超磁致伸缩微位移驱动器的研究

新型超磁致伸缩材料ＴｂＤｙＦｅ具有输出力大、位移分辨力高及位移范围大等特点,将其应用于微位移驱动器中,将极大提高驱动器的性能指标,从而推动超精加工技术的发展。文中介绍了应用超磁伸缩材料研制的驱动器的结构及性能,并建立磁－机械耦合西式,以利于超磁致伸缩器件的研究及设计。     

磁感应强度控制的超磁致微位移器电源研究

超磁致伸缩材料是近年发展起来的新型功能材料，应用于微位移驱动器时具有精度高、推力大等优点。在采用磁感应强度作为负反馈控制量的基础上，推导了从控制量得到代表驱动器位移信号的过程，设计了相应的高精度驱动电源。通过实验，对于超磁致伸缩微位移器驱动电源静态和动态特性作了详细的分析和研究。     

超磁致微位移直线驱动器

超磁致材料TbxDy1-xFey(GMM)是A.E.Clark于70年代发现的新型稀土－铁系功能材料，近几年来，作为高科技功能材料得到了迅速发展，这种材料由于具有很大的室温超磁致伸缩应变量，高的电（磁）能－机械能转换率，高能量密度，伸缩应力大，机械响应快等优异特性，因而有着广泛的应用前景。该文设计了一种高出力，快响应，可控性好的超磁致微位移直线驱动器，文中对超磁致微位移直线驱动机理进行了探讨，并在MATLAB平台上，以有限元分析（FEM）为基础研制了CAD软件，示出了采用椭圆模态驱动的超磁致振子组合结构的微位移直线驱动器。     

用于微振动控制的超磁致伸缩驱动器的研究

文章介绍了允动器在振动主动控制系统中的作用，叙述了超磁致伸缩驱动器的设计计算过程和结构组成，给出了超磁致伸缩驱动器的位移输出特性曲线。     

薄膜型超磁致伸缩微执行器的研究现状

超磁致伸缩薄膜是一种性能优良的新型微驱动元件,文章介绍了超磁致伸缩薄膜驱动的原理,综述了薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发和最新研究成果,重点介绍了薄膜型超磁致伸缩微执行器在微流体控制系统、线性超声微马达及微小型行走机械中的应用,并对超磁致伸缩薄膜的微执行器中的应用进行了展望。     

超磁致伸缩微移动机器人

日本名古屋大学教授福田敏男和新井史人等开展了超磁致伸缩元件的研究工作,他们利用稀土类磁性材料的磁致伸缩特性,在室温下获得形变量大10~(-3)量级的结果.如果改变磁场,磁体就会产生形变的磁性材料称之为磁致伸缩材料,虽然磁致伸缩元件形变位移量很小,但是,由于外部的交流产生磁场变化,因此可用非接触方式使元件产生形变位移动,具有不用导线来作驱动的工作特点,磁致伸缩效应较大的超磁致伸缩元件产生形变位移,过去开发试制若干管内移动机器人可用于管内检查、修理工作,但是,为了使致动器驱动,电源供电缆处理成为问题,而超磁致伸缩驱动器不需要电缆,其形状适宜可做     

超磁致伸缩薄膜性能测试系统研究

针对超磁致伸缩薄膜制备过程中所关心的性能测试问题,提出了利用外加磁场引起薄膜变形,运用微位移传感器测试薄膜变形的新方法,以此为基础,建立了超磁致伸缩薄膜性能测试系统,并通过本系统测试比较了不同条件下制备的Tbo.27 Dy0.73 Fe2 薄膜的磁性能.结果表明,在制备磁致伸缩薄膜材料过程中施加一个平行于薄膜长度方向的磁场,可得到更好的磁致伸缩性能.     

超磁致伸缩换能器的磁场和温度场分析及其结构设计

本文针对超磁致伸缩换能器磁路设计进行分析,包括驱动器磁路设计、磁路分析与设计、偏置磁场设计、激励线圈设置、超磁致伸缩棒的处理等,结合超磁致伸缩换能器发热分析,通过研究换能器磁场有限元、伸缩棒磁场有限元、伸缩换能器温度场有限元、样机与测试、测试结果分析等内容,目的在于提高超磁致伸缩换能器运行的稳定性,提升系统运行的可靠性。     

基于磁致伸缩棒的干涉型微纳光纤磁场传感器

提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器，由微纳光纤干涉仪和TbDyFe超磁致伸缩棒构成，单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪，与TbDyFe超磁致伸缩棒平行固定封装，磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变，引起干涉谱的波长漂移，形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明，相同应变特性的微纳光纤干涉仪，磁致伸缩棒直径越小，磁场灵敏度越高，直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT，该传感器结构简单，易于制备，成本低廉，响应快，可以实现微弱磁场的高灵敏探测。     

