作用力的时候，通过45度进行作用力分解后，可以形成相应的水平推力，最终实现水平方向的位移。
[0027]作用点V 35设置的发力端11纵向阵列布置，数量至少为两个(作用点X 40设置的受力端12数量只保持一个)，本实施例中，如图1所示，其数量为3个(数量越多，调节的水平位移越大)；而对应的，作用点I 31、作用点II 32、作用点III 33、作用点IV 34的受力端12与作用点VI 36、作用点VII 37、作用点VID 38、作用点IX 39的发力端11之间的长度比与作用点V 35的发力端11跟作用点X 40的受力端12数量之比形成正比，即作用点V 35的发力端11数量为3个，则作用点I 31、作用点II 32、作用点III 33、作用点IV 34的受力端12长度为作用点VI 36、作用点VII 37、作用点VID 38、作用点K 39的发力端11长度的3倍。
[0028]以上所述的位移传感器分别设置在所有受力端12和发力端11之间用于检测受力端与发力端的相对位移量(具体的为作用点VI 36、作用点νπ 37、作用点VID 38、作用点K 39的发力端11和作用点X 40的受力端12)，持续的检测受力端12和发力端11之间形成的空隙长度，并将信号发送到计算机处理，而计算机通过该信号进行相应的数据输出，并通过电极115进行具体的控制。
[0029]本发明的具体使用步骤如下:
[0030]1、作用点I 31、作用点II 32的受力端12分别给作用点VI 36、作用点VII 37的发力端11施加向下的拉力，总称为F4;
[0031]作用点III 33、作用点IV 34的受力端12分别给作用点VID 38、作用点IX 39的发力端11施加向上的拉力，总称为F5;
[0032]悬浮体22自身产生向下的重力G ；
[0033]此时，F4=F 5+G ；
[0034]2、作用点V 35的发力端11与作用点X 40的受力端12之间产生垂直于45度斜面(作用点V 35呈水平45度角，作用点X 40呈水平45度角，与作用点V 35保持相应平行状态)的推力F，该推力F在45度斜面上分解为向下的拉力F2和水平的拉力F 1；
[0035]此时，由于产生了向下的拉力F2，所以破坏了 F4= F5+G所产生的平衡，则悬浮体22产生向下运动的趋势，此时，作用点I 31、作用点II 32、作用点III 33、作用点IV 34的受力端12中的位移传感器产生信息A反馈给计算机，通过计算机反馈命令B给相应的电极115，以控制相应电极115上的电压大小，使F4增加F 2，使得F4= F 2+F5+G ;因而，工字形支架21和悬浮体22在纵向保持相对位置不变，而此时，由于存在水平的拉力F1,因而，该悬浮体22在拉力F1的作用下做相对的水平位移；
[0036]3、水平的拉力F1带动悬浮体22水平位移，作用点X 40的受力端12向预定方向发生位移，当作用点X 40的受力端12与作用点V 35的第二块发力端11有相对面积接触时，相应的位移传感器产生信息C反馈给计算机，通过计算机反馈命令D给相应的电极115，以控制相应电极115上的电压大小，第二块发力端11通电，对受力端12发生作用，第一块发力端11断电。
[0037]发力端11施加拉力F4、拉力F5、推力F的步骤如下:
[0038]夹紧机构113、磁致伸缩薄片111、永磁铁112之间形成回路a ;
[0039]夹紧机构113、永磁铁112、气隙、受力端12之间形成回路b ;
[0040]通过改变回路a的磁通量大小，改变回路b的磁通量大小，继而使得气隙的大小发生变化；
[0041]所述气隙为夹紧机构113与受力端12之间形成的空间。
[0042]回路a的磁通量大小通过如下的方法改变；
[0043]通过电极115输入电压，压电陶瓷薄片114形变，带动超磁致伸缩薄片111产生应力，继而使得超磁致伸缩薄片111的磁化强度发生改变。
[0044]最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，包括非接触驱动构件，位移驱动系统，传感器系统以及控制系统；其特征在于:所述位移驱动系统上设置非接触驱动构件，非接触驱动构件之间设置传感器系统； 所述非接触驱动构件和传感器系统分别与控制系统信号连接。2.根据权利要求1所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，其特征是:所述位移驱动系统包括工字形支架(21)和悬浮体(22); 所述非接触驱动构件包括发力端(11)和受力端(12); 所述工字形支架(21)中上横梁(211)的上、下侧面的左、右侧分别设置受力端(12); 所述工字形支架(21)中竖梁(212)的顶端设置发力端(11); 相对于上横梁(211)的受力端(12)和竖梁(212)顶端的发力端(11)，在悬浮体(22)上相对位置分别设置发力端(11)和受力端(12)。3.