專利名稱：一種冗余式磁控馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于馬達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種冗余式磁控馬達(dá)。
背景技術(shù)：
高頻電液伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是向著1000Hz以上響應(yīng)頻率發(fā)展，以適應(yīng)新產(chǎn)品開發(fā)過程中的振動環(huán)境試驗(yàn)、材料疲勞試驗(yàn)等方面的需求，電液伺服系統(tǒng)工作頻率的高低主要取決于伺服閥響應(yīng)頻率的高低。電-機(jī)轉(zhuǎn)換器是電液伺服閥的重要組成部分，高頻電液伺服閥的發(fā)展趨勢給電-機(jī)轉(zhuǎn)換器提出了更高的要求。目前，伺服閥主要采用的電-機(jī)轉(zhuǎn)換器有傳統(tǒng)式的步進(jìn)電機(jī)、動圈式力馬達(dá)、動鐵式力馬達(dá)、永磁力矩馬達(dá)以及比例電磁鐵。步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，但是響應(yīng)比較慢， 一般小于50Hz ；動圈式力馬達(dá)線性好，頻響高，但是輸出力的大小受到動圈電流影響，目前主要用于工業(yè)伺服閥；動鐵式力馬達(dá)推力/重量比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但頻響只能達(dá)到100多 Hz ；永磁式力馬達(dá)雖可實(shí)現(xiàn)較高的頻響，但輸出力??；比例電磁鐵結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，但頻響在IOOHz以下。以上結(jié)構(gòu)很難滿足現(xiàn)在伺服閥高頻發(fā)展對電-機(jī)轉(zhuǎn)換器的要求。而且一般電-機(jī)轉(zhuǎn)換器輸出運(yùn)動是單方向的，當(dāng)被驅(qū)動體需要兩個(gè)方向同時(shí)驅(qū)動時(shí)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。與傳統(tǒng)電-機(jī)轉(zhuǎn)換器相比，采用新型材料的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，普遍具有高頻響、高精度和結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。雖然目前還各自存在一些關(guān)鍵技術(shù)需要解決，但新型功能材料的應(yīng)用和發(fā)展，給電-機(jī)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展提供了新方法，從而給電液伺服閥的技術(shù)發(fā)展發(fā)展提供了新的途徑。磁控記憶合金是一種新型材料，兼有超磁致伸縮材料響應(yīng)快、記憶合金形變大和輸出力大等特點(diǎn)，但是，磁控記憶合金具有變形恢復(fù)困難的特點(diǎn)，目前常用的解決方法有兩種一是通過沿元件變形伸長方向施加磁場來實(shí)現(xiàn)，但所需磁場的勵(lì)磁功率過大。二是沿變形方向放置復(fù)位彈簧，該方法雖然易于實(shí)現(xiàn)，但會使磁控記憶合金元件輸出力降低，定位誤差較大，且動態(tài)響應(yīng)速度減緩。以上兩種方法很難滿足實(shí)際的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種具有高頻響、結(jié)構(gòu)緊湊、高精度、輸出力大的冗余式磁控馬達(dá)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該冗余式磁控馬達(dá)由磁控馬達(dá)的左半部分通過連接件與磁控馬達(dá)的右半部分連接，被驅(qū)動體同中心地活動裝入連接件內(nèi)。磁控馬達(dá)的左半部分結(jié)構(gòu)是在左殼體內(nèi)從左到右依次同中心地裝有第一電磁轉(zhuǎn)換器和位移傳感器，第一電磁轉(zhuǎn)換器固定安裝在左殼體的內(nèi)壁，第一磁控記憶合金穿過第一電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔，左調(diào)零螺釘通過左殼體與第一磁控記憶合金的左端面相接觸；位移傳感器通過第一支架固定安裝在左殼體的內(nèi)壁，被驅(qū)動體的左端穿過位移傳感器與第一磁控記憶合金的右端面相接觸。磁控馬達(dá)的右半部分結(jié)構(gòu)是在右殼體內(nèi)從左到右依次同中心地裝有角位移傳感器、第二電磁轉(zhuǎn)換器、左滑動軸承、齒輪軸和右滑動軸承，齒輪軸的一側(cè)裝有與齒輪軸嚙合的齒條。