Products INC 公司开发生产的超磁致伸缩执行器性能比较突出[17]。一般典型的超磁致伸缩微位移执行器结构如图10所示[18],但这种执行器涡流比较大,温度对性能影响较大。目前由我国大连理工大学研制的新型超磁致伸缩微位移执行器如图11所示,它通过将GMM进行叠片放置的方式减少涡流损耗,而且通过冷却水来消除温度对GMM性能的影响,其拉伸强度比普通的超磁致伸缩微位移执行器更大,性能指标已经达到了国际领先的水平[18]。
图10 典型的超磁致伸缩微位移执行器
Fig.10 Classic magnetostrictive
micro-displacement actuator
3.5动力输出领域
利用GMM高能量密度这一特性,可制作大功率微型马达动力输出装置。与传统的电磁马达或压电超声波马达相比,超磁致伸缩马达的体积很小,而且输出力大、控制精度高[19]。目前所研究与应用的微型马达主要有步进式和椭圆模态驱动式马达,其中步进式马达又是由一种尺蠖式马达发展而来的。
尺蠖式马达是1988年由德国柏林大学的L.Kiesewetter教授利用超磁致伸缩材料棒作为驱动元件研制出来的,并且是世界上第一台超磁致伸缩马达。当线圈通入电流并且位置发生变化时,超磁致伸缩棒交替伸缩,像虫子一样蠕动前进,
]故称之为尺蠖式马达[20(如图12)。到了20世纪90年代初,美国的J.M.Vranish
等在尺蠖式马达蠕动原理的基础上,开发出了转动式步进马达,其结构如图13所示[21]。
椭圆模态运动的GMM马达工作效率比较低下,这是由于定子运动到椭圆轨道下半部分时,作空载回程运动,因而不能推动转子运动所致。目前由杭州科技大学设计的新型超磁致伸缩马达解决了这一问题,该马达的定子由一个环和两个Terfenol-D线性驱动器构成,如图14所示。其中结构相同的GMM驱动器a和b相隔90 ,均分布于定子外圆周上。当a和b的驱动器电压相位差为90 时,定
1.外套 2.出水管 3.弹簧 4.输出轴5.导向块 6.导磁体 7.超磁致伸缩棒 8.水箱 9.永磁体 10.导向块 11.进水管 12.导磁体 13.螺钉 14.底盖 15.传感器 16.线圈 17.骨架 18.电阻应变片 图11 超磁致伸缩微位移执行器 Fig.11 Magnetostrictive small of displacement actuator

