一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，包括超磁致伸縮致動(dòng)器，超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座，底座上設(shè)置有雙層冷卻水管，雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成，外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵，內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈，外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口，進(jìn)水口通過(guò)管路與水泵相連，內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口，出水口通過(guò)管路與冷卻水箱相連，水泵、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，水泵設(shè)置在冷卻水箱內(nèi)。本實(shí)用新型設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)，能調(diào)節(jié)水溫，從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響。
【專利說(shuō)明】
一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一直強(qiáng)制水冷溫控制系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超磁致伸縮材料(GMM)是一種新型智能材料，用GMM材料特性制作的超磁致伸縮致動(dòng)器(GMA)具有輸出精度高、響應(yīng)速度快、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。GMA在超精密加工、動(dòng)力控制、生物工程、精密流體控制等研究領(lǐng)域有著十分廣闊的前景。但是，在GMA的工作過(guò)程中，會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)線圈的焦耳發(fā)熱，使GMA溫度快速升高。而GMA對(duì)溫度極其敏感，溫度的不可控會(huì)導(dǎo)致GMA的輸出位移改變，其輸出精度大大降低，所以必須嚴(yán)格控制GMA的工作溫度。
[0003]目前，控制GMA溫度的方法有主動(dòng)控制和被動(dòng)補(bǔ)償法。被動(dòng)補(bǔ)償法主要通過(guò)在超磁致伸縮致動(dòng)器內(nèi)部設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，用于匹配超磁致伸縮材料受溫度引起的熱膨脹，來(lái)抵消超磁致伸縮材料的熱膨脹，主要包括材料熱膨脹抵消補(bǔ)償法和柔性支撐機(jī)構(gòu)補(bǔ)償法方法。被動(dòng)補(bǔ)償方法容易實(shí)現(xiàn)，成本也較低，但是僅適用于小功率、精度低的場(chǎng)合。對(duì)輸出精度要求較高的場(chǎng)合，采用較多的是主動(dòng)控制法，其中最常見(jiàn)的就是強(qiáng)制水冷溫控方法。于是，設(shè)計(jì)一種有效的強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種能有效減少驅(qū)動(dòng)線圈發(fā)熱對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度影響的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，包括超磁致伸縮致動(dòng)器，超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座，底座上設(shè)置有雙層冷卻水管，雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成，外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵，內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈，外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口，進(jìn)水口通過(guò)管路與水栗相連，內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口，出水口通過(guò)管路與冷卻水箱相連，水栗、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，水栗設(shè)置在冷卻水箱內(nèi)；還包括單片機(jī)，單片機(jī)分別于與測(cè)溫控制電路、冷卻控制電路及加熱控制電路連接，測(cè)溫控制電路連接溫度傳感器，冷卻控制電路連接冷卻風(fēng)扇，加熱控制電路連接加熱器，測(cè)溫控制電路與加熱控制電路浸入冷卻水箱的冷卻水中，冷卻控制電路設(shè)置在冷卻水箱的冷卻水面之上。
[0006]按上述方案，所述雙層冷卻水管由空心銅管繞制而成。
[0007]按上述方案，所述的空心銅管直徑4_8mm。
[0008]按上述方案，所述溫度傳感器的分辨率為0.1°C。
[0009 ]按上述方案，所述冷卻箱內(nèi)還設(shè)有攪拌器。
[0010]按上述方案，所述攪拌器設(shè)置在冷卻水箱底部，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0011]實(shí)施本實(shí)用新型的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0012]1、由于設(shè)置有雙層冷卻水管，能夠?qū)Τ胖律炜s致動(dòng)器的整體溫度進(jìn)行控制，可以阻止驅(qū)動(dòng)線圈的熱量向超磁致伸縮棒的傳導(dǎo)，從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響；
[0013]2、由于設(shè)置有雙層冷卻水管，可以阻止熱量向殼體及其他部件傳導(dǎo)；
[0014]3、通過(guò)設(shè)置單片機(jī)的程序，設(shè)置溫度傳感器的閾值，當(dāng)溫度傳感器的溫度高于預(yù)設(shè)的闕值，單片機(jī)啟動(dòng)冷卻控制電路，當(dāng)溫度傳感器的溫度低于預(yù)設(shè)的闕值，單片機(jī)啟動(dòng)加熱控制電路，從而可以調(diào)節(jié)冷卻水的溫度；
