一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置屬于磁致伸縮執(zhí)行器位移測量領(lǐng)域，特別涉及一種以高速激光位移傳感器為位移測量元件、以激光位置調(diào)整裝置實現(xiàn)測量位置調(diào)整的測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁致伸縮材料是繼稀土永磁、稀土發(fā)光、稀土高溫超導材料之后興起的又一種新型稀土功能材料。磁致伸縮效應是磁致伸縮材料具有重要的物理效應之一。磁致伸縮效應是指鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改變，其長度和體積都要發(fā)生微小變化的現(xiàn)象。利用磁致伸縮材料的磁致伸縮效應可以制作執(zhí)行器，即磁致伸縮執(zhí)行器，用于實現(xiàn)驅(qū)動過程。由于用磁致伸縮執(zhí)行器具有輸出位移范圍大、漂移小、結(jié)構(gòu)簡單、易于驅(qū)動、工作頻率范圍寬等優(yōu)點，磁致伸縮執(zhí)行器在聲納系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在精密加工、超精密加工、流體機械等工程領(lǐng)域顯示出了良好的應用前景。
[0003]在磁致伸縮執(zhí)行器被應用于工程領(lǐng)域前，需要明確磁致伸縮執(zhí)行器的實際輸出位移范圍。目前，磁致伸縮材料的最大磁致伸縮系數(shù)約為1000X 10_6，用該類磁致伸縮材料制作的磁致伸縮執(zhí)行器的實際輸出位移為微米級范圍內(nèi)。因此，需要采用高精度的方法才能準確有效地測量磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移。
[0004]目前，磁致伸縮執(zhí)行器位移的測量方法主要有在磁致伸縮材料上貼應變片的電橋測量法、在磁致伸縮執(zhí)行器位移輸出端安裝電感測微儀的方法，這些測量方法的測量精度較低，尚未能夠滿足對磁致伸縮執(zhí)行器所輸出的微米級位移的高精度測量要求，且上述測量方式均屬于接觸式測量，測量元件對磁致伸縮執(zhí)行器的工作過程具有一定的影響。目前，尚未有關(guān)磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸精密測量的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，其目的是針對現(xiàn)有測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的技術(shù)不足的問題，本發(fā)明設(shè)計一種以高速激光位移傳感器為位移測量元件、以激光位置調(diào)整裝置調(diào)節(jié)激光點與磁致伸縮執(zhí)行器輸出端之間相對位置，通過隔振臺避免磁致伸縮執(zhí)行器工作過程中的振動以及外界環(huán)境中的振動對測量精度的影響，以達到對磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸精密測量的目的。
[0006]技術(shù)方案:
一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，其特征在于:激光位置調(diào)整裝置、高速激光位移傳感器、電源、數(shù)顯儀和磁致伸縮執(zhí)行器；高速激光位移傳感器設(shè)置在激光位置調(diào)整裝置上，磁致伸縮執(zhí)行器設(shè)置在高速激光位移傳感器下方，高速激光位移傳感器與電源及數(shù)顯儀連接。
[0007]激光位置調(diào)整裝置、高速激光位移傳感器、電源、數(shù)顯儀和磁致伸縮執(zhí)行器設(shè)置在隔振臺上。
[0008]激光位置調(diào)整裝置由底座、縱向滑軌、縱向滑塊、橫向滑軌、橫向滑塊和傳感器安裝座組成；縱向滑軌安裝在底座上，縱向滑塊與縱向滑軌活動連接，縱向滑塊為能在縱向滑軌上上下移動的結(jié)構(gòu)，橫向滑軌與縱向滑塊垂直連接，橫向滑塊活動的安裝在橫向滑軌上，橫向滑塊為能在橫向滑軌上移動的結(jié)構(gòu)，傳感器安裝座安裝在橫向滑塊上，高速激光位移傳感器安裝在傳感器安裝座上。
[0009]底座上帶有長圓孔，長圓孔為通孔；縱向滑軌上帶有燕尾型內(nèi)寬口窄的凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于縱向滑軌的長中心線對稱；縱向滑塊上帶有與縱向滑軌上的凹槽配合使用的前寬后窄的燕尾形凸臺，燕尾型凸臺關(guān)于縱向滑塊的長中心線對稱；縱向滑塊的燕尾形凸臺能上下移動的安裝在縱向滑軌上的凹槽內(nèi)；
橫向滑軌上帶有口窄內(nèi)寬的燕尾型凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于橫向滑軌的長中心線對稱；橫向滑塊上帶有與橫向滑軌的凹槽相配合的燕尾型凸臺，燕尾型凸臺關(guān)于橫向滑塊的長中心線對稱；橫向滑塊上的燕尾型凸臺能橫向移動的安裝在橫向滑軌的凹槽內(nèi)。
[0010]激光位置調(diào)整裝置為整體呈“Z”形的結(jié)構(gòu)，縱向滑軌與底座垂直，橫向滑軌與縱向滑塊垂直。
[0011]縱向滑塊和縱向滑軌間通過安裝在縱向滑塊的螺紋通孔中的緊定螺釘實現(xiàn)臨時固定；橫向滑塊和橫向滑軌間通過安裝在橫向滑塊的螺紋通孔中的緊定螺釘來臨時固定。