根据权利要求2所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，其特征是:所述上横梁(211)上、下侧面的受力端(12) —一对应； 所述上横梁(211)左、右端的受力端(12)均为水平布置； 所述竖梁(212)顶端的发力端(11)设置为水平方向呈45度角倾斜向上； 所述受力端(12)和与其一一对应的发力端(11)均设置为相互平行。4.根据权利要求3所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，其特征是:所述竖梁(212)顶端的发力端(11)纵向阵列布置； 所述竖梁(212)顶端的发力端(11)的数量至少为两个； 所述工字形支架(21)中上横梁(211)上、下侧面的左、右侧受力端(12)长度与与其对应的发力端(11)长度比与竖梁(212)顶端发力端(11)与受力端(12)的数量比成正比。5.根据权利要求4所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，其特征是:所述发力端(11)包括相互平行的超磁致伸缩薄片(111)和永磁铁(112); 所述超磁致伸缩薄片(111)和永磁铁(112)的左、右两端均通过夹紧机构(113)夹紧； 所述超磁致伸缩薄片(111)的正、反两面分别设置有压电陶瓷薄片(114);所述超磁致伸缩薄片(111)易极化轴与压电陶瓷薄片(114)的伸缩方向相一致； 所述正、反两面的压电陶瓷薄片(114)上分别设置有电极(115)。6.根据权利要求5所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，其特征是:所述控制系统包括信号放大器、信号综合分析控制器、计算机、信号发生器、功率放大器以及驱动电源； 所述传感器系统经信号放大器依次与信号综合分析控制器和计算机相连接，所述计算机依次通过信号发生器、功率放大器与电极(115)相连接； 所述传感器系统包括上横梁(211)上、下侧面左、右侧的受力端(12)与相应发力端(11)之间与竖梁(212)顶端的发力端(11)与对应的受力端(12)之间设置的位移传感器； 所述驱动电源提供电源。7.利用功能材料复合作用的非接触驱动方法，其特征是:所述上横梁(211)上侧面的受力端(12)对应于悬浮体(22)的发力端(11)施加向下的拉力F4; 所述上横梁(211)下侧面的受力端(12)对应于悬浮体(22)的另外发力端(11)施加向上的拉力F5; 通过对应的电极(115)调整，使得F4= F5+G ； 所述G为悬浮体(22)产生的垂直向下重力； 所述竖梁(212)顶端的发力端(11)产生垂直于45度斜面的推力F，该推力F在45度斜面上分解为向下的拉力F2和水平的拉力F 1； 通过调节向下的拉力F4，使得此时F4= F 2+F5+G ； 此时，由水平的拉力F1驱动悬浮体(22)水平位移。8.根据权利要求7所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动方法，其特征是:所述拉力F4、拉力F5、推力F的施加步骤如下: 所述夹紧机构(113)、磁致伸缩薄片(111)、永磁铁(112)之间形成回路a; 所述夹紧机构(113)、永磁铁(112)、气隙、受力端(12)之间形成回路b; 通过改变回路a的磁通量大小，改变回路b的磁通量大小，继而使得气隙的大小发生变化； 所述气隙为夹紧机构(113)与受力端(12)之间形成的空间。9.根据权利要求8所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动方法，其特征是:所述回路a的磁通量大小通过如下的方法改变； 通过电极(115)输入电压，压电陶瓷薄片(114)形变，带动超磁致伸缩薄片(111)产生应力，继而使得超磁致伸缩薄片(111)的磁化强度发生改变。10.根据权利要求9所述的利用功能材料复合作用的非接触驱动方法，其特征是:水平的拉力F1带动悬浮体(22)水平位移，受力端(12)向预定方向发生位移，当受力端(12)与第二块发力端(11)有相对面积接触时，第二块发力端(11)通电，对受力端(12)发生作用，第一块发力端(11)断电。
【专利摘要】本发明公开了一种利用功能材料复合作用的非接触驱动装置，包括非接触驱动构件，位移驱动系统，传感器系统以及控制系统；所述位移驱动系统上设置非接触驱动构件，非接触驱动构件之间设置传感器系统；所述非接触驱动构件和传感器系统分别与控制系统信号连接。
【IPC分类】H02N2/04, H02N2/06
【公开号】CN105162355
【申请号】CN201510579472
【发明人】徐爱群, 廖胜凯, 于海阔, 葛丁飞, 段福斌
【申请人】浙江科技学院, 徐爱群
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日