[0015]4、由于冷卻控制電路及加熱控制電路的設(shè)定，可以保持水溫的恒定，從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的超磁致伸縮致動(dòng)器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、單片機(jī)，2、測(cè)溫控制電路，3、冷卻控制電路，4、加熱控制電路，5、冷卻風(fēng)扇，6、溫度傳感器，7、加熱器，8、攪拌器，9、超磁致伸縮致動(dòng)器，10、雙層冷卻水管，901、外層冷卻水管，902、內(nèi)層冷卻水管，903、超磁致伸縮棒，904、驅(qū)動(dòng)線圈，905、永磁鐵，906、底座，
11、進(jìn)水口，12、出水口，13、冷卻水箱，14、水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0021 ]如圖1與圖2所示，一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，包括超磁致伸縮致動(dòng)器9，超磁致伸縮致動(dòng)器9底部設(shè)置有底座906，底座906上設(shè)置有雙層冷卻水管10，雙層冷卻水管10由外層冷卻水管901與內(nèi)層冷卻水管902構(gòu)成，外層冷卻水管901與內(nèi)層冷卻水管902之間設(shè)置有永磁鐵905，內(nèi)層冷卻水管902中間設(shè)置有超磁致伸縮棒903，超磁致伸縮棒903與內(nèi)層冷卻水管902之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈904，外層冷卻水管901上設(shè)置有進(jìn)水口 11，進(jìn)水口 11通過(guò)管路與水栗14相連，內(nèi)層冷卻水管902上設(shè)置有出水口 12，出水口 12通過(guò)管路與冷卻水箱13相連，水栗14、超磁致伸縮致動(dòng)器9與冷卻水箱13形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，水栗14設(shè)置在冷卻水箱13內(nèi)；還包括單片機(jī)I，單片機(jī)I分別于與測(cè)溫控制電路2、冷卻控制電路3及加熱控制電路4連接，測(cè)溫控制電路2連接溫度傳感器6，冷卻控制電路3連接冷卻風(fēng)扇5，加熱控制電路4連接加熱器7，測(cè)溫控制電路2與加熱控制電路4浸入冷卻水箱13的冷卻水中，冷卻控制電路3設(shè)置在冷卻水箱13的冷卻水面之上。
[0022]雙層冷卻水管10由空心銅管繞制而成，空心銅管直徑4_8mm，優(yōu)選為6mm，攪拌器8設(shè)置在冷卻水箱13底部，本例中設(shè)置兩個(gè)，溫度傳感器6的分辨率為0.1°C。
[0023]工作過(guò)程如下:
[0024]在超磁致伸縮致動(dòng)器9工作時(shí)，開(kāi)啟水栗14，在水栗14的作用下，冷卻水箱13中的冷卻水從進(jìn)水口 11進(jìn)入超磁致伸縮致動(dòng)器9的外層冷卻銅管901，再經(jīng)過(guò)內(nèi)層冷卻銅管902流出出水口 12，最終流入冷卻水箱13，形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。在這個(gè)過(guò)程中，冷卻水通過(guò)熱交換帶走設(shè)置在超磁致伸縮致動(dòng)器9中部的超磁致伸縮棒903周圍的驅(qū)動(dòng)線圈904產(chǎn)生的熱量，可以降低超磁致伸縮致動(dòng)器9的溫度。
[0025]與此同時(shí)，單片機(jī)I對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；單片機(jī)9的程序設(shè)置一個(gè)溫度閾值C，當(dāng)溫度傳感器6檢測(cè)的水溫高于C值時(shí)，單片機(jī)I啟動(dòng)冷卻控制電路3，控制冷卻風(fēng)扇5工作，及時(shí)給冷卻水降溫；當(dāng)溫度傳感器6檢測(cè)到水溫低于C值時(shí)，單片機(jī)I啟動(dòng)加熱控制電路4，控制加熱器7工作，及時(shí)給冷卻水加熱;在此過(guò)程中，攪拌器8—直處于工作狀態(tài)，攪拌冷卻水箱中的冷卻水，使冷卻水箱13中各個(gè)地方的水溫保持均勻；通過(guò)攪拌，大大提高了換熱的效率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器9工作溫度的實(shí)時(shí)精確控制。
[0026]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，包括超磁致伸縮致動(dòng)器，超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座，底座上設(shè)置有雙層冷卻水管，雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成，外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵，內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈，外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口，進(jìn)水口通過(guò)管路與水栗相連，內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口，出水口通過(guò)管路與冷卻水箱相連，水栗、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，水栗設(shè)置在冷卻水箱內(nèi)； 還包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與測(cè)溫控制電路、冷卻控制電路及加熱控制電路連接，測(cè)溫控制電路連接溫度傳感器，冷卻控制電路連接冷卻風(fēng)扇，加熱控制電路連接加熱器，測(cè)溫控制電路與加熱控制電路浸入冷卻水箱的冷卻水中，冷卻控制電路設(shè)置在冷卻水箱的冷卻水面之上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述雙層冷卻水管由空心銅管繞制而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述的空心銅管直徑4_8mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器的分辨率為0.1°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻箱內(nèi)還設(shè)有攪拌器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌器設(shè)置在冷卻水箱底部，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】F28F27/00GK205425952SQ201521040634
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日
【發(fā)明人】胡吉全, 明廷鑫, 黃志威
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)