The invention discloses a low temperature intelligent active member, including low temperature intelligent active member body, control system and cryostat cryostat including thermostat body and installed in the liquid nitrogen container in the low temperature thermostat, intelligent active member body is arranged in the liquid nitrogen container, the upper end of the liquid nitrogen container is provided with a corrugated pipe, the thermostat body consists of stainless steel fixed station and the two side plates and a top plate, a super insulating material is filled between the two side plates and a liquid nitrogen container, the two channel is arranged on the top surface of the mouth, low temperature intelligent active member comprises a magnetostrictive actuator. The invention can be used in space engineering in the joint drive and control structure, can obtain better performance than driving at ambient temperature, in addition to the cryostat assembly in this design not only can realize the simulation of space orbit and low temperature environment on the ground, and can be active members immersed in boiling liquid nitrogen, prolong the life of active components by liquid nitrogen maintenance ensure the operation reliability.
【技术实现步骤摘要】
低温智能主动构件
本专利技术涉及机械结构领域,具体涉及一种低温智能主动构件。
技术介绍
对于许多空间工程应用,要求主动构件可以在低温下工作,而最新的压电和电致伸缩材料的主动构件可以制造出能准确控制位置的致动器,但在空间结构应用上仍存在一些缺点:需要1000伏的高压并且在低温环境下性能较差。低温操作的设计含义为在典型的100K轨道内条件附近的低温下可以正常操作。因此在设计上需要考虑材料的选择以及低温下材料和结构的保养,另外还需要在地面测试中模拟空间工程应用中的100K轨道内环境。通过化学组成的稍微改变,Terfenol-D可以成功地在低温下操作。这种低温Terfenol-D的特点是比室温时应变大刚度高,但是磁滞明显高一些。使用没有铁的铽—镝(TbDy)合金。低温时超磁致伸缩驱动元可以获得更大的位移输出,TbDy当在液氮温度下操作时其磁致伸缩应变达到最大,约为0.5%。它的特点是低磁滞和高磁导率。但是在力学方面,它是一种屈服应力低的软材料。除了磁致伸缩材料的不同性质(TbDy相对于Terfenol-D具有较高磁导率,较高饱和磁滞应变,较低的杨氏模量),与室温情况不同的另一个区别是可以使用更高的电流密度,这是因为铜的电阻率在77K时约为室温下的10倍。另一方面,在TbDy中不能容忍和Terfenol-D中一样大的温度上升幅度,因为当温度改变相同量时(相对于绝对温度)它们的性质改变相同。这表明我们只能容忍低温制动器中的温度增长是室温中的77/300≈1/4。因此我们更希望在某一个冷却条件下(在空气中对流,或在液氮中)运行主动构件。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利 ...
【技术保护点】
低温智能主动构件,其特征在于,包括低温智能主动构件本体、测控系统和低温恒温器,所述低温恒温器包括恒温器本体以及安装在恒温器本体内的液氮容器(18),所述低温智能主动构件本体设置在液氮容器(18)内,所述液氮容器(18)上端设有一波纹管(19),所述恒温器本体由不锈钢固定台(21)、两侧板以及一顶板构成,两侧板与液氮容器(18)之间填充有超绝缘物质(20),顶面上设有两通道口(22),所述低温智能主动构件本体包括底座(8),底座(8)中心处开设有一T型开口槽,所述T型开口槽内通过预紧螺母(16)安装有顶杆(15),顶杆(15)采用十字形结构,且两端的厚度小于T型开口槽水平段的深度;顶杆(15)上方设有一下端导向磁体(14),下端导向磁体(14)上方依次布置有超磁致伸缩驱动棒(13)、上端导向磁体(11)和输出导杆(1),超磁致伸缩驱动棒(13)两侧通过线圈骨架(12)对称安装有驱动线圈(5),驱动线圈(5)的上端设有上端横向导磁体(3),下端设有下端横向导磁体(7),外侧设有导磁壁(4),所述底座(8)上设有外套筒(10),外套筒(10)上端设有上盖板(9),输出导杆(1)上端穿过上盖板 ...
【技术特征摘要】
1.低温智能主动构件,其特征在于,包括低温智能主动构件本体、测控系统和低温恒温器,所述低温恒温器包括恒温器本体以及安装在恒温器本体内的液氮容器(18),所述低温智能主动构件本体设置在液氮容器(18)内,所述液氮容器(18)上端设有一波纹管(19),所述恒温器本体由不锈钢固定台(21)、两侧板以及一顶板构成,两侧板与液氮容器(18)之间填充有超绝缘物质(20),顶面上设有两通道口(22),所述低温智能主动构件本体包括底座(8),底座(8)中心处开设有一T型开口槽,所述T型开口槽内通过预紧螺母(16)安装有顶杆(15),顶杆(15)采用十字形结构,且两端的厚度小于T型开口槽水平段的深度;顶杆(15)上方设有一下端导向磁体(14),下端导向磁体(14)上方依次布置有超磁致伸缩驱动棒(13)、上端导向磁体(11)和输出导杆(1),超磁致伸缩驱动棒(13)两侧通过线圈骨架(12)对称安装有驱动线圈(5),驱动线圈(5)的上端设有上端横向导磁体(3),下端设有下端横向导磁体(7),外侧设有导磁壁(4),所述底座(8)上设有外套筒(10),外套筒(10)上端设有上盖板(9),输出导杆(1)上端穿过上盖板(9),下端与上端导向磁体(11)相抵,且两侧通过碟簧(2)与上盖板(9)相连,所述底座(8)和上盖板(9)上各开四个小孔,允许液态和气态的氮通过,并允许液体流过线圈内部流入到卷筒和磁致伸缩棒的环形空间,所述线圈骨架(12)与超磁致伸缩驱动棒(13)和下端导向磁体(14)之间设有传感器信号屏蔽线(6);所述测控系统由传感器组、信号调理器、A/D转换模块、D/A转换模块、功率放大器、直流恒流电源、计算机控制终端以及动态实验装置组成,所述计算机控制终端通过D/A转换模块、功率放大器与传感器信号屏蔽线(6)相连,传感器组分别布置在超磁致伸缩驱动器上,通过A/D转换模块与计算机控制终端相连,所述传感器信号屏蔽线(6)还通过直流恒流电源与计算机控制终端相连...
【专利技术属性】
技术研发人员:寇勇,金科,曹富智,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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