[0012]電源的正負輸出端分別與高速激光位移傳感器的供電正負輸入端連接，高速激光位移傳感器的位移信號輸出線與數(shù)顯儀的信號接收線連接。
[0013]隔振臺具體為精密隔振光學平臺；激光位置調(diào)整裝置通過穿過底座上長圓孔的螺栓來臨時固定在隔振臺上。
[0014]優(yōu)點及效果
本發(fā)明是一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，本發(fā)明的顯著特點是能夠?qū)崿F(xiàn)對磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的非接觸高精度測量；通過調(diào)整激光位置調(diào)整裝置中的縱向滑塊的縱向位置，實現(xiàn)了對高速激光位移傳感器所發(fā)出的激光點的縱向位置的精密調(diào)節(jié)；通過調(diào)整激光位置調(diào)整裝置中的橫向滑塊的橫向位置，實現(xiàn)了高速激光位移傳感器所發(fā)出的激光點的橫向位置的精密調(diào)節(jié)；高速激光位移傳感器通過映射到磁致伸縮執(zhí)行器輸出端上的激光點對磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移進行測量，實現(xiàn)了非接觸式測量，避免了激光位移傳感器對磁致伸縮執(zhí)行器工作過程的影響；激光位置調(diào)整裝置通過穿過底座上的長圓孔的螺栓固定在隔振臺上，磁致伸縮執(zhí)行器通過螺栓固定在隔振臺上，有效的去除了磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移過程中產(chǎn)生的振動以及外界環(huán)境中的振動對測量精度的影響。
【附圖說明】
[0015]圖1為激光位置調(diào)整裝置的示意圖；
圖2為測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置的示意圖及實驗系統(tǒng)示意圖；
圖3為縱向滑軌的示意圖；
圖4為縱向滑塊的示意圖；
圖5為橫向滑軌的示意圖；
圖6為橫向滑塊的示意圖；
圖7為實驗結(jié)果圖，橫坐標t-時間，縱坐標S-磁致伸縮執(zhí)行器的輸出位移， a-磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移隨時間變化的曲線。
[0016]附圖標記說明:
1-激光位置調(diào)整裝置，2-高速激光位移傳感器，3-電源，4-數(shù)顯儀，5-磁致伸縮執(zhí)行器，6-隔振臺，7-螺栓，8-螺栓，9-螺栓，10-底座，11-縱向滑軌，12-縱向滑塊，13-橫向滑軌，14-橫向滑塊，15-傳感器安裝座，16-緊定螺釘，17-緊定螺釘，18-螺栓，19-螺栓。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
如圖1-7所示，本發(fā)明提出了一種測量磁致伸縮執(zhí)行器輸出位移的裝置，激光位置調(diào)整裝置1、高速激光位移傳感器2、電源3、數(shù)顯儀4和磁致伸縮執(zhí)行器5 ;高速激光位移傳感器2設(shè)置在激光位置調(diào)整裝置I上，磁致伸縮執(zhí)行器5設(shè)置在高速激光位移傳感器2下方，高速激光位移傳感器2與電源3及數(shù)顯儀4連接。
[0018]激光位置調(diào)整裝置1、高速激光位移傳感器2、電源3、數(shù)顯儀4和磁致伸縮執(zhí)行器5設(shè)置在隔振臺6上。
[0019]激光位置調(diào)整裝置I由底座10、縱向滑軌11、縱向滑塊12、橫向滑軌13、橫向滑塊14和傳感器安裝座15組成；縱向滑軌11安裝在底座10上，縱向滑塊12與縱向滑軌11活動連接，縱向滑塊12為能在縱向滑軌11上上下移動的結(jié)構(gòu)，橫向滑軌13與縱向滑塊12垂直連接，橫向滑塊14活動的安裝在橫向滑軌13上，橫向滑塊14為能在橫向滑軌13上移動的結(jié)構(gòu)，傳感器安裝座15安裝在橫向滑塊14上，高速激光位移傳感器2安裝在傳感器安裝座15上。
[0020]底座10上帶有長圓孔，長圓孔為通孔；縱向滑軌11上帶有燕尾型內(nèi)寬口窄的凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于縱向滑軌11的長中心線對稱；縱向滑塊12上帶有與縱向滑軌11上的凹槽配合使用的前寬后窄的燕尾形凸臺，燕尾型凸臺關(guān)于縱向滑塊12的長中心線對稱；縱向滑塊12的燕尾形凸臺能上下移動的安裝在縱向滑軌11上的凹槽內(nèi)；
橫向滑軌13上帶有口窄內(nèi)寬的燕尾型凹槽，燕尾型凹槽關(guān)于橫向滑軌13的長中心線對稱；橫向滑塊14上帶有與橫向滑軌13的凹槽相配合的燕尾型凸臺，燕尾型凸臺關(guān)于橫向滑塊14的長中心線對稱；橫向滑塊14上的燕尾型凸臺能橫向移動的安裝在橫向滑軌13的凹槽內(nèi)。
[0021]激光位置調(diào)整裝置I為整體呈“Z”形的結(jié)構(gòu)，縱向滑軌11與底座10垂直，橫向滑軌13與縱向滑塊12垂直。
[0022]縱向滑塊12和縱向滑軌11間通過安裝在縱向滑塊12的螺紋通孔中的緊定螺釘16實現(xiàn)臨時固定；橫向滑塊14和橫向滑軌13間通過安裝在橫向滑塊14的螺紋通孔中的緊定螺釘17來臨時固定。
[0023]電源3的正負輸出端分別與高速激光位移傳感器2的供電正負輸入端連接，高速激光位移傳感器2的位移信號輸出線與數(shù)顯儀4的信號接收線連接。
[0024]隔振臺6具體為精密隔振光學平臺