專利名稱：Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，特別是一種Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁。
背景技術(shù)：
復(fù)合懸臂梁是將功能材料與彈性基片進(jìn)行復(fù)合而成的一種器件，可應(yīng)用于振動(dòng)主動(dòng)控制、精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、力傳感、光反射等領(lǐng)域中。目前復(fù)合懸臂梁主要采用壓電材料、Galfenol合金和超磁致伸縮薄膜作為驅(qū)動(dòng)功能材料,但是壓電材料、Galfenol合金和超磁致伸縮薄膜變形量小、功率密度較低，限制了其在較大功率場(chǎng)合的使用。稀土超磁致伸縮材料Terfenol-D，廣泛用于聲納系統(tǒng)、大功率超聲器件、精密控制系統(tǒng)、各種閥門、驅(qū)動(dòng)器等，是一種具有廣闊發(fā)展前景的稀土功能材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有高功率密度、輸出變形大、響應(yīng)速度快特點(diǎn)的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁。本發(fā)明的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，包括導(dǎo)磁殼體、導(dǎo)磁端蓋、非導(dǎo)磁線圈骨架，導(dǎo)磁殼體、導(dǎo)磁端蓋、非導(dǎo)磁線圈骨架均為圓形軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁殼體一端密封，另一端開口，開口端上安裝導(dǎo)磁端蓋，非導(dǎo)磁線圈骨架設(shè)在導(dǎo)磁殼體內(nèi)，非導(dǎo)磁線圈骨架上繞有線圈，導(dǎo)磁端蓋及非導(dǎo)磁線圈骨架均設(shè)有中心軸孔，平直的非導(dǎo)磁彈性基片設(shè)置于非導(dǎo)磁線圈骨架中心軸孔內(nèi)的中心軸線上，其一端固定在導(dǎo)磁殼體的端部，另一端穿過導(dǎo)磁端蓋的中心軸孔為自由懸臂Jerfenol-D薄片間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片上。所述非導(dǎo)磁彈性基片的材料包括銅、鋁或不銹鋼；所述非導(dǎo)磁線圈骨架的材料包括銅、鋁、不銹鋼或塑料。本發(fā)明的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁的工作原理是，Terfenol-D薄片在通電的線圈磁場(chǎng)中沿軸向伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)非導(dǎo)磁彈性基片彎曲變形；非導(dǎo)磁彈性基片的彎曲度隨Terfenol-D薄片的伸長(zhǎng)量增加而增大，Terfenol-D薄片的伸長(zhǎng)量隨線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度增大而增加。Terfenol-D薄片在線圈斷電、磁場(chǎng)消失后，恢復(fù)到通電前的原長(zhǎng)，非導(dǎo)磁彈性基片也復(fù)原到通電前的平直狀態(tài)。本發(fā)明的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁的有益效果是:
1、采用稀土超磁致伸縮材料Terfenol-D薄片為驅(qū)動(dòng)材料，具有輸出變形大、響應(yīng)速度快、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，由于Terfenol-D材料脆性大，如果將一整片長(zhǎng)條形Terfenol-D薄片粘接于彈性基片上，則彈性基片發(fā)生大撓度彎曲時(shí)，易使Terfenol-D材料脆裂，故本發(fā)明揚(yáng)Terfenol-D材料之長(zhǎng)、避其脆性之短,采用多片Terfenol-D薄片間隔地粘接于彈性基片上。2、與現(xiàn)有的壓電材料、Galfenol合金和超磁致伸縮薄膜驅(qū)動(dòng)的懸臂梁相比具有更高的功率密度，輸出變形大、響應(yīng)速度快。3、Terfenol-D薄片復(fù)合懸臂梁在激勵(lì)的磁場(chǎng)中，產(chǎn)生頻率、幅值可控的振動(dòng)，從而可應(yīng)用于振動(dòng)主動(dòng)控制、精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、光反射等需要較大功率的領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為非導(dǎo)磁彈性基片與Terfenol-D薄片粘接后的俯視圖。圖3為線圈通電后懸臂梁彎曲變形圖。圖4為將Terfenol-D薄片粘接于非導(dǎo)磁彈性基片下表面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式—種Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁,包括導(dǎo)磁殼體2、導(dǎo)磁端蓋