第二電磁轉(zhuǎn)換器固定安裝在右殼體的內(nèi)壁，第二磁控記憶合金穿過第二電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔，第二磁控記憶合金右端與齒輪軸左端同中心地固定連接；角位移傳感器通過第二支架固定安裝在右殼體的內(nèi)壁，被驅(qū)動體右端穿過角位移傳感器與第二磁控記憶合金左端固定連接；齒輪軸的左端活動裝入左滑動軸承內(nèi)，左滑動軸承通過第三支架固定安裝在右殼體的內(nèi)壁，齒輪軸右端活動裝入右滑動軸承內(nèi)，右滑動軸承通過第四支架固定安裝在右殼體的內(nèi)壁，右殼體的右端固定裝有端蓋，右調(diào)零螺釘通過端蓋與齒輪軸的右端面相接觸。齒條和齒輪軸的齒輪相互嚙合，齒條的上端和下端均為圓柱形。齒條的上端活動地裝入上固定件的中心孔內(nèi)，上固定件固定安裝在第三電磁轉(zhuǎn)換器的下端，第三電磁轉(zhuǎn)換器固定安裝在右殼體內(nèi)的上方；齒條的下端活動地裝入下固定件的中心孔，下固定件固定安裝在第四電磁轉(zhuǎn)換器上端，第四電磁轉(zhuǎn)換器固定安裝在右殼體內(nèi)的下方。第三磁控記憶合金穿過第三電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔，第三磁控記憶合金的下端面與齒條的上端面同中心地相接觸，上調(diào)零螺釘通過右殼體的上殼體與第三磁控記憶合金的上端面相接觸；第四磁控記憶合金穿過第四電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔，第四磁控記憶合金的上端面與齒條的下端面同中心的相接觸，下調(diào)零螺釘通過右殼體的下殼體與第四磁控記憶合金的上端面相接觸。第一電磁轉(zhuǎn)換器的線圈、第二電磁轉(zhuǎn)換器的線圈、第三電磁轉(zhuǎn)換器的線圈、第四電磁轉(zhuǎn)換器的線圈、位移傳感器和角位移傳感器分別外接控制器。所述的第一電磁轉(zhuǎn)換器、第二電磁轉(zhuǎn)換器、第三電磁轉(zhuǎn)換器和第四電磁轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)相同，第一電磁轉(zhuǎn)換器和第二電磁轉(zhuǎn)換器的尺寸相同，第三電磁轉(zhuǎn)換器和第四電磁轉(zhuǎn)換器的尺寸相同，均由永磁體、鐵芯和線圈組成，鐵芯左邊孔的左邊設(shè)有永磁體，鐵芯右邊孔的右邊繞有線圈，鐵芯的中心開有中心孔；第一電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔與第一磁控記憶合金為動配合，第二電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔與第二磁控記憶合金為動配合，第三電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔與第三磁控記憶合金為動配合，第四電磁轉(zhuǎn)換器的中心孔與第四磁控記憶合金為動配合。所述的第一磁控記憶合金和第二磁控記憶合金為相同尺寸的圓柱形；第三磁控記憶合金和第四磁控記憶合金為相同尺寸的圓柱形。所述的上固定件和下固定件結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)是矩形鋼板的質(zhì)心處同中心地設(shè)有中心孔和環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺的內(nèi)徑與中心孔的直徑相同。由于采用上述技術(shù)方案，本裝置能夠通過控制第一電磁轉(zhuǎn)換器和第二電磁轉(zhuǎn)換器中的磁場變化以及第三電磁轉(zhuǎn)換器和第四電磁轉(zhuǎn)換器中的磁場變化，使第一磁控記憶合金和第二磁控記憶合金在變化的磁場中一個(gè)伸長推動另一個(gè)縮短，從而帶動被驅(qū)動體軸向往復(fù)移動；第三磁控記憶合金和第四磁控記憶合金在變化的磁場中一個(gè)伸長推動另一個(gè)縮短，帶動齒條往復(fù)移動從而帶動齒輪軸的擺動，進(jìn)而帶動被驅(qū)動體往復(fù)擺動，使冗余式磁控馬達(dá)能夠驅(qū)動被驅(qū)動體的兩種運(yùn)動更加方便，使得結(jié)構(gòu)相對緊湊、簡單。由于磁控記憶合金的輸出力大，一對在變化的磁場中變化的磁控記憶合金所需要的磁場的勵(lì)磁功率較小，使磁控記憶合金在磁控馬達(dá)中的應(yīng)用成為可能。由于磁控記憶合金具有高頻響和高精度的特點(diǎn)，本裝置使用兩對變化的磁控記憶合金相互推動，能夠保證冗余式磁控馬達(dá)的高頻響和尚精度。因此，本實(shí)用新型具有高頻響、結(jié)構(gòu)緊湊、高精度、輸出力大的特點(diǎn)。
圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中第一、二、三、四電磁轉(zhuǎn)換器2、8、10、23的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中上固定件15和下固定件19的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例一種冗余式磁控馬達(dá)，如圖1所示該冗余式磁控馬達(dá)由磁控馬達(dá)的左半部分通過連接件5與磁控馬達(dá)的右半部分連接，被驅(qū)動體27同中心地活動裝入連接件5內(nèi)。磁控馬達(dá)的左半部分結(jié)構(gòu)是在左殼體3內(nèi)從左到右依次同中心地裝有第一電磁轉(zhuǎn)換器2和位移傳感器觀，第一電磁轉(zhuǎn)換器2固定安裝在左殼體3的內(nèi)壁，第一磁控記憶合金四穿過第一電磁轉(zhuǎn)換器2的中心孔，左調(diào)零螺釘1通過左殼體3與第一磁控記憶合金 29的左端面相接觸；位移傳感器觀通過第一支架4固定安裝在左殼體3的內(nèi)壁，被驅(qū)動體 27的左端穿過位移傳感器28與第一磁控記憶合金四的右端面相接觸。磁控馬達(dá)的右半部分結(jié)構(gòu)是在右殼體6內(nèi)從左到右依次同中心地裝有角位移傳感器沈、第二電磁轉(zhuǎn)換器8、左滑動軸承M、齒輪軸17和右滑動軸承18，齒輪軸17的一側(cè)裝有與齒輪軸17嚙合的齒條20。第二電磁轉(zhuǎn)換器8固定安裝在右殼體6的內(nèi)壁，第二磁控記憶合金25穿過第二電磁轉(zhuǎn)換器8的中心孔，第二磁控記憶合金25右端與齒輪軸17左端同中心地固定連接；角位移傳感器沈通過第二支架7固定安裝在右殼體6的內(nèi)壁，被驅(qū)動體27右端穿過角位移傳感器沈與第二磁控記憶合金25左端固定連接；齒輪軸17的左端活動裝入左滑動軸承M 內(nèi)，左滑動軸承M通過第三支架9固定安裝在右殼體6的內(nèi)壁，齒輪軸17右端活動裝入右滑動軸承18內(nèi)，右滑動軸承18通過第四支架14固定安裝在右殼體6的內(nèi)壁，右殼體6的右端固定裝有端蓋13，右調(diào)零螺釘16通過端蓋13與齒輪軸17的右端面相接觸。齒條20和齒輪軸17的齒輪相互嚙合，齒條20的上端和下端均為圓柱形。齒條20 的上端活動地裝入上固定件15的中心孔內(nèi)，上固定件15固定安裝在第三電磁轉(zhuǎn)換器10的下端，第三電磁轉(zhuǎn)換器10固定安裝在右殼體6內(nèi)的上方；齒條20的下端活動地裝入下固定件19的中心孔，下固定件19固定安裝在第四電磁轉(zhuǎn)換器23上端，第四電磁轉(zhuǎn)換器23固定安裝在右殼體6內(nèi)的下方。第三磁控記憶合金12穿過第三電磁轉(zhuǎn)換器10的中心孔，第三磁控記憶合金12的下端面與齒條20的上端面同中心地相接觸，上調(diào)零螺釘11通過右殼體6的上殼體與第三磁控記憶合金10的上端面相接觸；第四磁控記憶合金21穿過第四電磁轉(zhuǎn)換器23的中心孔，第四磁控記憶合金21的上端面與齒條20的下端面同中心的相接觸，下調(diào)零螺釘22通過右殼體6的下殼體與第四磁控記憶合金21的上端面相接觸。 第一電磁轉(zhuǎn)換器2的線圈、第二電磁轉(zhuǎn)換器8的線圈、第三電磁轉(zhuǎn)換器10的線圈、 第四電磁轉(zhuǎn)換器23的線圈、位移傳感器觀和角位移傳感器沈分別外接控制器。 本實(shí)施例中的第一電磁轉(zhuǎn)換器2、第二電磁轉(zhuǎn)換器8、第三電磁轉(zhuǎn)換器10和第四電磁轉(zhuǎn)換器23的結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示均由永磁體30、鐵芯31和線圈32組成，鐵芯31左邊孔的左邊設(shè)有永磁體30，鐵芯31右邊孔的右邊繞有線圈32，鐵芯31的中心開有中心孔； 第一電磁轉(zhuǎn)換器2的中心孔與第一磁控記憶合金四為動配合，第二電磁轉(zhuǎn)換器8的中心孔與第二磁控記憶合金25為動配合，第三電磁轉(zhuǎn)換器10的中心孔與第三磁控記憶合金12為動配合，第四電磁轉(zhuǎn)換器23的中心孔與第四磁控記憶合金21為動配合。第一電磁轉(zhuǎn)換器2和第二電磁轉(zhuǎn)換器8的尺寸相同，第三電磁轉(zhuǎn)換器10和第四電磁轉(zhuǎn)換器23的尺寸相同，第一磁控記憶合金四和第二磁控記憶合金25為相同尺寸的圓柱形；第三磁控記憶合金12和第四磁控記憶合金21為相同尺寸的圓柱形。本實(shí)施例中的上固定件15和下固定件19結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)如圖3所示矩形鋼板的質(zhì)心處同中心地設(shè)有中心孔和環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺的內(nèi)徑與中心孔的直徑相同。