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基本信息

作品名称:
磁致伸缩式惯性冲击精密直线电机的研究与开发
大类:
科技发明制作A类
小类:
机械与控制
简介:


作品“磁致伸缩式惯性冲击精密直线电机”采用稀土超磁致伸缩材料(GMM)为驱动源,基于惯性冲击运动原理,提出了一种新型精密直线电机。 电机以锯齿波形电流为驱动信号,可实现双向直线运动,并能实现精确定位。经测试,样机的位移分辨率优于0.05μm,最大速度大于200μm/s,能够以低电压驱动,驱动能力强(大于10N),可实现无缆驱动,运动稳定性好。

详细介绍:


惯性冲击电机是利用惯性冲击来实现精密位移的一种驱动机构,具有运动范围大、位移分辨率高、结构简单等优点, 可在进行步进运动的同时实现精确定位。

目前, 惯性冲击电机已在生物工程、微型零件操作与装配、机器人和医疗器械等领域获得初步应用。现有的惯性冲击电机一般采用压电功能材料驱动,但是由于压电材料存在有缆驱动、变形量小、功率密度小、高电压驱动的不足,导致现有的压电式惯性冲击电机存在运动稳定性较差、运动速度慢、负载能力弱、可靠性低的问题,因而在较大功率场合应用受到限制。

针对现有惯性冲击电机的不足,作品提出了一种新型精密直线电机。利用稀土超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,结合惯性冲击原理,实现直线电机的驱动。直线电机以锯齿波形电流为驱动信号,可实现双向直线运动,并能实现精确定位。经测试,作品样机的位移分辨率优于0.05μm,最大正向速度大于200μm/s,能够以低电压驱动,驱动能力强(大于10N),而且实现了无缆驱动,可靠性高。

我国是稀土资源大国,“中东有石油,中国有稀土”,但是,我国在稀土应用领域的研究远落后于美国、日本等发达国家。稀土应用产品可带来超过稀土材料价值数十倍、甚至数百倍的经济效益。在稀土产业链中,越向下游延伸,产品的技术含量越高,附加值也越高。

2011年,国务院通过了《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》,提出进行稀土产业结构调整,改变我国目前稀土产业“资源大国、产业弱国”的状况,充分发挥稀土应用产品的龙头作用,带动稀土产业的可持续发展。 国内外很多专家认为,作为一种新型的功能材料,稀土超磁致伸缩材料(GMM)的应用将会诱发一系列的新技术、新设备、新工艺。作品开展稀土超磁致伸缩材料应用器件研究与开发,对于拓宽我国稀土材料应用领域具有积极的意义。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”作品 三等奖

(1)2010年9月,作品获**校大学生课外科研训练计划重点课题资助,项目立项;

(2)2011年3月作品获第十二届“挑战杯”大学生课外科技学术作品竞赛**校级一等奖;

(3)2011年5月作品获第十二届“挑战杯”大学生课外科技学术作品竞赛**赛区一等奖;

(4)2011年5月,针对作品内容,我们委托**科学技术情报研究所进行了项目查新,查新结论为:未见采用稀土超磁致伸缩材料为驱动源应用于惯性冲击式精密直线电机的文献报道,本查新项目具有新颖性。

作品视频

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