[发明专利]一种基于超磁致伸缩材料的变刚度液压驱动机构及其变刚度调控方法

摘要

本发明公开了一种基于超磁致伸缩材料的变刚度液压驱动机构及其变刚度调控方法，包括有外壳、设置于外壳内的GMM棒、GMM棒驱动控制装置、液压装置和负载位移和受力反馈装置；所述的GMM棒驱动控制装置包括有电磁线圈与直流偏置线圈；该负载位移和受力反馈装置包括有位移传感器和力传感器；还包括有变刚度控制器，变刚度控制器接收位移传感器和力传感器的传感信号并计算出机械负载的刚度，该变刚度控制器根据负载的刚度，调节直流偏置线圈的输入电压，使得GMM棒通过液压装置输出给机械负载的驱动刚度与机械负载所反馈的刚度相匹配。本发明的优点是解决传统液压驱动机构中频响和传动效率问题。 1

主权项

1.一种基于超磁致伸缩材料的变刚度液压驱动机构，其特征在于：包括有外壳、设置于外壳内的GMM棒、GMM棒驱动控制装置、液压装置和负载位移和受力反馈装置；

所述的GMM棒驱动控制装置包括有电磁线圈与直流偏置线圈，所述的电磁线圈缠绕在GMM棒的外侧并为GMM棒提供激励磁场，所述的直流偏置线圈设置于GMM棒边侧并为GMM棒提供偏置磁场；

所述的液压装置包括有输入端和输出端，GMM棒的驱动位移输出端传动连接于输入端，液压装置还包括有用于将驱动位移从输入端传递至输出端的液压油，输出端用于连接机械负载；

该负载位移和受力反馈装置包括有用于检测机械负载移位的位移传感器和用于检测机械负载上的受力状态的力传感器；

还包括有变刚度控制器，变刚度控制器接收位移传感器和力传感器的传感信号并计算出机械负载的刚度，该变刚度控制器根据负载的刚度，调节直流偏置线圈的输入电压，使得GMM棒通过液压装置输出给机械负载的驱动刚度与机械负载所反馈的刚度相匹配。

2.根据权利要求1所述的变刚度液压驱动机构，其特征在于：还包括有设置于GMM棒边侧用于向GMM棒提供基准偏置磁场的永磁体。

3.根据权利要求1所述的变刚度液压驱动机构，其特征在于：液压装置包括有大活塞、小活塞以及位于大活塞和小活塞之间油液腔，油液腔内设置有液压油。

4.根据权利要求1所述的变刚度液压驱动机构，其特征在于：GMM棒通过预紧弹簧与液压装置的输入端相连，该预紧弹簧为GMM棒提供预紧力。

5.一种基于权利要求1‑4之一所述的变刚度液压驱动机构的变刚度调控方法，其特征在于：

通过位移传感器与力传感器检测机械负载的机械位移与机械载荷，输入到变刚度控制器并计算机械负载的刚度，变刚度控制器通过调节调节直流偏置线圈的输入电压，调节GMM棒的杨氏模量，进而调节液压装置输出的驱动刚度与负载所需刚度的匹配。