一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的制作方法

本实用新型涉及一种高端制造装备领域的精密驱动装置，更确切的说是一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构。

背景技术：

装备制造业是经济社会发展的基础性产业，是提升综合国力的重要基石。驱动器作为机械装备的核心动力装置，其性能是保证机械装备高效运行的关键。超磁致伸缩驱动器是基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应研制而成的一种精密驱动器，具有定位精度高、输出力大和稳定性强等优点，在精密制造领域具有广泛的应用前景，但是其最大定位行程只能达微米级，严重制约其工程应用。因此，在确保其高定位精度的前提下，设计一种能够增大其定位行程的结构，对于拓展其工程应用具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决超磁致伸缩驱动器定位行程小的问题，提供一种在不丧失其高定位精度的前提下，增大其定位行程的结构，同时使整体结构简单，制造方便，同时具备大行程和高精度等特性。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构，包括一宏动外磁轭，一宏动线圈架，一微动线圈架，其特征在于：所述的宏动外磁轭前端通过一外支架固定螺栓组同轴向固定布置有一外支架，后端通过一宏动内磁轭固定螺栓组同轴向固定布置有一宏动内磁轭，内侧周向均匀固定布置有六块弧形永磁铁，所述的外支架前端通过一前轴承固定螺栓组同轴向固定贯穿布置有一前滑动轴承，所述的宏动内磁轭后端同轴向通过一后端盖固定螺栓组同轴向固定布置有一后端盖，所述的后端盖后端通过一后轴承固定螺栓组同轴向固定贯穿布置有一后滑动轴承，所述的后滑动轴承同轴向贯穿布置有一后顶杆轴，所述的后顶杆轴可沿所述的后滑动轴承轴向滑动。

所述的宏动线圈架外侧凹槽内绕制有一宏动线圈，并整体同轴向嵌套布置于所述的宏动外磁轭内侧与所述的宏动内磁轭外侧之间，前端通过一宏微连接架固定螺栓同轴向固定布置有一宏微连接架，所述的宏微连接架布置于所述的外支架内，且前端通过一输出套筒固定螺栓组同轴向固定布置有一输出套筒，后端通过一微动固定螺栓组同轴向固定布置有一微动磁轭，所述的输出套筒前端同轴向贯穿布置于所述的前滑动轴承内，并可沿所述的前滑动轴承轴向滑动，所述的微动磁轭后端通过所述的微动固定螺栓组同轴向固定布置有一隔磁筒，所述的隔磁筒内同轴向嵌套布置有一微动磁轭套筒，并整体同轴向嵌套布置于所述的宏动内磁轭内，且后端与所述的后端盖前端相抵并被所述的后顶杆轴前端轴向贯穿，所述的微动磁轭套筒前端与所述的微动磁轭相抵，后端与所述的隔磁筒后端内侧相抵并被所述的后顶杆轴前端轴向贯穿至与后端内侧平齐。

所述的微动线圈架外侧凹槽内绕制有一微动线圈，并整体同轴向嵌套布置于所述的微动磁轭套筒内，前端同轴向固定布置有一导磁环，内部同轴向部分贯穿布置有一gmm棒，所述的gmm棒由超磁致伸缩材料制成，具有磁致伸缩效应，其前后端分别与嵌套布置于所述的微动线圈架内的导磁块组前后相抵，所述的导磁块组由前导磁块和后导磁块组成，前导磁块前端同轴向布置有一输出杆，所述的后导磁块后端与所述的微动磁轭套筒内侧及所述的后顶杆轴前端相抵，所述的输出杆上设置有一圆柱形凸台，且其位于所述的圆柱形凸台前端的部分依次同轴向贯穿布置于所述的微动磁轭，所述的宏微连接架及所述的输出套筒内，位于所述的圆柱形凸台后端的部分依次同轴向贯穿布置于所述的导磁环后端及所述的微动线圈架内，且其后端与前导磁块前端相抵，所述的圆柱形凸台同轴向嵌套布置于所述的导磁环前端凹槽内且前端布置有一碟形弹簧，所述的碟形弹簧同轴向套于所述的输出杆上且贴紧所述的圆柱形凸台前端并布置于所述的导磁环与所述的微动磁轭轴向间隙之间。

本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的优点是：具有整体结构简单，制造方便，零测量阿贝误差的优点，兼具大行程和高精度等特性，能够解决超磁致伸缩驱动器定位行程小的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的平面示意图；

图2为本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的立体剖面结构示意图；

图3为图1中输出杆的立体结构示意图；

图4为本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的初始状态的立体剖面结构示意图；

图5为本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的宏动状态的立体剖面结构示意图；

图6为本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的宏动和微动叠加状态的立体剖面结构示意图；

1.后顶杆轴；2.后轴承固定螺栓组；3.后滑动轴承；4.后端盖；5.后端盖固定螺栓组；6.宏动内磁轭；7.宏动内磁轭固定螺栓组；8.宏动外磁轭；9.宏动线圈架；10.宏动线圈；11.隔磁筒；12.微动磁轭套筒；13.导磁块组；14.微动线圈；15.微动线圈架；16.gmm棒；17.弧形永磁铁；18.外支架固定螺栓组；19.外支架；20.宏微连接架固定螺栓组；21.宏微连接架；22.微动固定螺栓组；23.导磁环；24.碟形弹簧；25.微动磁轭；26.输出套筒固定螺栓组；27.前轴承固定螺栓组；28.前滑动轴承；29.输出套筒；30.输出杆；1301.前导磁块；1302.后导磁块；3001.圆柱形凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实用新型的一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构的优点是：具有整体结构简单，制造方便，零测量阿贝误差的优点，同时兼具大行程和高精度等特性，能够解决超磁致伸缩驱动器定位行程小的问题。

