大位移輸出磁致伸縮驅動器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種大位移輸出磁致伸縮驅動器，利用通電線圈產生的磁場驅動磁致伸縮棒產生伸縮運動，利用雙滑塊、雙連桿和單曲柄組成的組合位移放大機構將磁致伸縮棒產生的微小位移放大輸出為大位移，放大倍數可根據兩個連桿和曲柄之間的轉動副的中心位置調整，同時還可以根據需要級聯多個由雙滑塊、雙連桿和單曲柄組成的組合位移放大機構成倍的增加位移的輸出。相比于傳統的直接輸出磁致伸縮驅動器，本發明除了能實現高響應速度、高精度，機電轉換率高等優點外還能夠實現放大系數可調的大位移的輸出，拓寬了磁致伸縮驅動器的應用范圍。
【專利說明】大位移輸出磁致伸縮驅動器發明領域
[0001]本發明涉及一種磁致伸縮驅動器，尤其是一種利用曲柄連桿組合機構實現輸出位移放大的磁致伸縮驅動器。
【背景技術】
[0002]磁致伸縮驅動器，是利用某些磁性體的外部一旦加上磁場則磁性體的外形尺寸會發生變化的現象制作的驅動器。磁致伸縮驅動器因其結構簡單、機電轉換效率高、響應速度快、輸出力大、位移輸出精度高等優點在聲納的水聲換能器技術、電聲換能器技術、減振與防振、減噪與防噪系統等很多微位移驅動方面得到了廣泛的應用。雖然磁致伸縮器雖然輸出力可以很大，但是由磁致伸縮體產生的位移卻通常在微米量級，因此限制了其在很多不僅需要高響應頻率、大輸出力，高精度，同時要求大位移輸出的場合的應用。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種大位移輸出磁致伸縮驅動器，其不僅具有高響應頻率、大輸出力，高精度的特點，同時可以實現放大倍數可調的大位移輸出；
為實現上述目的，本發明提供一種大位移輸出磁致伸縮驅動器，包括一個可在長度方向伸縮的磁致伸縮棒；纏繞在磁致伸縮棒上的驅動線圈；第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構；
所述磁致伸縮棒的一端為固定端，另一端為自由端，當在驅動線圈中施加交流電時，磁致伸縮棒自由端在驅動線圈所產生的變化磁場的作用下產生沿長度方向的伸縮運動；所述第一滑塊同磁致伸縮棒的自由端連接，可沿磁致伸縮棒的長度方向單自由度滑動；
所述第一滑塊和第一連桿之間、第一連桿和曲柄之間、曲柄和第二連桿之間、第二連桿和第二滑塊之間、曲柄和機架之間全部為轉動副連接；
所述第二滑塊可沿磁致伸縮棒的長度方向單自由度滑動，第二滑塊和第一滑塊的運動方向在同一條直線上；
所述第一連桿和第二連桿長度相同且曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑比曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑小；
所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構可通過調節曲柄和第一連桿及第二連桿形成的轉動副的中心位置來調節位移放大機構的放大倍數；
所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構可以通過多個串聯的方式成倍的增大磁致伸縮驅動器的位移輸出；
本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器的工作原理為:磁致伸縮棒在通電線圈的驅動下推動第一滑塊沿磁致伸縮棒長度方向運動，帶動第一連桿推動曲柄轉動，曲柄的轉動再推動第二連桿運動，從而推動第二滑塊沿磁致伸縮棒長度方向運動。由于第一連桿和第二連桿長度相同、曲柄轉過的角度相同且曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑比曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑大，因此可實現將磁致伸縮驅動器輸出的微小位移放大的作用。放大比由曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑同曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑的比值決定，通過串聯由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構磁致伸縮驅動器還可實現更大位移的輸出；
本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器相比傳統的磁致伸縮驅動器來講其優勢在于:采用了共用曲柄但曲柄有效半徑不同的雙曲柄連桿位移放大機構，不僅具有高響應速度、高精度，機電轉換率高等優點，同時能夠實現放大系數可調的大位移直線運動輸出，拓寬了其在很多需要大位移輸出方面的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]圖1為本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器的結構示意圖；
