[发明专利]一种防漏磁、高阻尼的磁致伸缩作动器性能测试系统

说明书

本发明提出一种防漏磁、高阻尼的磁致伸缩作动器性能测试系统，包括磁致伸缩作动器系统和与之相连的传感系统、信息采集控制系统、电源系统、温控系统；所述磁致伸缩作动器系统包括以金属橡胶件和预紧螺栓（2）形成的预应力施加机构，还包括磁致伸缩棒（16）和磁路系统，以及内部设置线圈骨架的磁致伸缩作动器；金属橡胶件包括设于顶杆凸起部与预紧螺栓之间、顶杆凸起部与轴套之间的圆环型金属橡胶（3），所述预紧螺栓对磁致伸缩棒施以预应力，所述圆环型金属橡胶吸收外界激励的高频能量；预应力施加机构以金属橡胶件制备工艺的调整来调节预应力施加机构的阻尼和刚度特性；本发明具有防漏磁、高阻尼的特点，而且内置主动温控系统。

技术领域

本发明涉及测试设备技术领域，尤其是一种防漏磁、高阻尼的磁致伸缩作动器性能测试系统。

背景技术

磁致伸缩作动器应用在振动主动控制中时，磁致伸缩作动器与振动源相接触，通过驱动磁致伸缩棒产生与振动源频率相同幅值相反的振动来抵消振动源振动，达到对振动进行消除控制的目的。但由于磁致伸缩材料棒具有刚度大，在高频振动难以控制驱动的特点，使得磁致伸缩作动器通常用于控制中低频振动。现有的磁致伸缩作动器通常采用弹簧作为预应力施加机构，加上磁致伸缩棒自身刚度大的特点，使传统磁致伸缩作动器在结构上无阻尼，不具备耗散外部高频激励的能力。

现有的磁致伸缩性能测试系统没有考虑磁致伸缩作动器线圈漏磁回收及测量的问题，磁场的泄漏会导致测试系统中精密的传感器及其配套的测试装置无法正常运作。

现有的磁致伸缩性能测试系统不具备主动温度调节功能，不能根据线圈发热对磁致伸缩性能测试系统进行主动温度调节。由于磁致伸缩材料棒的输出属于微米级别，驱动磁致伸缩材料棒的线圈在通入大电流之后会产生严重的发热。线圈产生的热量传导至磁致伸缩材料棒就会产生热膨胀、改变磁致伸缩材料棒磁性能等影响。严重影响对于磁致伸缩材料棒的位移输出测量精度。

发明内容

本发明提出一种防漏磁、高阻尼的磁致伸缩作动器性能测试系统，具有防漏磁、高阻尼的特点，而且内置主动温控系统，可测试磁致伸缩棒在不同温度环境下的性能表现。

一种防漏磁、高阻尼的磁致伸缩作动器性能测试系统，包括磁致伸缩作动器系统和与之相连的传感系统、信息采集控制系统、电源系统、温控系统；所述磁致伸缩作动器系统包括以金属橡胶件和预紧螺栓(2)形成的预应力施加机构，还包括磁致伸缩棒(16)和磁路系统，以及由线圈骨架在内部支撑的磁致伸缩作动器；

磁致伸缩作动器的顶杆(1)上部设有位于预紧螺栓、轴套(7)之间的凸起部，底座(24)通过紧固件与作动器系统的外壳(15)固定连接；所述金属橡胶件包括设于顶杆凸起部与预紧螺栓之间、顶杆凸起部与轴套之间的圆环型金属橡胶(3)，所述预紧螺栓对磁致伸缩棒施以预应力，所述圆环型金属橡胶吸收外界激励的高频能量；预应力施加机构以金属橡胶件制备工艺的调整来调节预应力施加机构的阻尼和刚度特性。

所述顶杆接收外界激励后进行轴线方向的往复运动；当顶杆(1)向下运动时，夹在顶杆凸起部与轴套之间的金属橡胶(3)承担部分的外载荷并通过自身阻尼消耗了部分冲击能量；当顶杆延轴线向上运动时，预紧螺栓(2)与顶杆凸起部之间的金属橡胶承受载荷并消耗轴线方向上的冲击能量。

所述外界激励由线圈骨架处的激励线圈(17)和偏置线圈(18)产生的电磁场施加；所述线圈骨架设于轴套(7)与磁致伸缩作动器的底座之间。

所述线圈骨架(12)置于磁致伸缩作动器底座上，其上端、下端均为圆台，下端圆台处设有矩形的线圈线槽(12-1)和传感器线槽(12-2)；

线圈骨架中心的管状空腔中设有上导磁块(11)、磁致伸缩棒、下导磁块(19)；激励线圈(17)缠绕在线圈骨架(12)内侧，偏置线圈(18)缠绕在激励线圈(17)外；线圈导线通过线圈线槽(12-1)、内导磁架线孔(13-1)、中间导磁架线孔(14-1)、外壳线孔(15-1)引出；