四种超磁致伸缩材料特性测量方法的比较

超磁致伸缩材料在传感器应用中起到越来越重要的作用,材料的磁致伸缩性质对传感器的设计和性能起到十分关键的作用。根据超磁致伸缩材料的特性,对国内外测量磁致伸缩系数实验中常用的4种方法（电阻应变片法、差动电容法、微位移传递法以及光杠杆法）进行试验方法介绍和实验结果对比,得到了4种测量方法的优缺点。通过比较这4种方法的优缺点,可以在实验中根据实验条件选择不同的方法测量,比较数据可得到更准确的结果。     

基于磁致伸缩材料的电机研究进展

从磁致伸缩材料的定义、分类及性能等出发,介绍了磁致伸缩材料及其应用和开发情况等,剖析各类磁致伸缩致动器的设计原理及特点,并引出磁致伸缩式电机的设计基础和工作原理。该磁致伸缩式电机以压电电机的设计原理为基础,其中线性电机的工作原理和结构基本相同,均利用磁致伸缩效应诱导线性增量运动,通常由磁致伸缩单元和驱动单元两部分组成;而旋转电机利用定子驱动端的椭圆运动或电机结构的改变,因此结构多样。最后分析开发磁致伸缩器件亟待完善和解决的技术问题,并对基于磁致伸缩效应器件的发展方向进行展望。     

超磁致伸缩材料及其应用

介绍了超磁致伸缩材料具有高磁致伸缩应变λ，能量转换效率高、工作频带宽、频率特性好；稳定性好、可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无过热失效等特点；开发出的TbxDyt（1-x）Fe，合金，在较低的外磁场下就能达到超磁致伸缩效果，并对TbFez，DyFe2，Tb0.3Dy0.7Fe2（Terfenol-D）做了特性对比；超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面广阔的应用前景，超磁致伸缩材料的应用及研究对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。     

电致伸缩陶瓷致动器及其应用

本文叙述了电致伸缩效应、材料及器件结构原理.重点介绍了致动器近年来在精密机械、大规模集成电路设备、光通讯控制等方面越精定位技术上的应用.预计在今后的微电机时代,电致伸缩致动器将是亚微米超精定位技术的关键部件.     

振动片型和表面波型超声波电机

利用超声波技术的超声波清洗装置、超声波加工机和超声波焊机等早已实用.在这些装置中使用的超声波振子,由于压电陶瓷和后来的铁氧体磁致伸缩材料的出现,已变得小型和高性能化.作者为了把这种磁致伸缩和电致伸缩振子发出的强有力的超声波振动能量用于驱动电机,从而制成一种与原来利用电磁感应的电机结构完全不同的电机而进行了     

压电／电致伸缩材料及驱动器的新技术与应用

压电／电致伸缩驱动器是一种广泛使用的驱动器,文章概括总结了几种压电／电致伸缩新材料的发展方向,同时还介绍了几种新型驱动模式和超声电机的研究动态,并对压电／电致伸缩驱动器的发展前景予以展望。     

科技简讯

微型激光扫描反射镜-采用微机械加工技术的下一代超小型扫描仪在微机械加工领域,目前人们更多关注的是如何使处于研究阶段的微型致动器逐渐达到实用化。因微型致动器最大的特点是超小型、高速、节能,且还可采用与半导体工艺极其接近的制造工艺实现批量生产。因     

MEMS微电磁驱动器的分段磁路模型及实验研究

介绍了一种MEMS电磁微驱动器.基于分段磁路的网络方程法,针对微电磁驱动器所采用的平面线圈的结构特点,建立了平面线圈微驱动器的非线性磁路模型.实验结果表明,考虑线圈绕组半径不同而产生的磁动势分布效应可以为平面线圈型微驱动器建立可靠的模型.采用硅微细加工技术和微电铸技术成功地制作出了这种微驱动器,并对器件的性能进行了测试,测试结果表明,该模型能很好地计算驱动器的电磁力.     

Fe85Ga15合金的电子显微结构研究

磁致伸缩材料广泛应用于各种各样的传感器和伺服机构器件,Fe-Ga合金以其作为磁致伸缩材料的潜在应用前景已经引起研究人员的注意。Fe-Ga合金的磁致伸缩效应很强,归因于晶体中存在着Ga原子的不对称形状团簇,其导致的四方格子结构在Fe-Ga合金的磁致伸缩特性中起了关键的作用。     

GaAs基微机械加工技术

为了进一步提高传感器的灵敏度,提出了利用GaAs半导体材料来突破硅的极限,阐明了GaAs材料的优越特性和发展GaAs基MEMS的必要性.概述了GaAs微机械加工的刻蚀技术、体微机械加工技术和表面微机械加工技术的特点,对相应的GaAs微机械加工工艺进行了举例分析,并介绍了国内首次制作的GaAs基MEMS微结构,为GaAs MEMS的进一步发展奠定了基础.     

推动科技进步的动力之一——表面微机械技术

表面微机械加工是一种使机械部件微型化的工艺。传感器和致动器都是利用改进的集成电路制造技术来完成的。第一个表面微机械器件是谐振栅晶体管，大约在３０年以前就发表了。该晶体管的栅极采用了自由活动的金属悬梁，多晶硅表面微机械加工在十几年前就有报道，此后出现了许多传感器件的原型，并在最近制造出第一只商品化的传感器。