本裝置能夠通過控制第一電磁轉(zhuǎn)換器2和第二電磁轉(zhuǎn)換器8中的磁場變化以及第三電磁轉(zhuǎn)換器10和第四電磁轉(zhuǎn)換器23中的磁場變化，使第一磁控記憶合金四和第二磁控記憶合金25在變化的磁場中一個(gè)伸長推動另一個(gè)縮短，從而帶動被驅(qū)動體軸向往復(fù)移動； 第三磁控記憶合金12和第四磁控記憶合金21在變化磁場中一個(gè)伸長推動另一個(gè)縮短，帶動齒條20往復(fù)移動從而帶動齒輪軸17的擺動，進(jìn)而帶動被驅(qū)動體27往復(fù)擺動，使冗余式磁控馬達(dá)能夠驅(qū)動被驅(qū)動體27的兩種運(yùn)動更加方便，使得結(jié)構(gòu)相對緊湊、簡單。由于磁控記憶合金的輸出力大，一對在變化的磁場中變化的磁控記憶合金所需要的磁場的勵(lì)磁功率較小，使磁控記憶合金在磁控馬達(dá)中的應(yīng)用成為可能。由于磁控記憶合金具有高頻響和高精度的特點(diǎn)，本裝置使用兩對變化的磁控記憶合金相互推動，能夠保證冗余式磁控馬達(dá)的高頻響和高精度。因此，本具體實(shí)施方式
具有高頻響、結(jié)構(gòu)緊湊、高精度、輸出力大的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種冗余式磁控馬達(dá)，其特征在于該冗余式磁控馬達(dá)由磁控馬達(dá)的左半部分通過連接件[5]與磁控馬達(dá)的右半部分連接，被驅(qū)動體[27]同中心地活動裝入連接件[5]內(nèi)；磁控馬達(dá)的左半部分結(jié)構(gòu)是在左殼體[3]內(nèi)從左到右依次同中心地裝有第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]和位移傳感器[觀]，第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]固定安裝在左殼體[3]的內(nèi)壁，第一磁控記憶合金[29]穿過第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]的中心孔，左調(diào)零螺釘[1]通過左殼體[3]與第一磁控記憶合金[29]的左端面相接觸；位移傳感器[28]通過第一支架W]固定安裝在左殼體[3]的內(nèi)壁，被驅(qū)動體[27]的左端穿過位移傳感器[28]與第一磁控記憶合金[29]的右端面相接觸；磁控馬達(dá)的右半部分結(jié)構(gòu)是在右殼體W]內(nèi)從左到右依次同中心地裝有角位移傳感器[26]、第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]、左滑動軸承[M]、齒輪軸[17]和右滑動軸承[18]，齒輪軸 [17]的一側(cè)裝有與齒輪軸[17]嚙合的齒條[20]；第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]固定安裝在右殼體[6]的內(nèi)壁，第二磁控記憶合金[25]穿過第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]的中心孔，第二磁控記憶合金[25]右端與齒輪軸[17]左端同中心地固定連接；角位移傳感器[26]通過第二支架[7]固定安裝在右殼體W]的內(nèi)壁，被驅(qū)動體[27] 右端穿過角位移傳感器[26]與第二磁控記憶合金[25]左端固定連接；齒輪軸[17]的左端活動裝入左滑動軸承[24]內(nèi)，左滑動軸承[24]通過第三支架[9]固定安裝在右殼體[6]的內(nèi)壁，齒輪軸[17]右端活動裝入右滑動軸承[18]內(nèi)，右滑動軸承[18]通過第四支架[14] 固定安裝在右殼體W]的內(nèi)壁，右殼體W]的右端固定裝有端蓋[13]，右調(diào)零螺釘[16]通過端蓋[13]與齒輪軸[17]的右端面相接觸；齒條[20]和齒輪軸[17]的齒輪相互嚙合，齒條[20]的上端活動地裝入上固定件[15] 的中心孔內(nèi)，上固定件[15]固定安裝在第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]的下端，第三電磁轉(zhuǎn)換器[10] 固定安裝在右殼體W]內(nèi)的上方；齒條[20]的下端活動地裝入下固定件[19]的中心孔，下固定件[19]固定安裝在第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]上端，第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]固定安裝在右殼體W]內(nèi)的下方；第三磁控記憶合金[12]穿過第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]的中心孔，第三磁控記憶合金[12] 