圖2為本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器位移放大機構級聯結構示意圖。
【具體實施方式】
[0005]以下將結合附圖1和一個具體實施例對本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器進行進一步的說明；
如圖1所示為本發明大位移輸出磁致伸縮驅動器主要由一個可在長度方向伸縮的磁致伸縮棒1，纏繞在磁致伸縮棒上的驅動線圈2，以及由第一滑塊3、第一連桿4、曲柄5、第二連桿6、第二滑塊7組成的雙曲柄連桿位移放大機構組成；
其中磁致伸縮棒I的右端為固定端，左端為自由運動端，第一滑塊3同磁致伸縮棒I的自由端連接，第一滑塊3可沿磁致伸縮棒I的長度方向單自由度滑動。第一滑塊3和第一連桿4的一端通過轉軸和軸承構成轉動副連接，第一連桿4另一端和曲柄5之間也通過轉軸和軸承構成轉動副連接，第一連桿和曲柄5之間轉動副的中心轉軸在本實施例中優先選擇為曲柄5長度方向的中點處。曲柄5的末端和第二連桿6的一端通過轉軸和軸承構成轉動副連接，第二連桿6的長度和第一連桿4相同，第二連桿6的另一端和第二滑塊7之間同樣通過轉軸和軸承構成轉動副連接，第二滑塊7可沿磁致伸縮棒I的長度方向單自由度滑動；
磁致伸縮棒I在通電線圈2的驅動下推動第一滑塊3沿磁致伸縮棒I長度方向運動，帶動第一連桿4推動曲柄5轉動，曲柄5的轉動再推動第二連桿6運動，從而推動第二滑塊7沿磁致伸縮棒長度I方向運動。由于第一連桿4和第二連桿6長度相同，且曲柄5和第二連桿4組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑長度是曲柄5和第一連桿6組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑的2倍，因此可實現將磁致伸縮棒I輸出的微小位移放大的作用。放大比由曲柄5和第一連桿4組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑同曲柄5和第二連桿6組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑的比值決定；
如圖2所示，通過串聯由第一滑塊3、第一連桿4、曲柄5、第二連桿6、第二滑塊7組成的雙曲柄連桿位移放大機構還可實現更大位移的輸出；
應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍，本發明中未明確的部分屬于本領域的公知技術。
【權利要求】
1.一種大位移輸出磁致伸縮驅動器，包括一個可在長度方向伸縮的磁致伸縮棒，纏繞在磁致伸縮棒上的驅動線圈，其特征在于:還包括由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構；所述磁致伸縮棒的一端為固定端，另一端為自由端，磁致伸縮棒自由端在驅動線圈產生的磁場作用下可沿磁致伸縮棒的長度方向產生伸縮運動；所述第一滑塊同磁致伸縮棒的自由端連接，并且只擁有沿磁致伸縮棒長度方向運動的自由度；所述第一連桿和第二連桿長度相同且曲柄和第二連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑比曲柄和第一連桿組成的曲柄連桿機構中曲柄的有效半徑大。
2.根據權利I所述的大位移輸出磁致伸縮驅動器，所述第一滑塊和第一連桿之間、第一連桿和曲柄之間、曲柄和第二連桿之間、第二連桿和第二滑塊之間、曲柄和機架之間全部為轉動副連接。
3.根據權利I所述的大位移輸出磁致伸縮驅動器，所述第二滑塊可沿磁致伸縮棒的長度方向單自由度滑動，第二滑塊和第一滑塊的運動方向在同一條直線上。
4.根據權利I和2所述的大位移輸出磁致伸縮驅動器，所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構可通過調節曲柄和第一連桿及第二連桿形成的轉動副的中心位置來調節位移放大機構的放大倍數。
5.根據權利1-4所述的大位移輸出磁致伸縮驅動器，所述由第一滑塊、第一連桿、曲柄、第二連桿和第二滑塊組成的雙曲柄連桿位移放大機構可以通過多個串聯的方式成倍的增大磁致伸縮驅動器的位移輸出。
【文檔編號】H02N2/06GK104201932SQ201410371832
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】司紅康, 葉連, 葉軍, 王孝兵, 葉小龍, 周岳, 金一琪 申請人:安徽紅葉節能電器科技有限公司