[发明专利]具有恒力输出的超磁致伸缩执行器及控制方法

摘要

本发明一种具有恒力输出的超磁致伸缩执行器及控制方法属于磁致伸缩执行器领域，特别涉及一种以超磁致伸缩棒为核心元件的具有恒力输出的超磁致伸缩执行器及控制方法。超磁致伸缩执行器为轴对称式结构；圆桶状的柱体安装在底部带有圆形凸台且中心处开有圆形凹槽的圆桶状的外套的圆形内腔底部，下导磁体安装在柱体的圆形内腔底部，圆筒磁轭安装在下导磁体上部。超磁致伸缩执行器的控制方法是先建立超磁致伸缩执行器恒力输出控制模块，使用超磁致伸缩正效应模型、超磁致伸缩逆效应模型和超磁致伸缩材料弹性模量模型，解除了超磁致伸缩棒内的磁致伸缩正效应和逆效应的耦合作用，使超磁致伸缩执行器在线圈中的电流和外力的共同作用下具有恒力输出。

主权项

一种具有恒力输出的超磁致伸缩执行器，其特征是，超磁致伸缩执行器为轴对称式结构；圆桶状的柱体(17)安装在底部带有圆形凸台且中心处开有圆形凹槽的圆桶状的外套(13)的圆形内腔底部，下导磁体(15)安装在柱体(17)的圆形内腔底部，圆筒磁轭(5)安装在下导磁体(15)上部，绕有线圈(6)的线圈骨架(8)安装在圆筒磁轭(5)内腔中，使线圈骨架(8)下端面与下导磁体(15)的上表面接触；不锈钢套管(16)安装在线圈骨架(8)的内孔中，下导向块(12)依次穿过下导磁体(15)、不锈钢套管(16)中心处的通孔，并使下导向块(12)的下端面与柱体(17)的内腔底部接触；霍尔传感器(14)通过非导磁性胶(11)固定在下导向块(12)上表面的中心处，不锈钢钢圈(10)、导磁垫片(9)、超磁致伸缩棒(7)分别从下导向块(12)上表面由下至上依次安装在不锈钢套管(16)的内孔中；中心处具有圆形凹槽的上导向块(21)安装在超磁致伸缩棒(7)的上面，中心处带有通孔的上导磁体(20)安装在线圈骨架(8)的上面，上导向块(21)与线圈骨架(8)和上导磁体(20)之间具有一定的间隙；中心处带有通孔的上端盖(3)通过均匀分布的四只上端盖固定螺栓(18)固定在柱体(17)上部，阶梯轴形状的传递轴(1)下端安装在上导向块(21)中心处的凹槽内，穿过传递轴(1)上部的碟形弹簧(23)安装在传递轴(1)的上表面(a)处，上端为六角形且具有外螺纹的预紧套(2)穿过传递轴(1)的上部，传递轴(1)与上端盖(3)、碟形弹簧(23)、预紧套(2)之间具有一定的间隙；预紧套(2)与具有螺纹通孔的顶盖(22)通过螺纹配合将碟形弹簧(23)压缩，顶盖(22)通过均匀分布的四只顶盖固定螺栓(19)与外套(13)固定连接，安装在外套(13)侧面的均匀分布的四只紧定螺钉(4)将上端盖(3)和柱体(17)在径向上锁紧。