本實用新型涉及一種磁致伸縮作動器，特別涉及一種基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器。
背景技術(shù)：
磁致伸縮作動器是一種新型的智能控制元件，它利用稀土超磁致伸縮材料（GMM）在磁場的作用下磁致伸縮應(yīng)變量大、能量密度高、響應(yīng)速度快、輸出力大等優(yōu)點制作而成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出功率大等特點，已被廣泛應(yīng)用在減振與防振、減噪與防噪等領(lǐng)域。目前已發(fā)明的磁致伸縮作動器的輸出力可以很大，但其產(chǎn)生的位移卻有限，限制了其在很多不僅需要高響應(yīng)頻率、大輸出力、高精度，同時也要求大位移輸出的場合的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種響應(yīng)頻率高、精度高、放大倍數(shù)可調(diào)的基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器。
本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是：一種基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器，包括導(dǎo)磁內(nèi)殼、非導(dǎo)磁外殼、磁致伸縮作動器和位移放大機構(gòu)，導(dǎo)磁內(nèi)殼、磁致伸縮作動器和位移放大機構(gòu)均位于非導(dǎo)磁外殼內(nèi)，所述導(dǎo)磁內(nèi)殼安裝在非導(dǎo)磁外殼底部，所述磁致伸縮作動器包括磁致伸縮棒、勵磁線圈、永磁體，磁致伸縮棒豎直設(shè)置在導(dǎo)磁內(nèi)殼內(nèi)，磁致伸縮棒的上下兩端分別設(shè)有第一導(dǎo)磁片和第二導(dǎo)磁片，第二導(dǎo)磁片與導(dǎo)磁內(nèi)殼底部相接觸，磁致伸縮棒、第一導(dǎo)磁片和第二導(dǎo)磁片構(gòu)成的整體外部依次設(shè)有勵磁線圈、永磁體，第一導(dǎo)磁片與位于導(dǎo)磁內(nèi)殼上方的位移放大機構(gòu)連接。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述位移放大機構(gòu)包括導(dǎo)桿、彈簧、非導(dǎo)磁連接蓋、第一連桿、曲柄、第二連桿和輸出桿，非導(dǎo)磁連接蓋水平設(shè)置在非導(dǎo)磁外殼上部內(nèi)壁上，導(dǎo)桿豎直設(shè)置，導(dǎo)桿的下端伸入導(dǎo)磁內(nèi)殼內(nèi)并與第一導(dǎo)磁片相抵，導(dǎo)桿的中部設(shè)有擋板，導(dǎo)桿的上端穿過非導(dǎo)磁連接蓋并與第一連桿的一端相連，彈簧套裝在導(dǎo)桿的上部，彈簧上端與非導(dǎo)磁連接蓋相連，彈簧下端與擋板相連，所述第一連桿的另一端與曲柄的一端相連，曲柄的另一端與位于非導(dǎo)磁外殼內(nèi)壁上的固定架相連，所述第二連桿的一端連接在曲柄的中部，第二連桿的另一端與輸出桿的一端相連，輸出桿的另一端從非導(dǎo)磁外殼頂部伸出。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，導(dǎo)桿和第一連桿之間、第一連桿和曲柄之間、曲柄和第二連桿之間、第二連桿和輸出桿之間、曲柄和固定架之間全部為轉(zhuǎn)動副連接。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述非導(dǎo)磁外殼包括非導(dǎo)磁外壁、非導(dǎo)磁上蓋和非導(dǎo)磁下蓋，非導(dǎo)磁外壁呈圓筒形，非導(dǎo)磁外壁的上下兩端分別用非導(dǎo)磁上蓋和非導(dǎo)磁下蓋進行封堵，非導(dǎo)磁上蓋上設(shè)有供輸出桿伸出的中心孔，非導(dǎo)磁下蓋底部中心處設(shè)有螺孔。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述導(dǎo)磁內(nèi)殼包括導(dǎo)磁上蓋、導(dǎo)磁內(nèi)壁和導(dǎo)磁下蓋，導(dǎo)磁內(nèi)壁呈圓筒形，導(dǎo)磁內(nèi)壁的上下兩端分別用導(dǎo)磁上蓋和導(dǎo)磁下蓋進行封堵，導(dǎo)磁下蓋底部中心處設(shè)有一凸塊，凸塊與非導(dǎo)磁下蓋中心上設(shè)有的一個凹槽相嵌；磁致伸縮棒上端的第一導(dǎo)磁片插入導(dǎo)磁上蓋的中心孔內(nèi)，導(dǎo)桿底部也插入導(dǎo)磁上蓋的中心孔中，并與第一導(dǎo)磁片相抵。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述在導(dǎo)磁下蓋和非導(dǎo)磁外壁上設(shè)有導(dǎo)線孔.
