一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),包括超磁致伸縮致動(dòng)器,超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座,底座上設(shè)置有雙層冷卻水管,雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成,外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵,內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒,超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈,外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口,進(jìn)水口通過管路與水泵相連,內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口,出水口通過管路與冷卻水箱相連,水泵、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng),水泵設(shè)置在冷卻水箱內(nèi)。本實(shí)用新型設(shè)置有溫度控制系統(tǒng),能調(diào)節(jié)水溫,從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響。
【專利說明】
一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一直強(qiáng)制水冷溫控制系統(tǒng),更具體地說,涉及一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超磁致伸縮材料(GMM)是一種新型智能材料,用GMM材料特性制作的超磁致伸縮致動(dòng)器(GMA)具有輸出精度高、響應(yīng)速度快、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。GMA在超精密加工、動(dòng)力控制、生物工程、精密流體控制等研究領(lǐng)域有著十分廣闊的前景。但是,在GMA的工作過程中,會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)線圈的焦耳發(fā)熱,使GMA溫度快速升高。而GMA對(duì)溫度極其敏感,溫度的不可控會(huì)導(dǎo)致GMA的輸出位移改變,其輸出精度大大降低,所以必須嚴(yán)格控制GMA的工作溫度。
[0003]目前,控制GMA溫度的方法有主動(dòng)控制和被動(dòng)補(bǔ)償法。被動(dòng)補(bǔ)償法主要通過在超磁致伸縮致動(dòng)器內(nèi)部設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償機(jī)構(gòu),用于匹配超磁致伸縮材料受溫度引起的熱膨脹,來抵消超磁致伸縮材料的熱膨脹,主要包括材料熱膨脹抵消補(bǔ)償法和柔性支撐機(jī)構(gòu)補(bǔ)償法方法。被動(dòng)補(bǔ)償方法容易實(shí)現(xiàn),成本也較低,但是僅適用于小功率、精度低的場(chǎng)合。對(duì)輸出精度要求較高的場(chǎng)合,采用較多的是主動(dòng)控制法,其中最常見的就是強(qiáng)制水冷溫控方法。于是,設(shè)計(jì)一種有效的強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于,提供一種能有效減少驅(qū)動(dòng)線圈發(fā)熱對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度影響的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),包括超磁致伸縮致動(dòng)器,超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座,底座上設(shè)置有雙層冷卻水管,雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成,外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵,內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒,超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈,外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口,進(jìn)水口通過管路與水栗相連,內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口,出水口通過管路與冷卻水箱相連,水栗、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng),水栗設(shè)置在冷卻水箱內(nèi);還包括單片機(jī),單片機(jī)分別于與測(cè)溫控制電路、冷卻控制電路及加熱控制電路連接,測(cè)溫控制電路連接溫度傳感器,冷卻控制電路連接冷卻風(fēng)扇,加熱控制電路連接加熱器,測(cè)溫控制電路與加熱控制電路浸入冷卻水箱的冷卻水中,冷卻控制電路設(shè)置在冷卻水箱的冷卻水面之上。
[0006]按上述方案,所述雙層冷卻水管由空心銅管繞制而成。
[0007]按上述方案,所述的空心銅管直徑4_8mm。
[0008]按上述方案,所述溫度傳感器的分辨率為0.1°C。
[0009 ]按上述方案,所述冷卻箱內(nèi)還設(shè)有攪拌器。
[0010]按上述方案,所述攪拌器設(shè)置在冷卻水箱底部,設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0011]實(shí)施本實(shí)用新型的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),具有以下有益效果:
[0012]1、由于設(shè)置有雙層冷卻水管,能夠?qū)Τ胖律炜s致動(dòng)器的整體溫度進(jìn)行控制,可以阻止驅(qū)動(dòng)線圈的熱量向超磁致伸縮棒的傳導(dǎo),從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響;
[0013]2、由于設(shè)置有雙層冷卻水管,可以阻止熱量向殼體及其他部件傳導(dǎo);
[0014]3、通過設(shè)置單片機(jī)的程序,設(shè)置溫度傳感器的閾值,當(dāng)溫度傳感器的溫度高于預(yù)設(shè)的闕值,單片機(jī)啟動(dòng)冷卻控制電路,當(dāng)溫度傳感器的溫度低于預(yù)設(shè)的闕值,單片機(jī)啟動(dòng)加熱控制電路,從而可以調(diào)節(jié)冷卻水的溫度;
[0015]4、由于冷卻控制電路及加熱控制電路的設(shè)定,可以保持水溫的恒定,從而減少溫度對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器輸出精度的影響。