的下端面與齒條[20]的上端面同中心地相接觸，上調(diào)零螺釘[11]通過右殼體W]的上殼體與第三磁控記憶合金[10]的上端面相接觸；第四磁控記憶合金[21]穿過第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]的中心孔，第四磁控記憶合金[21]的上端面與齒條[20]的下端面同中心的相接觸，下調(diào)零螺釘[22]通過右殼體[6]的下殼體與第四磁控記憶合金[21]的上端面相接觸；第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]的線圈、第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]的線圈、第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]的線圈、第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]的線圈、位移傳感器[28]和角位移傳感器[26]分別外接控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余式磁控馬達(dá)，其特征在于所述的第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]、第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]、第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]和第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]的結(jié)構(gòu)相同，第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]和第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]的尺寸相同，第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]和第四電磁轉(zhuǎn)換器[23] 的尺寸相同，均由永磁體[30]、鐵芯[31]和線圈[32]組成，鐵芯[31]的左邊孔左邊設(shè)有永磁體[30]，鐵芯[31]右邊孔的右邊繞有線圈[32]，鐵芯[31]的中心開有中心孔；第一電磁轉(zhuǎn)換器[2]的中心孔與第一磁控記憶合金[29]為動配合，第二電磁轉(zhuǎn)換器[8]的中心孔與第二磁控記憶合金[25]為動配合，第三電磁轉(zhuǎn)換器[10]的中心孔與第三磁控記憶合金 [12]為動配合，第四電磁轉(zhuǎn)換器[23]的中心孔與第四磁控記憶合金[21]為動配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冗余式磁控馬達(dá)，其特征在于所述的第一磁控記憶合金 [29]和第二磁控記憶合金[25]為相同尺寸的圓柱形；第三磁控記憶合金[12]和第四磁控記憶合金[21]為相同尺寸的圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余式磁控馬達(dá)，其特征在于所述的上固定件[15]和下固定件[19]結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)是矩形鋼板的質(zhì)心處同中心地設(shè)有中心孔和環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺的內(nèi)徑與中心孔的直徑相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余式磁控馬達(dá)，其特征在于所述的齒條[20]的上端和下端均為圓柱形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種冗余式磁控馬達(dá)。其技術(shù)方案是第一、二磁控記憶合金[29、25]分別穿過對應(yīng)的第一、二電磁轉(zhuǎn)換器[2、8]的中心孔，第一磁控記憶合金[29]的右端面與被驅(qū)動體[27]的左端面相接觸，被驅(qū)動體[27]的左端穿過位移傳感器[28]。第二磁控記憶合金[25]左端與被驅(qū)動體[27]的右端同中心地固定連接，第二磁控記憶合金[25]右端與齒輪軸[17]左端同中心地固定連接。被驅(qū)動體[27]右端穿過角位移傳感器[26]；齒條[20]和齒輪軸[17]的齒輪相互嚙合，第三、四磁控記憶合金[12、21]分別穿過各自對應(yīng)的第三、四電磁轉(zhuǎn)換器[10、23]的中心孔，第三磁控記憶合金[12]的下端面與齒條[20]的上端面同中心地相接觸。本實(shí)用新型具有高頻響、結(jié)構(gòu)緊湊、高精度、輸出力大的特點(diǎn)。
文檔編號H02N2/02GK202076956SQ20112018213
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者任印美, 傅連東, 劉春雨, 周雯娟, 曾良才, 歐陽惠, 涂福泉, 蔣俊, 許仁波, 趙振飛, 陳奎生, 陳新元 申請人:武漢科技大學(xué)