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，導(dǎo)磁上蓋、導(dǎo)磁下蓋與導(dǎo)磁內(nèi)壁為螺紋連接，非導(dǎo)磁上蓋、非導(dǎo)磁下蓋與非導(dǎo)磁外壁為螺紋連接。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述導(dǎo)桿可沿磁致伸縮棒的伸縮方向上單自由度運動，輸出桿和導(dǎo)桿的運動方向在同一條直線上。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述彈簧采用具有變剛度特性的軟碟簧。
上述基于位移放大機構(gòu)的磁致伸縮減振作動器中，所述永磁體由多塊弧形磁鋼按磁場分布設(shè)計組合而成。
本實用新型的有益效果在于：本實用新型的磁致伸縮棒隨勵磁線圈和永磁體產(chǎn)生的磁場變化而運動，通過導(dǎo)桿與位移放大機構(gòu)連接，將磁致伸縮棒運動產(chǎn)生的位移放大，并通過輸出桿向外部輸出相應(yīng)的位移給作動對象，起到隔振減振作用，且放大系數(shù)可通過兩個連桿和曲柄之間的轉(zhuǎn)動副的中心位置來調(diào)整，拓寬了其在很多需要大位移輸出方面的應(yīng)用，具有響應(yīng)頻率高、精度高、放大倍數(shù)可調(diào)的優(yōu)點。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示，本實用新型包括導(dǎo)磁內(nèi)殼、非導(dǎo)磁外殼、磁致伸縮作動器和位移放大機構(gòu)，導(dǎo)磁內(nèi)殼、磁致伸縮作動器和位移放大機構(gòu)均位于非導(dǎo)磁外殼內(nèi)，所述導(dǎo)磁內(nèi)殼安裝在非導(dǎo)磁外殼底部。
所述非導(dǎo)磁外殼包括非導(dǎo)磁外壁9、非導(dǎo)磁上蓋18和非導(dǎo)磁下蓋2，非導(dǎo)磁外壁9呈圓筒形，非導(dǎo)磁外壁9的上下兩端分別用非導(dǎo)磁上蓋18和非導(dǎo)磁下蓋2進行封堵，非導(dǎo)磁上蓋18、非導(dǎo)磁下蓋2與非導(dǎo)磁外壁9為螺紋連接，非導(dǎo)磁上蓋18上設(shè)有中心孔，非導(dǎo)磁下蓋2底部中心處設(shè)有螺孔1。
所述導(dǎo)磁內(nèi)殼包括導(dǎo)磁上蓋10、導(dǎo)磁內(nèi)壁8和導(dǎo)磁下蓋3，導(dǎo)磁內(nèi)壁8呈圓筒形，導(dǎo)磁內(nèi)壁8的上下兩端分別用導(dǎo)磁上蓋10和導(dǎo)磁下蓋3進行封堵，導(dǎo)磁上蓋10、導(dǎo)磁下蓋3與導(dǎo)磁內(nèi)壁8為螺紋連接，導(dǎo)磁下蓋3底部中心處設(shè)有一凸塊22，凸塊22與非導(dǎo)磁下蓋2中心上設(shè)有的一個凹槽相嵌。所述導(dǎo)磁下蓋3和非導(dǎo)磁外壁9上設(shè)有導(dǎo)線孔19，用于將勵磁線圈6與外界電源聯(lián)結(jié)。
