一種作動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電靜液動作器技術領域，尤其涉及一種作動器。
【背景技術】
[0002]作動器是目前普遍使用的一種功率電傳的執行機構，由于無人機技術的飛速發展，就要求機載作動器逐漸向著小體積、高頻響、大功率密度的方向發展。近些年來，由于稀土超磁致伸縮材料(Ginat Magnetosrtietive Material,GMM)能有效的實現電磁能-機械能的可逆轉化，具有應變大，響應速度快，能量傳輸密度高和輸出力大等優異性能，被應用在了作動器的研究、制造當中。超磁致伸縮電靜液作動器(Giant MagnetostrictiveElectro-Hydrostatic Actuator, GMEHA)就是利用了 GMM的新型一體化電靜液作動器。GMEHA的驅動磁場通常由線圈或線圈、永磁體的組合產生，目前的主流設計主要有:1、磁致伸縮固液混合作動器:當驅動線圈通入一定電流引起磁場變化，GMM棒將會產生一定的伸縮位移，推動導磁塊與輸出桿往復運動，從而帶動與輸出桿通過螺紋連接的活塞往復運動，進而實現油液吸排。預壓力機構是由前端蓋，碟簧，輸出桿等組成，作用是給GMM棒一定的預壓力。栗的吸油與排油通道安裝有懸臂梁式被動閥，從而實現吸排油時油液的單向流。排出的油液流入液壓缸的高壓側，從而推動活塞桿運動，低壓側的油液經過進油閥片流回栗腔；
[0003]2、緊湊混合作動器:由一個液壓栗提供動力，栗中至少有一個提供位移的例如超磁致伸縮材料部件，其提供的位移帶動活塞運動能夠調節栗腔的容積，通過驅動閥來控制油液的輸出方向，從而推動液壓缸進行運動。
[0004]但以上磁致伸縮固液混合作動器實現方案存在以下缺陷:
[0005]目前的作動器在對GMM棒施加預壓力時，只能定性的靠經驗施加，由于預壓力的太大或太小將直接GMM棒的輸出性能，因此造成了 GMM棒的輸出性能不穩定。
【發明內容】
[0006]本發明的實施例提供一種動作器，能夠提高輸出性能的穩定性。
[0007]為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案:
[0008]一種作動器，包括:超磁致伸縮電一機轉換器、液壓栗頭、液壓缸；
[0009]所述超磁致伸縮電一機轉換器包括外殼3，安裝于所述外殼3上端的端蓋8，安裝于所述外殼3下端的底座1、安裝于所述端蓋8內部的輸出桿29、安裝于所述外殼3內靠上一側且在所述輸出桿29下端的上導磁塊7、安裝在所述底座I內的壓力傳感器32、安裝在壓力傳感器32上面且與外殼3接觸的下導磁塊2、安裝在外殼3內且與所述下導磁塊2接觸的線圈骨架5、所述線圈骨架5上安裝有磁場發生單元；
[0010]超磁致伸縮棒30安裝于線圈骨架內的，所述超磁致伸縮棒30與所述下導磁塊2接觸一側為磁致固定端，所述超磁致伸縮棒30靠近所述上導磁塊7 —側為磁致輸出端，所述磁致輸出端通過所述輸出桿29帶動活塞往復運動，所述輸出桿29與所述端蓋8之間安裝有預壓碟簧28。本發明實施例提供的作動器，在動作器中集成了用于檢測壓力的壓力傳感器，實現了通過壓力傳感器實時獲知預壓力的大小，從而準確了解動作器的工作性能。避免了在對GMM棒施加預壓力時，只能定性的靠經驗施加，由于預壓力的太大或太小將直接GMM棒的輸出性能，因此造成了 GMM棒的輸出性能不穩定的問題。從而提高了動作器工作過程的穩定性。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0012]圖1為本發明實施例提供的作動器的結構示意圖；
[0013]圖2為本發明實施例提供的預壓力施加與調節結構的結構示意圖；
[0014]圖3為本發明實施例提供的輸出桿與活塞連接結構的結構示意圖；
[0015]圖4為本發明實施例提供的懸臂梁式單向閥閥片結構的結構示意圖；
[0016]圖5為本發明實施例提供的輸出桿防轉動結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018]本發明實施例提供一種如圖1所示的作動器，包括:超磁致伸縮電一機轉換器、液壓栗頭、液壓缸；
[0019]所述超磁致伸縮電一機轉換器包括外殼3，安裝于所述外殼3上端的端蓋8，安裝于所述外殼3下端的底座1、安裝于所述端蓋8內部的輸出桿29、安裝于所述外殼3內靠上一側且在所述輸出桿29下端的上導磁塊7、安裝在所述底座I內的壓力傳感器32、安裝在壓力傳感器32上面且與外殼3接觸的下導磁塊2、安裝在外殼3內且與所述下導磁塊2接觸的線圈骨架5、所述線圈骨架5上安裝有磁場發生單元；
