[发明专利]超磁致伸缩材料力感反馈装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种超磁致伸缩材料力感反馈装置及其使用方法，超磁致伸缩材料力感反馈装置，包括力感模拟系统、力感控制系统、力感产生系统、弹性力模拟系统和供电系统。本装置中力感产生系统由两个相同的超磁致伸缩棒总成按上下相反方向安装在左右支架上，将超磁致伸缩棒的长短伸缩作用转化为固定在伸缩棒总成上的两个摩擦片与摩擦盘之间的转动摩擦作用，结构对称且紧凑。线性弹性力、可控摩擦力的作用中心与方向盘轴线重合，保证了力矩作用的稳定性。

技术领域

本发明属于汽车电控及智能化领域，涉及一种超磁致伸缩材料力感反馈装置及其使用方法。

背景技术

传统车辆道路试验具有成本高、时间长、场地条件有限以及极限工况易发生事故等缺点，采用汽车驾驶模拟系统替代传统车辆道路试验是目前的主流趋势。成熟的驾驶模拟系统能较为真实地反映出车辆运动状态、道路条件、周围环境以及各种体感、力感，极大地降低了车辆道路试验资金成本、时间成本和人力成本。其中准确的方向盘力感反馈是必不可少的，其很大程度上决定了驾驶员能否按照给定的路线或者驾驶意图做出相应的操作，对驾驶员的操作决策至关重要。传统的力感反馈装置主要由力矩电机配合减速机构组成，但它存在控制不平顺、延迟和抖动大、机械连接装置复杂以及容易出现电机卡死等缺点。

超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Materials，简称GMM)，即具有极大的磁致伸缩系数的磁致伸缩材料，在常温下由于磁化状态的改变，其长度和体积会发生较大变化。GMM棒在无机械约束时发生磁致伸缩正效应，以位移形式输出，在有机械约束时，以位移和力的形式输出。利用的磁致伸缩正效应可制作驱动装置，实现磁能向机械能的转换，并且这种特性受外界其他因素(如温度)影响很小。超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应，为它在工程实际中提供了广泛的应用前景，已应用于诸多领域的磁致伸缩力传感器、生物机械传感器以及电能收集器等。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种超磁致伸缩材料力感反馈装置及其使用方法，解决了现有技术中存在的控制不平顺、延迟和抖动大、机械连接装置复杂以及容易出现电机卡死的问题。