【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖2是本實(shí)用新型超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng)的超磁致伸縮致動(dòng)器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、單片機(jī),2、測(cè)溫控制電路,3、冷卻控制電路,4、加熱控制電路,5、冷卻風(fēng)扇,6、溫度傳感器,7、加熱器,8、攪拌器,9、超磁致伸縮致動(dòng)器,10、雙層冷卻水管,901、外層冷卻水管,902、內(nèi)層冷卻水管,903、超磁致伸縮棒,904、驅(qū)動(dòng)線圈,905、永磁鐵,906、底座,
11、進(jìn)水口,12、出水口,13、冷卻水箱,14、水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0021 ]如圖1與圖2所示,一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),包括超磁致伸縮致動(dòng)器9,超磁致伸縮致動(dòng)器9底部設(shè)置有底座906,底座906上設(shè)置有雙層冷卻水管10,雙層冷卻水管10由外層冷卻水管901與內(nèi)層冷卻水管902構(gòu)成,外層冷卻水管901與內(nèi)層冷卻水管902之間設(shè)置有永磁鐵905,內(nèi)層冷卻水管902中間設(shè)置有超磁致伸縮棒903,超磁致伸縮棒903與內(nèi)層冷卻水管902之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈904,外層冷卻水管901上設(shè)置有進(jìn)水口 11,進(jìn)水口 11通過管路與水栗14相連,內(nèi)層冷卻水管902上設(shè)置有出水口 12,出水口 12通過管路與冷卻水箱13相連,水栗14、超磁致伸縮致動(dòng)器9與冷卻水箱13形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng),水栗14設(shè)置在冷卻水箱13內(nèi);還包括單片機(jī)I,單片機(jī)I分別于與測(cè)溫控制電路2、冷卻控制電路3及加熱控制電路4連接,測(cè)溫控制電路2連接溫度傳感器6,冷卻控制電路3連接冷卻風(fēng)扇5,加熱控制電路4連接加熱器7,測(cè)溫控制電路2與加熱控制電路4浸入冷卻水箱13的冷卻水中,冷卻控制電路3設(shè)置在冷卻水箱13的冷卻水面之上。
[0022]雙層冷卻水管10由空心銅管繞制而成,空心銅管直徑4_8mm,優(yōu)選為6mm,攪拌器8設(shè)置在冷卻水箱13底部,本例中設(shè)置兩個(gè),溫度傳感器6的分辨率為0.1°C。
[0023]工作過程如下:
[0024]在超磁致伸縮致動(dòng)器9工作時(shí),開啟水栗14,在水栗14的作用下,冷卻水箱13中的冷卻水從進(jìn)水口 11進(jìn)入超磁致伸縮致動(dòng)器9的外層冷卻銅管901,再經(jīng)過內(nèi)層冷卻銅管902流出出水口 12,最終流入冷卻水箱13,形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。在這個(gè)過程中,冷卻水通過熱交換帶走設(shè)置在超磁致伸縮致動(dòng)器9中部的超磁致伸縮棒903周圍的驅(qū)動(dòng)線圈904產(chǎn)生的熱量,可以降低超磁致伸縮致動(dòng)器9的溫度。
[0025]與此同時(shí),單片機(jī)I對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)控制;單片機(jī)9的程序設(shè)置一個(gè)溫度閾值C,當(dāng)溫度傳感器6檢測(cè)的水溫高于C值時(shí),單片機(jī)I啟動(dòng)冷卻控制電路3,控制冷卻風(fēng)扇5工作,及時(shí)給冷卻水降溫;當(dāng)溫度傳感器6檢測(cè)到水溫低于C值時(shí),單片機(jī)I啟動(dòng)加熱控制電路4,控制加熱器7工作,及時(shí)給冷卻水加熱;在此過程中,攪拌器8—直處于工作狀態(tài),攪拌冷卻水箱中的冷卻水,使冷卻水箱13中各個(gè)地方的水溫保持均勻;通過攪拌,大大提高了換熱的效率,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超磁致伸縮致動(dòng)器9工作溫度的實(shí)時(shí)精確控制。
[0026]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】,上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的,而不是限制性的,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下,在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可做出很多形式,這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,包括超磁致伸縮致動(dòng)器,超磁致伸縮致動(dòng)器底部設(shè)置有底座,底座上設(shè)置有雙層冷卻水管,雙層冷卻水管由外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管構(gòu)成,外層冷卻水管與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有永磁鐵,內(nèi)層冷卻水管中間設(shè)置有超磁致伸縮棒,超磁致伸縮棒與內(nèi)層冷卻水管之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)線圈,外層冷卻水管上設(shè)置有進(jìn)水口,進(jìn)水口通過管路與水栗相連,內(nèi)層冷卻水管上設(shè)置有出水口,出水口通過管路與冷卻水箱相連,水栗、超磁致伸縮致動(dòng)器與冷卻水箱形成封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng),水栗設(shè)置在冷卻水箱內(nèi); 還包括單片機(jī),單片機(jī)分別與測(cè)溫控制電路、冷卻控制電路及加熱控制電路連接,測(cè)溫控制電路連接溫度傳感器,冷卻控制電路連接冷卻風(fēng)扇,加熱控制電路連接加熱器,測(cè)溫控制電路與加熱控制電路浸入冷卻水箱的冷卻水中,冷卻控制電路設(shè)置在冷卻水箱的冷卻水面之上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,所述雙層冷卻水管由空心銅管繞制而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,所述的空心銅管直徑4_8mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,所述溫度傳感器的分辨率為0.1°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,所述冷卻箱內(nèi)還設(shè)有攪拌器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超磁致伸縮致動(dòng)器強(qiáng)制水冷溫控系統(tǒng),其特征在于,所述攪拌器設(shè)置在冷卻水箱底部,設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】F28F27/00GK205425952SQ201521040634
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日
【發(fā)明人】胡吉全, 明廷鑫, 黃志威
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)