如图1、图2所示，一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程的结构，包括一宏动外磁轭8，一宏动线圈架9，一微动线圈架15，该宏动外磁轭8前端通过一外支架固定螺栓组18同轴向固定布置有一外支架19，后端通过一宏动内磁轭固定螺栓组7同轴向固定布置有一宏动内磁轭6，内侧周向均匀固定布置有六块弧形永磁铁17，该外支架19前端通过一前轴承固定螺栓组27同轴向固定贯穿布置有一前滑动轴承28，该宏动内磁轭6后端同轴向通过一后端盖固定螺栓组5同轴向固定布置有一后端盖4，该后端盖4后端通过一后轴承固定螺栓组2同轴向固定贯穿布置有一后滑动轴承3，该后滑动轴承3同轴向贯穿布置有一后顶杆轴1，该后顶杆轴1可沿后滑动轴承3轴向滑动。

如图1、图2所示，该宏动线圈架9外侧凹槽内绕制有一宏动线圈10，并整体同轴向嵌套布置于宏动外磁轭8内侧与宏动内磁轭6外侧之间，前端通过一宏微连接架固定螺栓组20同轴向固定布置有一宏微连接架21，该宏微连接架21布置于所述的外支架19内，且前端通过一输出套筒固定螺栓组26同轴向固定布置有一输出套筒29，后端通过一微动固定螺栓组22同轴向固定布置有一微动磁轭25，该输出套筒29前端同轴向贯穿布置于前滑动轴承28内，并可沿前滑动轴承28轴向滑动，微动磁轭25后端通过微动固定螺栓组22同轴向固定布置有一隔磁筒11，该隔磁筒11内同轴向嵌套布置有一微动磁轭套筒12，并整体同轴向嵌套布置于宏动内磁轭6内，且后端与后端盖4前端相抵并被后顶杆轴1前端轴向贯穿，该微动磁轭套筒12前端与微动磁轭25相抵，后端与隔磁筒11后端内侧相抵并被后顶杆轴1前端轴向贯穿至与后端内侧平齐。

如图1、图2和图3所示，该微动线圈架15外侧凹槽内绕制有一微动线圈14，并整体同轴向嵌套布置于微动磁轭套筒12内，前端同轴向固定布置有一导磁环23，内部同轴向部分贯穿布置有一gmm棒16，该gmm棒16由超磁致伸缩材料制成，具有磁致伸缩效应，其前后端分别与嵌套布置于微动线圈架15内的导磁块组13前后相抵，该导磁块组13由前导磁块1301和后导磁块1302组成，该前导磁块1301前端同轴向布置有一输出杆30，该后导磁块1302后端与微动磁轭套筒12内侧及后顶杆轴1前端相抵，该输出杆30上设置有一圆柱形凸台3001，且其位于圆柱形凸台3001前端的部分依次同轴向贯穿布置于微动磁轭25，宏微连接架21及输出套筒29内，位于圆柱形凸台3001后端的部分依次同轴向贯穿布置于导磁环23后端及微动线圈架15内，且其后端与前导磁块1301前端相抵，该圆柱形凸台3001同轴向嵌套布置于导磁环23前端凹槽内且前端布置有一碟形弹簧24，该碟形弹簧24同轴向套于输出杆30上且贴紧圆柱形凸台3001前端并布置于导磁环23与微动磁轭25轴向间隙之间。

如图4、图5和图6所示，一种增大超磁致伸缩驱动器定位行程结构的工作过程分为宏动和微动两个部分，分别表述如下：

宏动部分：六块弧形永磁铁17会产生一个沿径向的恒定磁场b，设宏动线圈的长度为l，当宏动线圈10通入电流ima时，根据安培定律可知，此时宏动线圈会受到安培力f的作用，其大小为bimal，根据左手定则可判断其方向为沿驱动器的轴向，在力f的作用下，宏动线圈骨架9及其内部所有器件和宏动线圈10一起沿轴向移动，实现宏动，通过调节ima值的大小和方向，可控制所受到的力f的大小和方向，根据牛顿第二定律f＝ma，可进一步控制负载的加速度和减速度的大小，进而控制负载的运动距离。因此，可通过调节ima值的大小、方向和持续时间，控制宏动位移值。

微动部分：在微动线圈14中通入电流imi，微动线圈14会形成通电螺线管，在其内部产生沿轴向的磁场h，由于gmm棒16具有磁致伸缩效应，在磁场强度h的作用下，gmm棒16会发生伸长变形，推动后导磁块1302和输出杆30压缩碟形弹簧24，使输出杆30产生输出位移，实现微动。因此，可通过调节imi值的大小，控制所产生磁场h的大小，进而调节gmm棒16的伸长量，控制微动的位移值。

因此，通过综合调节ima和imi值的大小和方向，使超磁致伸缩驱动器兼具大行程和高精度特性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。