[0020]超磁致伸縮棒30安裝于線圈骨架內的，所述超磁致伸縮棒30與所述下導磁塊2接觸一側為磁致固定端，所述超磁致伸縮棒30靠近所述上導磁塊7 —側為磁致輸出端，所述磁致輸出端通過所述輸出桿29帶動活塞往復運動，所述輸出桿29與所述端蓋8之間安裝有預壓碟簧28。
[0021]本發明實施例的作動器的大致工作原理包括:磁體在磁場發生單元中產生偏置磁場以保證超磁致伸縮棒工作在預設的靜壓力狀態下，并使其工作在線性區域，以消除倍頻現象，產生預伸長量；正弦驅動信號在磁場發生單元中產生驅動磁場，使超磁致伸縮棒磁化并產生磁致伸縮。在偏置磁場與正弦驅動磁場共同作用下，使磁致伸縮棒產生以預伸長量為初始位置的變化磁致伸縮。超磁致伸縮棒產生磁致伸縮的同時推動輸出桿以及活塞做往復運動。當超磁致伸縮棒伸長時，輸出桿上移，活塞壓縮栗腔，彈性膜片向上彎曲，栗腔容積減小，在壓力作用下，排油單向閥的閥片被油液推開(此時吸油閥關閉)，栗腔排油；超磁致伸縮棒收縮時，輸出桿在碟簧的彈性力作用下向下運動，與輸出桿連接的活塞在輸出桿的拉力以及彈性膜片的彈性力作用下向下運動，栗腔容積增大，產生局部真空，在蓄能器的作用下，吸油單向閥閥片被外部油液推開，栗腔吸油(此時排油閥關閉)。栗腔排油過程使栗腔里的油不斷排到液壓缸滑動活塞的左端，使左側的油液壓強升高，而活塞右側由于低剛度蓄能器壓強近似保持不變，不同的壓強作用活塞產生壓力差，推動活塞帶動活塞桿向右運動；栗腔吸油過程液壓缸右側的油液又可以回到栗腔，從而使作動器無需外界油箱提供油液。
[0022]預壓力施加與調節結構:如圖2所示，機械調節時，旋轉端蓋，端蓋通過壓縮預壓碟簧產生預壓力，預壓力通過輸出桿作用于超磁致伸縮棒完成對超磁致伸縮棒預壓力的施加；作用于超磁致伸縮棒的預壓力經過下導磁塊作用于壓力傳感器，通過壓力傳感器顯示超磁致伸縮棒所受到的預壓力同時旋轉端蓋以達到精確施加預壓力。
[0023]本發明實施例提供的作動器，在動作器中集成了用于檢測壓力的壓力傳感器，實現了通過壓力傳感器實時獲知預壓力的大小，從而準確了解動作器的工作性能。避免了在對GMM棒施加預壓力時，只能定性的靠經驗施加，由于預壓力的太大或太小將直接GMM棒的輸出性能，因此造成了 GMM棒的輸出性能不穩定的問題。從而提高了動作器工作過程的穩定性。
[0024]在本實施例中，所述端蓋8與所述外殼3上端內壁面螺紋連接，所述上導磁塊7與所述外殼3內壁面螺紋連接；
[0025]所述底座I通過螺栓方式安裝于所述外殼3下端；
[0026]所述輸出桿29與所述上導磁塊7內壁表面面接觸，所述輸出桿29下端面與所述超磁致伸縮棒30上端面面接觸，所述超磁致伸縮棒30下端面與所述下導磁塊2上端面面接觸，所述下導磁塊2外壁與所述底座I內壁面接觸，所述壓力傳感器32與所述下導磁塊2下端面面接觸。
[0027]進一步的，所述外殼3上端安裝有栗罩9，所述栗罩9上端安裝有栗蓋11、在栗罩9與栗蓋11之間安裝有彈性膜片10、所述內活塞26和所述外活塞27分別安裝在彈性膜片10上端和下端的，栗蓋11與內活塞26之間留有栗腔；
[0028]所述栗蓋11內安裝有上端與栗蓋內孔底面螺紋連接的閥體，所述閥體的左端包括出油閥片22以及出油閥片22下面的出油閥片蓋25，所述閥體的右端包括進油閥片23以及進油閥片23下端的進油閥片蓋24。
[0029]現有的超磁致伸縮電靜液作動器其懸臂梁單向閥一般都是整體式，進油閥片與出油閥片之間容易出現滲漏，本發明將進油閥片與出油閥片完全分開，能夠有效的防止滲漏，也便于進油閥片與出油閥片選取不同剛度的閥片，閥片活動端加工成扇形，能夠有效提高響應速度。
[0030]進一步的，所述栗罩9下端內壁表面與所述外殼3上端外壁表面螺紋連接，所述栗罩9上端內壁表面與所述栗蓋11下端外壁表面面接觸并通過螺栓連接；所述彈性膜片10在所述內活塞26和所述外活塞27之間，并通過內六角螺釘與所述內活塞26和所述外活塞27連接成一體所述進油閥片23、所述進油閥片蓋24、所述出油閥片22和所述出油閥片蓋25分別通過內六角螺釘安裝在栗蓋內孔底面；
[0031]現有的超磁致伸縮電靜液作動器其栗蓋與栗罩之間一般采用螺紋連接，這種方式定位精度差，密封性不好，安裝拆卸相對麻煩，本發明采用栗蓋外表面定位，使用螺栓連接栗蓋與栗罩，能夠牢牢壓緊密封圈，定位精度高，密封性好，拆卸方便。并且本發明實施例的栗頭設計采用栗蓋外表面定位，使用螺栓連接栗蓋與栗罩，能夠牢牢壓緊密封圈，定位精度高