专利名称：电磁伸缩致动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种产生直线运动的利用电致伸缩或》兹致伸缩的电动机或 发电机，尤其涉及一种致动器。
背景技术：
近些年来，电、磁致伸缩材料领域发展迅速，产生了如巨磁致伸缩材料和 磁致伸缩形状记忆合金等新型的可用于精密致动器研制的磁致伸缩智能材料， 这类材料具有能量密度大，输出功率高，伸缩形变大、控制精确等优点。但是 基于这类伸缩材料研制的致动器件为能达到大伸缩位移和大负载致动能力往往 需要能产生强电磁场的大电流激励。但是由于通常制动器设计结构的限制使所 需的电磁线圈的尺寸有限，而不能产生超强磁场，特别是为产生强励磁场而加 载大电流时，线圈热损耗加剧，线圈发热将直接使磁致伸缩材料产生热膨胀， 而直接影响磁致伸缩机构位移的精度。
目前人们为解决此类问题，往往采用在致动器内部再附加一套液体或气体 冷却循环系统来平衡电》兹线圈的发热。这种解决方法虽然冷却效果不错，但整
个致动器结构复杂，整体尺寸增大，并且还需要额外的泵给系统等缺陷。如2007 年3月28日4受权^^告的中国专利，授权公告号为CN1307780C,公开了一种相变 温控型超磁致伸缩微位移致动器，其在超磁致伸缩棒与驱动线圈之间增加相变 温控装置，虽然能够在一定范围内克服电磁线圈的发热问题，但仍然具有上述 指出的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种电磁伸缩致动器，其负 载大、位移精密。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案其包括电磁线圈以及设 置在电磁线圈内的磁致感应棒，电磁线圈周边包裹导磁外筒，导磁外筒的一侧 或相对的两侧设有贯通口 ；磁致感应棒端部固接隔离板；隔离板在贯通口处通过紧固螺钉与动联接盘连接，紧固螺钉相对于贯通口可自由运动；隔离板与导
磁外筒之间设有弹簧。
才艮据;磁致伸缩类智能材料的磁致激励应变机理，即对于f兹致伸缩材料体， 当外加电磁场作用时，磁致伸缩材料体将产生在外磁场加载方向上的伸缩位移 (如巨磁致伸缩材料)，或产生在垂直外磁场加载方向上的伸缩位移(如磁致形 状记忆合金)。据此，当外部电磁线圈所产生励磁场可以被磁^各导入磁致伸缩体 中时，磁致伸缩体将产生磁致伸缩变形，即产生磁致伸缩位移。当磁致伸缩体 在被外部电磁线圈产生的永磁场激励前后产生了变形，该变形以伸长位移的方 式由刚性导磁棒和隔磁端块传递出去，并最终推动负载。
导磁外筒有两种结构方式l.在相对的两侧设有贯通口，其呈对称结构， 这样磁致感应棒的形变量可通过两个相反的方向对外表现。2.只在导磁外筒的 一侧设有贯通口的致动器，在导磁外筒相对的另一侧设有定联接盘，这样磁致 感应^#、的形变量只通过一个方向对外表现；定联接盘与导磁外筒通过定位螺栓 固接；电磁线圈与定联接盘之间设有导磁底板，导磁底板的周边与导磁外筒的 内侧边接触。导磁底板与磁致感应棒之间设有隔离垫。弹箐与导磁外筒之间设 有调节垫；调节垫通过调节螺钉与螺栓盖连接，螺栓盖通过螺紋固定在导磁外 筒上，螺栓盖调节弹簧的压缩量，实现磁致感应棒的压紧和位置固定。导磁外 筒的侧边设有电磁线圏的导线输出孔。
致动器中磁致感应纟奉为 一种在》兹场励磁作用下可产生伸缩行为的物体，磁 致伸缩体可采用磁致形状记忆合金、磁致伸缩材料棒、磁流变液体等。弹簧可 以采用其它具有弹性的物体。
该致动器可以实现大电流强磁场，并且电磁激励线圈发热对磁致伸缩材料 不产生直接负效应。本发明特别适用于有小尺寸、强磁场、大位移、大负载和 避免温升影响要求的精密驱动、定位领域的器件研发。
电磁磁路体导磁材料杆的形状即磁路形状可以根据实际结构环境需要而改 动，只要能将电磁磁场导入磁致感应棒中即可。
本发明的机构可用于研制要求产生大位移、大负载、高精度驱动功能的仪 器和设备，以及对现有磁致伸缩驱动设备、仪器的改进，可广泛应用于致动器、
4制动器、电机、振动及控制设备、机器人、精密制造、生物医学工程等领域。
图1为致动器俯视示意图2为致动器实施例1的示意图。
