电流信号各自转换成0‑3.3V的电压信号；通过信号线将电流/电压模块输出的两路电压信号经ADC模块同步传输到DSP处理器；DSP处理器依据测得的信号，采用粒子群和人工鱼群混合辨识算法对磁滞模型进行参数辨识，在不断获取测量数据的同时修正模型的参数；重复上述过程，直到辨识出参数满足要求。本发明利用ADC模块同步采集超磁致伸缩驱动器的输入电流值和输出位移值，并基于DSP处理器和粒子群和人工鱼群混合辨识算法对其磁滞模型的参数进行辨识，以提高其输出位移模型的精度，有利于误差补偿控制。

摘要： 本发明公开一种增大超磁致伸缩驱动器驱动行程的系统，通过控制线圈电流产生的磁场使超磁致伸缩棒产生伸缩运动，利用凸轮机构将超磁致伸缩棒产生的微小位移放大输出，放大的倍数根据需求调整凸轮的尺寸，改变凸轮轮廓线形状来实现。本发明是在机械结构上增大超磁致伸缩驱动器的输出行程，相比于传统直接驱动的方式，具有受力平稳、传动效率高、响应速度快的特性，还可以根据需求调整行程放大系数，可设计输出位移，扩展了超磁致伸缩驱动器的应用范围。

摘要： 一种超磁致伸缩驱动器及其驱动的高速电磁阀，所述驱动器的磁致伸缩棒(14)安装在直径最小的一个热补偿管内，热补偿管外套磁致伸缩管，磁致伸缩管外套热补偿管，依此类推，最外层的磁致伸缩管外面套上线圈骨架(7)，线圈骨架(7)上缠绕着线圈(15)，线圈(15)引线通过导磁壳体(16)上的引线孔(11)引出，与外部驱动电路相连；将上述所有安装好的部件装在导磁壳体(16)内部，并通过导磁端盖(12)将导磁壳体(16)开口端密封，导磁端盖(12)内表面中心突出圆柱插入所有热补偿管封闭端所开圆孔中，导磁输出杆(17)安装在导磁壳体(16)封闭端所开圆孔内，并与安装在导磁壳体(16)内部的磁致伸缩棒(14)一端接触。