基于Galfenol薄片的精密直線驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磁致伸縮式驅動器，具體涉及一種基于Galfenol薄片的精密直線驅動器。
【背景技術】
[0002]磁致伸縮式驅動器是利用磁致伸縮材料在外部所處磁場大小發生變化時，其材料相應發生變形而設計的。現有的磁致伸縮式驅動器一般采用Terfenol-D材料，Terfenol-D材料具有驅動行程大，驅動精度高，響應速度快等優點，已在精密定位、振動控制、精密聲學器件等領域得到廣泛的應用。然而，Terfenol-D材料的機械性能較差，易脆裂，抗沖擊能力弱，這些在一定程度上限制了 Terfenol-D材料的應用。
[0003]Galfenol材料是一種新型的磁致伸縮功能材料，應變大，精度高，輸出力大，響應快速，而且其機械性能優良，不易脆裂，是構造精密驅動器的理想材料。
[0004]目前，Galfenol材料從應用形式上主要分為棒狀材料和薄片狀材料。棒狀材料一般用于構造直接推動形式的直線驅動器，輸出力大但輸出位移小；而薄片狀材料一般與彈性材料復合構造成懸臂梁，輸出位移大但輸出力小。

【發明內容】

[0005]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種機械性能良好、使用壽命長、輸出位移和輸出力均較大的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:一種基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，它包括殼體、線圈和驅動軸，所述殼體一端封閉，一端開口，開口端設置有開口的端蓋；所述殼體內設有兩片彈片，彈片的一端連接在殼體的封閉端面上，彈片的另一端與驅動軸的一端相連，驅動軸的另一端穿過端蓋的開口 ；殼體內設置有筒形骨架，筒形骨架上纏繞線圈；兩片彈片的外側面上粘接有Galfenol薄片，兩片Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向一致，并且與彈片的長度方向一致；筒形骨架的兩端分別設置有環狀的永磁體，兩片永磁體的磁場方向一致；線圈通電后產生的磁場方向與永磁體的磁場方向相反；所述線圈通電后產生用于抵消永磁體磁場的磁場，所述彈片和驅動軸套在筒形骨架內。
[0007]按上述方案，殼體的端蓋開口處設有直線軸承，所述驅動軸與直線軸承滑動配合。
[0008]按上述方案，所述彈片為長矩形薄片，長矩形薄片的長寬比為10:1，厚度為0.8?Imm0
[0009]按上述方案，所述Galfenol薄片為長矩形薄片，該薄片的長寬比為9:1，厚度為0.3 ?0.5mm。
[0010]按上述方案，所述驅動軸為圓柱體狀。
[0011 ] 按上述方案，所述驅動軸的軸向中心線、直線軸承的軸向中心線、線圈的軸向中心線、筒形骨架及永磁體的軸向中心線均為同一條直線。
[0012]本實用新型中的殼體、端蓋由導磁材料制成，驅動軸、筒形骨架和彈片由非導磁性材料制成。
[0013]本實用新型的工作原理為:驅動器安裝完成后，永磁體產生偏置磁場，Galfenol薄片受偏置磁場的作用發生形變伸長，帶動兩片彈片向外側彎曲，驅動軸也隨之向左移動一定的距離；線圈通入電流后，產生驅動磁場，調整電流方向，使驅動磁場的磁場方向與偏置磁場的磁場方向相反；驅動磁場和偏置磁場疊加后，部分磁場相互抵消，隨著線圈中電流的逐漸增大，驅動磁場逐漸增強，作用在Galfenol薄片上的總磁場逐漸減弱，Galfenol薄片收縮，彈片的彎曲幅度減小，推動驅動軸向右移動，從而對外輸出力或位移；當驅動磁場增大到足以完全抵消偏置磁場時，Galfenol薄片形變消失，彈片隨之恢復平直狀態，此時，驅動軸向右輸出最大位移，如圖3所示。
[0014]本實用新型的有益效果是:1、采用的Galfenol材料抗沖擊能力強，反復變形后不易斷裂，間接提高了驅動器的使用壽命；2、設置了永磁體，并生偏置磁場，并產生驅動軸的偏置位移，從而使得線圈通入電流后驅動軸向右推，而不是向左縮；3、將薄片狀Galfenol材料應用于構造直線驅動器，輸出位移和輸出力均較大。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一個具體實施例的結構示意圖。
[0016]圖2為本實施例彈片與Galfenol薄片粘接后的俯視圖。
[0017]圖3為本實施例的運動示意圖。
[0018]其中:1、殼體；2、筒形骨架；3、線圈；4、永磁體；5、驅動軸；6、直線軸承；7、Galfenol薄片；8、彈片；9、端蓋。
【具體實施方式】
