提供轴向永磁磁场的螺线管的制作方法

本实用新型涉及一种偏置磁场技术，尤其涉及一种提供轴向永磁磁场的螺线管。

背景技术：

稀土超磁致伸缩材料是一种高效的电-磁-机转换的新型功能材料，因该材料具有响应快、应变范围大、可靠性强、输出应为大、能量密度高、频率特性好、频带宽等特点,在航天航空,军事、声响技术、减震防震、精密定位等领域具有广泛的应用前景。采用磁致伸缩材料制作的器件通过一个励磁螺线管来提供磁场产生输出位移。由于磁致伸缩材料的性能仅与磁场的大小有关，而与磁场的方向无关，因此在交流电的作用下仅能产生单方向的输出，同时有倍频现象，所以在很多应用领域都会施加一个偏置磁场使其具有相反方向的输出并消除倍频现象。

偏置磁场设计相对简单，现在广泛使用的方法有两种，一种采用螺线管通入直流电来实现，即可以借用励磁线圈来通入直流电的方法，也可以单独缠绕独立的螺线管，但这种方法会产生大量的热量，需要配备散热装置。第二种方法是采用不同形式的永磁体来实现，目前公知的方法有：在磁致伸缩材料两端加入永磁体、在励磁线圈外部加入环形永磁体或环形永磁体与导磁体组合等方法。在没有体积和重量限制的磁致伸缩器件上，只要尺寸足够大，就可以达到性能要求。但是现今工业的发展中，对器件的小型化要求越来越高，特别是航空航天等领域，为了保证整机的机动、灵活性，减小机载量及功率消耗，尽量要求元器件体积小、重量轻，而磁致伸缩器件小型化成为了在这些领域应用的瓶颈。对于偏置磁场的实现，第一种方法中直流电的发热问题，第二种方法中实际器件体积小型化后永磁体提供磁场的均匀性，装配及稳定性等问题等，都是急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是提供一种提供轴向永磁磁场的螺线管，在提供激励磁场的基础上，增加了一个恒定的永磁场，使相应的器件不用另行设计偏置磁场，有效的节省了器件的空间，使器件小型化。

技术方案如下：

一种提供轴向永磁磁场的螺线管，包括：支撑端面、螺线管本体、线圈；支撑端面设置在螺线管本体的两端，线圈设置在螺线管本体的外壁上，螺线管本体为管状结构，螺线管本体包括：导磁体和永磁体，导磁体和永磁体为环状结构，多个导磁体和永磁体交替间隔布置，并且在接触端面相连接。

进一步，在螺线管本体的内壁上设置有隔热层。

进一步，导磁体和永磁体同轴分布，并且内径相同。

进一步，螺线管本体的结构以轴向中心为中点，呈两面对称结构。

进一步，永磁体至少为2组，中心点两侧对称的永磁体的磁性能相同。

进一步，永磁体至少为2组，中心点两侧对称的永磁体的磁性能相同。

进一步，导磁体至少为3组，轴向中心点向两端分布的导磁体的长度逐渐增加。

进一步，中点向两端分布的永磁体的磁性能逐渐降低。

进一步，支撑端面与导磁体相连接。

进一步，线圈采用漆包线缠绕而成，隔热层的材质采用非导磁材料。

本实用新型技术效果包括：

1、由于采用了永磁体加导磁体代替原有骨架的结构，在提供激励磁场的基础上，增加了一个恒定的永磁场，使相应的器件不用另行设计偏置磁场，有效的节省了器件的空间，使器件小型化。

2.由于永磁体位于螺线管内部，增大了永磁体与外界的距离，避免磁场与外界环境互相影响。

附图说明

图1为本实用新型中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图；

图4为本实用新型实施例2中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图；

图6为本实用新型实施例3中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图；

图8为本实用新型实施例4中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

图9为本实用新型实施例4中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本实用新型中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；

本实用新型可作为磁致伸缩式制动器、驱动器等器件的激励磁场和偏置磁场。

提供轴向永磁磁场的螺线管的结构，包括：支撑端面1、螺线管本体2、线圈3；支撑端面1设置在螺线管本体2的两端，线圈3设置在螺线管本体2的外壁上。螺线管本体2为管状结构，为了增强隔热效果，在螺线管本体2的内壁上设置有隔热层4。

螺线管本体2包括：导磁体21和永磁体22，导磁体21和永磁体22为环状结构，多个导磁体21和永磁体22交替间隔布置，并且在接触的端面相连接。多个导磁体21和永磁体22同轴分布，并且内径相同。

螺线管本体2的结构以轴向中心为中点，呈两面对称结构。线圈3采用漆包线缠绕而成。永磁体22至少为2组，中心点两侧对称的永磁体22磁性能相同；或者，中点向两端分布的永磁体22的磁性能逐渐降低。导磁体大于3组，轴向中心点向两端分布的导磁体21，其长度逐渐增加。支撑端面1与导磁体21相连接。隔热层4的材质采用非导磁材料。

实施例1

如图2所示，为本实用新型实施例1中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；如图3所示，为本实用新型实施例1中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图。

螺线管本体2包括两个导磁体21和三个永磁体22。ansys软件对永磁磁场进行模拟结果，平均值为329oe，不均匀度6.1％。

实施例2：

如图4所示，为本实用新型实施例2中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；如图5所示，为本实用新型实施例2中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图。

螺线管本体2包括六个导磁体21和五个个永磁体22。

ansys软件对永磁场进行模拟结果，平均值为276oe的偏置磁场，不均匀度5.7％左右。

实施例3：

如图6所示，为本实用新型实施例3中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；如图7所示，为本实用新型实施例3中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图。

螺线管本体2包括八个导磁体21和七个永磁体22。

ansys软件对永磁场进行模拟结果，平均值为331oe，不均匀度4.7％。

实施例4：

如图8所示，为本实用新型实施例4中提供轴向永磁磁场的螺线管的结构示意图；如图9所示，为本实用新型实施例4中提供轴向永磁磁场的螺线管的磁场模拟图。

螺线管本体2包括七个导磁体21和六个个永磁体22。

ansys软件对永磁场进行模拟结果，平均值为331oe，不均匀度5.1％。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。