1、非導(dǎo)磁線圈骨架3，導(dǎo)磁殼體2、導(dǎo)磁端蓋1、非導(dǎo)磁線圈骨架3均為圓形軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁殼體2 —端密封，另一端開口，開口端上安裝導(dǎo)磁端蓋I，非導(dǎo)磁線圈骨架3設(shè)在導(dǎo)磁殼體2內(nèi)，非導(dǎo)磁線圈骨架3上繞有線圈4，導(dǎo)磁端蓋I及非導(dǎo)磁線圈骨架3均設(shè)有中心軸孔，平直的非導(dǎo)磁彈性基片5設(shè)置于非導(dǎo)磁線圈骨架3中心軸孔內(nèi)的中心軸線上，其一端固定在導(dǎo)磁殼體2的端部,另一端穿過導(dǎo)磁端蓋I的中心軸孔為自由懸臂；Terfenol-D薄片6間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片5上。如圖1和圖3，Terfenol-D薄片6間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片5上表面。如圖4，Terfenol-D薄片6間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片5下表面。
權(quán)利要求
1.一種Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁,包括導(dǎo)磁殼體(2)、導(dǎo)磁端蓋(I)、非導(dǎo)磁線圈骨架(3)，導(dǎo)磁殼體(2)、導(dǎo)磁端蓋(I)、非導(dǎo)磁線圈骨架(3)均為圓形軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其特征在于:導(dǎo)磁殼體(2) —端密封,另一端開口，開口端上安裝導(dǎo)磁端蓋(1)，非導(dǎo)磁線圈骨架(3)設(shè)在導(dǎo)磁殼體(2)內(nèi)，非導(dǎo)磁線圈骨架(3)上繞有線圈(4)，導(dǎo)磁端蓋(I)及非導(dǎo)磁線圈骨架(3)均設(shè)有中心軸孔，平直的非導(dǎo)磁彈性基片(5)設(shè)置于非導(dǎo)磁線圈骨架(3)中心軸孔內(nèi)的中心軸線上，其一端固定在導(dǎo)磁殼體(2)的端部，另一端穿過導(dǎo)磁端蓋(I)的中心軸孔為自由懸臂，Terfenol-D薄片(6)間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，其特征在于:Terfenol-D薄片(6)間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片(5)上表面或下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，其特征在于:所述非導(dǎo)磁彈性基片(5)的材料包括銅、鋁或者不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，其特征在于:所述非導(dǎo)磁線圈骨架(3)的材料包括銅、鋁、不銹鋼或者塑料。
全文摘要
一種Terfenol-D薄片驅(qū)動(dòng)的磁致伸縮式復(fù)合懸臂梁，導(dǎo)磁殼體、導(dǎo)磁端蓋、非導(dǎo)磁線圈骨架均為圓形軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁殼體一端密封，另一端開口，開口端上安裝導(dǎo)磁端蓋，非導(dǎo)磁線圈骨架設(shè)在導(dǎo)磁殼體內(nèi)，導(dǎo)磁端蓋及非導(dǎo)磁線圈骨架均設(shè)有中心軸孔，平直的非導(dǎo)磁彈性基片設(shè)置于非導(dǎo)磁線圈骨架中心軸孔內(nèi)的中心軸線上，其一端固定在導(dǎo)磁殼體的端部，另一端穿過導(dǎo)磁端蓋的中心軸孔為自由懸臂，Terfenol-D薄片間隔地粘接在非導(dǎo)磁彈性基片上。本發(fā)明與現(xiàn)有的壓電材料、Galfenol合金和超磁致伸縮薄膜驅(qū)動(dòng)的懸臂梁相比具有更高的功率密度，輸出變形大、響應(yīng)速度快；可應(yīng)用于振動(dòng)主動(dòng)控制、精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、光反射等需要較大功率的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B81B3/00GK103145087SQ20131008107
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者盧全國(guó), 陳定方, 趙亞鵬, 劉德輝, 曹清華, 趙冉, 唐剛, 祝志芳, 曾彬 申請(qǐng)人:南昌工程學(xué)院