具体实施方式实施例1
本装置包括电磁线圈5以及设置在电磁线圈内的磁致感应棒4，电磁线圈周 边包裹导磁外筒6,导磁外筒6的一侧设有四个贯通口，另一侧设有定联接盘1; 定联接盘1与导磁外筒6通过定位螺栓14固接；电磁线圈5与定联接盘1之间 设有导磁底板2，导磁底板2的周边与导磁外筒6的内侧边接触。导磁底板2与 磁致感应棒4之间设有隔离垫3。磁致感应棒4端部固接隔离板13;隔离板13 在贯通口处通过紧固螺钉8与动联接盘7连接，紧固螺钉8相对于贯通口可自 由运动；隔离板13与导磁外筒6之间设有弹簧12。弹簧12与导磁外筒6之间 设有调节垫11;调节垫11通过调节螺钉9与螺栓盖10连接，螺栓盖10通过螺 紋固定在导磁外筒6上，螺栓盖10调节弹簧的压缩量，实现石兹致感应棒4的压 紧和位置固定。导磁外筒6的侧边设有电磁线圈5的导线输出孔15。
工作时，对电磁线圈5通入电流，产生磁场，该磁场5导入磁致感应棒4 ， 此时，磁致感应棒4励磁。由于磁致伸缩材料特性，磁致感应棒4受磁场激励 后将沿导入磁场方向产生伸长变形。当电磁线圈5产生的电磁场强度足够大时， 其伸长变形力大于弹簧12在磁致感应棒4两端施加的压力，产生变形将由位于 磁致感应棒4连接的隔离板13向外传递，弹簧12被压缩，最终推动与隔离板 13连接的动联接盘7负栽产生向外伸长的动作。
当电磁激励撤销，磁致感应棒4不再励磁而收缩，同时在弹簧12的回复压 力作用下，随磁致感应棒4的收缩，带动隔离板13,进而带动最外端的动联接 盘7负载产生向里拉即缩短的动作。至此，通过对电磁线圈5通断电流，使致 动器产生伸缩致动功能；并且该伸缩致动的位移和输出力的大小可以通过控制 电磁线圈5中加载电流强度的大小进行精确控制。实施例2
导磁外筒6相对的两侧设有贯通口，两侧结构对称。其它同实施例l。 实施例3
在导磁外筒6的上侧边的正中央设有一个贯通口，其它位置封闭设置。动 联接盘7与导磁外筒的上侧边的内侧设置弹簧。其它同实施例1。
权利要求1.一种电磁伸缩致动器，其特征在于包括电磁线圈以及设置在电磁线圈内的磁致感应棒，电磁线圈周边包裹导磁外筒，导磁外筒的一侧或相对的两侧设有贯通口；磁致感应棒端部固接隔离板；隔离板在贯通口处通过紧固螺钉与动联接盘连接，紧固螺钉相对于贯通口可自由运动；隔离板与导磁外筒之间设有弹簧。
2. 根据权利要求1所述的电磁伸缩致动器，其特征在于只在导磁外筒的一侧设 有贯通口的致动器，在导磁外筒相对的另一侧设有定联接盘；定联接盘与导 磁外筒通过定位螺栓固接；电磁线圈与定联接盘之间设有导磁底板，导磁底 板的周边与导磁外筒的内侧边接触。
3. 根据权利要求2所述的电磁伸缩致动器，其特征在于导磁底板与磁致感应棒 之间设有隔离垫。
4. 根据权利要求1或2或3所述的电磁伸缩致动器，其特征在于弹簧与导磁外 筒之间设有调节垫；调节垫通过调节螺钉与螺栓盖连接，螺栓盖通过螺紋固 定在导磁外筒上，螺栓盖调节弹簧的压缩量，实现磁致感应棒的压紧和位置 固定。
5. 根据权利要求4所述的电磁伸缩致动器，其特征在于导磁外筒的侧边设有电 磁线圏的导线输出孔。
专利摘要本实用新型涉及一种产生直线运动的利用电致伸缩或磁致伸缩的电动机或发电机，尤其涉及一种致动器。本实用新型的电磁伸缩致动器包括电磁线圈以及设置在电磁线圈内的磁致感应棒，电磁线圈周边包裹导磁外筒，导磁外筒的一侧或相对的两侧设有贯通口；磁致感应棒端部固接隔离板；隔离板在贯通口处通过紧固螺钉与动联接盘连接，紧固螺钉相对于贯通口可自由运动；隔离板与导磁外筒之间设有弹簧。本实用新型的机构可用于研制要求产生大位移、大负载、高精度驱动功能的仪器和设备，以及对现有磁致伸缩驱动设备、仪器的改进，可广泛应用于致动器、制动器、电机、振动及控制设备、机器人、精密制造、生物医学工程等领域。
文档编号H02N2/04GK201435693SQ20092002918
公开日2010年3月31日 申请日期2009年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者健 李, 杨锦堂 申请人:青岛佳普智能材料应用有限公司