所述磁致伸縮作動器包括磁致伸縮棒5、勵磁線圈6、永磁體7，磁致伸縮棒5由磁致伸縮材料（Terfernol合金即Terfernol-D棒）制成，其分子式為Tb0.27Dy0.73Fe2，磁致伸縮系數(shù)達1000ppm以上。磁致伸縮棒5豎直設(shè)置在導(dǎo)磁內(nèi)殼內(nèi)，磁致伸縮棒5的上下兩端分別設(shè)有第一導(dǎo)磁片21和第二導(dǎo)磁片4，第二導(dǎo)磁片4與導(dǎo)磁內(nèi)殼底部相接觸，磁致伸縮棒5、第一導(dǎo)磁片21和第二導(dǎo)磁片4構(gòu)成的整體外部依次設(shè)有勵磁線圈6、永磁體7，磁致伸縮棒5比勵磁線圈6短6-25mm，使其完全處在磁場中；永磁體7由多塊弧形磁鋼按磁場分布設(shè)計組合而成，通過控制各小塊的磁化強度和尺寸，以保證沿軸向磁場分布的均勻性。磁致伸縮棒5上端的第一導(dǎo)磁片21插入導(dǎo)磁上蓋10的中心孔內(nèi)。
所述位移放大機構(gòu)包括導(dǎo)桿11、彈簧12、非導(dǎo)磁連接蓋13、第一連桿14、曲柄15、第二連桿16和輸出桿17，非導(dǎo)磁連接蓋13水平設(shè)置在非導(dǎo)磁外殼上部內(nèi)壁上，導(dǎo)桿11豎直設(shè)置，導(dǎo)桿11的下端插入導(dǎo)磁上蓋10的中心孔中并與第一導(dǎo)磁片21相抵，導(dǎo)桿11的中部設(shè)有擋板23，導(dǎo)桿11的上端穿過非導(dǎo)磁連接蓋13并與第一連桿14的一端相連，彈簧12采用具有變剛度特性的軟碟簧，提供給磁致伸縮棒5預(yù)壓力并控制其變化；彈簧12套裝在導(dǎo)桿11的上部，彈簧12上端與非導(dǎo)磁連接蓋13相連，彈簧12下端與擋板23相連，導(dǎo)桿11可沿磁致伸縮棒5的伸縮方向上單自由度運動，輸出桿17和導(dǎo)桿11的運動方向在同一條直線上；所述第一連桿14的另一端與曲柄15的一端相連，曲柄15的另一端與位于非導(dǎo)磁外殼內(nèi)壁上的固定架20相連，所述第二連桿16的一端連接在曲柄15的中部，第二連桿16的另一端與輸出桿17的一端相連，輸出桿17的另一端從非導(dǎo)磁上蓋18的中心孔伸出，導(dǎo)桿11和第一連桿14之間、第一連桿14和曲柄15之間、曲柄15和第二連桿16之間、第二連桿16和輸出桿17之間、曲柄15和固定架之間全部為轉(zhuǎn)動副連接；可通過調(diào)節(jié)曲柄15和第一連桿14及第二連桿16形成的轉(zhuǎn)動副的中心位置來調(diào)節(jié)位移放大機構(gòu)的放大倍數(shù)。
本實用新型的工作原理如下：磁致伸縮棒5在永磁體7和勵磁線圈6產(chǎn)生的磁場作用下推動導(dǎo)桿11沿磁致伸縮棒長度方向運動，帶動第一連桿14推動曲柄15轉(zhuǎn)動，曲柄15的轉(zhuǎn)動再推動第二連桿16運動，從而推動輸出桿17運動。由于第一連桿14和第二連桿16長度相同、曲柄15轉(zhuǎn)過的角度相同且曲柄15和第二連桿16組成的曲柄連桿機構(gòu)中曲柄的有效半徑比曲柄15和第一連桿14組成的曲柄連桿機構(gòu)中的有效半徑大，因此可實現(xiàn)將磁致伸縮作動器輸出的位移放大的作用。