[发明专利]双级磁致伸缩振镜偏转驱动机构

说明书

本发明涉及一种双级磁致伸缩振镜偏转驱动机构，包括超磁致伸缩致动器、夹具、直线电机动子和直线电机定子，直线电机定子固定在底部，直线电机动子安装在直线电机定子上部；夹具固定在直线电机动子上方；超磁致伸缩致动器安装在夹具内部，其底面与夹具的侧面接触；在超磁致伸缩致动器的中心处安装有顶针，且与振镜相接触；在直线电机的后方放置有铁架台，悬臂梁安装在铁架台夹上，通过螺栓与铁架台连接；振镜与悬臂梁通过固定夹连接。

技术领域

本发明属于料应用及精密驱动技术领域，具体说一种双级磁致伸缩振镜偏转驱动机构。

背景技术

随着科学技术的不断发展，偏转装置被广泛的应用，例如在国防科技上应用的能获得高速，低电压激励的光束偏转装置。如今的光束偏转装置都是基于通过机电来驱动镜片，即利用压电、检流计、电光器件或者声光器件等装置。但是，这些装置存在着一些缺点，如速度慢、电压高、体积大、寿命短、偏转精度低、不能对结构复杂的连接件起到作用。

随着超磁致伸缩材料发展，这种20世纪70年代出现的新型稀土功能材料，是继稀土永磁、稀土发光、稀土高温超导材料之后被视为21世纪提高国家高科技综合竞争力的一种新型战略性功能材料。磁致伸缩效应是该材料的重要物理特性之一，磁致伸缩效应是指铁磁材料或亚铁磁材料受到外加磁场作用后，由于其磁化状态的改变，其长度和体积都要发生微小变化的现象。同时由于该材料具有大磁致伸缩系数、能量密度高、响应快、磁机转换效率高及抗压等特性，所以利用超磁致伸缩材料和磁致伸缩效应可以制作微位移驱动装置，即超磁致伸缩致动器。超磁致伸缩致动器具有输出位移范围大、漂移小、结构简单、易于驱动、工作频率范围宽等优点，因此将其应用在精密加工、超精密加工等工程领域，如应用在选区激光烧结中的振镜偏转驱动机构中显示出了良好的应用前景。

目前，由于在精密加工、超精密加工等工程领域制造零件的过程中，对振镜偏转不能够快速、精密控制，例如在国内外对选区激光烧结相关理论广泛研究与技术广泛应用的过程中，该技术逐渐体现出成型零件表面粗糙度大、成型精度低等问题，限制了其在精密加工领域的应用。因此，针对提高精密加工、超精密加工精度，突破该技术在精密、超精密加工领域的应用，实现对振镜偏转的快速、精密驱动的迫切需要，本发明充分利用超磁致伸缩材料的优异性能，将电机驱动和超磁致伸缩材料驱动结合，研究一种振镜的快速、精密双级驱动机构。从而实现对振镜位置的精确定位，最终完成振镜快速、精密驱动过程。同时，这种振镜进行磁致伸缩双级精密驱动方法在国内外尚无报道，体现出了广泛的应用前景。

发明内容

发明目的

本发明针对在精密加工、超精密加工等工程领域制造零件的过程中，振镜偏转不能够快速、精密驱动，而造成成型零件表面粗糙度大、成型精度低等问题，提出一种双级磁致伸缩振镜偏转驱动机构，充分利用超磁致伸缩材料的优异性能，将电机驱动和超磁致伸缩材料驱动结合，实现振镜的精密偏转，最终完成振镜的快速、精密驱动过程。

技术方案

一种双级磁致伸缩振镜偏转驱动机构，包括超磁致伸缩致动器、夹具、直线电机动子和直线电机定子，直线电机定子固定在底部，直线电机动子安装在直线电机定子上部；夹具固定在直线电机动子上方；超磁致伸缩致动器安装在夹具内部，超磁致伸缩致动器的底面与夹具的侧面接触；在超磁致伸缩致动器的中心处安装有顶针，顶针与振镜相接触；在直线电机的后方放置有铁架台，悬臂梁安装在铁架台夹上，通过螺栓与铁架台连接；振镜与悬臂梁通过固定夹连接。

超磁致伸缩致动器与夹具通过螺栓连接。

夹具与直线电机动子通过螺钉连接。

夹具为U型壳状，夹具底面中心处有三个形状大小相同的通孔，夹具的侧面具有2个形状大小相同的通孔。