[0019]為了更好的理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0020]如圖1所示的一種基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，包括殼體1、線圈3和驅動軸5，殼體I 一端封閉，一端開口，開口端設置有開口的端蓋9 ;所述殼體I內設有兩片彈片8，彈片8的一端連接在殼體I的封閉端面上，彈片8的另一端與驅動軸5的一端相連，驅動軸5的另一端穿過端蓋9的開口 ；兩片彈片8的外側面上粘接有Galfenol薄片7 (如圖2所示)，兩片Galfenol薄片7的最大磁致伸縮方向一致，并且與彈片8的長度方向一致；殼體I內設置有筒形骨架2，筒形骨架2上纏繞線圈3 ;筒形骨架2的兩端分別設置有環狀的永磁體4，兩片永磁體4的磁場方向一致；線圈3通電后產生的磁場方向與永磁體4的磁場方向相反；所述線圈3通電后產生用于抵消永磁體4磁場的磁場，所述彈片8和驅動軸5套在筒形骨架2內。
[0021]優選地，殼體I的端蓋9開口處設有直線軸承6，所述驅動軸5與直線軸承6滑動配合。
[0022]優選地，彈片8為長矩形薄片，長矩形薄片的長寬比為10:1，厚度為0.8?1mm。
[0023]優選地，Galfenol薄片7為長矩形薄片，該薄片的長寬比為9:1，厚度為0.3?0.5mmο
[0024]優選地，驅動軸5為圓柱體狀；驅動軸5的軸向中心線、直線軸承6的軸向中心線、線圈3的軸向中心線、筒形骨架2及永磁體4的軸向中心線均為同一條直線。
【主權項】
1.一種基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，它包括殼體、線圈和驅動軸，所述殼體一端封閉，一端開口，開口端設置有開口的端蓋；所述殼體內設有兩片彈片，彈片的一端連接在殼體的封閉端面上，彈片的另一端與驅動軸的一端相連，驅動軸的另一端穿過端蓋的開口 ；殼體內設置有筒形骨架，筒形骨架上纏繞線圈；其特征在于:兩片彈片的外側面上均分別粘接有Galfenol薄片，兩片Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向一致，并且與彈片的長度方向一致；筒形骨架的兩端分別設置有環狀的永磁體，兩片永磁體的磁場方向一致；線圈通電后產生的磁場方向與永磁體的磁場方向相反；所述線圈通電后產生用于抵消永磁體磁場的磁場，所述彈片和驅動軸套在筒形骨架內。2.如權利要求1所述的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，其特征在于，殼體內的端蓋開口處設有直線軸承，所述驅動軸與直線軸承滑動配合。3.如權利要求1所述的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，其特征在于，所述彈片為長矩形薄片，長矩形薄片的長寬比為10:1，厚度為0.8~lmm。4.如權利要去I所述的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，其特征在于，所述Galfenol薄片為長矩形薄片，該薄片的長寬比為9:1，厚度為0.3-0.5mm。5.如權利要求1所述的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，其特征在于，所述驅動軸為圓柱體狀。6.如權利要求5所述的基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，其特征在于，所述驅動軸的軸向中心線、直線軸承的軸向中心線、線圈的軸向中心線、筒形骨架及永磁體的軸向中心線均為同一條直線。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于Galfenol薄片的精密直線驅動器，它包括殼體、線圈和驅動軸，所述殼體一端封閉，一端開口，開口端設置有開口的端蓋；殼體內設有兩片彈片，彈片的一端連接在殼體的封閉端面上，彈片的另一端與驅動軸的一端相連，驅動軸的另一端穿過端蓋的開口；殼體內設置有筒形骨架，筒形骨架上纏繞線圈；兩片彈片的外側面上粘接有Galfenol薄片，兩片Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向一致，并且與彈片的長度方向一致；筒形骨架的兩端分別設置有環狀的永磁體，兩片永磁體的磁場方向一致。本實用新型采用Galfenol材料抗沖擊能力強，反復變形后不易斷裂，間接提高了驅動器的使用壽命，且驅動器的輸出位移和輸出力均較大。
【IPC分類】H02N2/02
【公開號】CN204928620
【申請號】CN201520678958
【發明人】盧全國, 聶勤, 陳定方, 祝志芳, 胡瑞
【申請人】南昌工程學院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月2日