基于叠加柔性铰链的超磁致伸缩驱动器建模与实验

为了满足高精度、大行程的需求，设计了一种基于尺蠖运动方式的超磁致伸缩直线驱动器，通过前、后箝位机构和驱动机构的相互配合，实现了驱动器的步进式位移输出。采用叠加式柔性铰链作为弹性元件，有效地改善了柔性铰链的受力情况，采用有限元法进行了强度校核和模态分析。计算了叠加式柔性铰链的等效刚度，建立了直线驱动器的动力学模型，对设计的样机进行了实验测试。实验结果表明，建立的位移模型和实验结果基本一致，最大相对误差为1.86%；设计的驱动器稳定工作电压为1～3V，最小和最大单步位移分别为4.55、12.01μm，最高工作频率为150Hz，最快速度为1.34mm/s；位移输出状态稳定，单步位移最大相对误差为2.69%。

Model and Experiment of Giant Magnetostrictive Actuator Based on Superimposed Flexible Hinge