本发明专利技术公开了一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，该MSMA驱动性能测试装置包括提供交流磁场的磁场发生单元、提供变载荷条件的直线导轨单元和约束磁控形状记忆合金驱动器的固定驱动器单元。其中磁场发生单元包括铁芯、铜线圈、霍尔探头、铁架台；直线导轨单元包括直线导轨、T型支架、砝码、鱼线、滑轮组、滑块、滑块固定块、弹簧、压力传感器、激光位移传感器；固定驱动器单元包括基座、托载槽、顶针。本发明专利技术在磁场发生单元的铜线圈中实时加载变幅变频电流信号，并在直线导轨单元的滑轮组中实现载荷变化。本发明专利技术采用模块化结构设计，可部件化更新固定驱动器单元，使得测试装置能适应多种外形和尺寸的MSMA驱动器。适应多种外形和尺寸的MSMA驱动器。适应多种外形和尺寸的MSMA驱动器。
【技术实现步骤摘要】
一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置
[0001]本专利技术涉及智能测量
，具体涉及一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置。
技术介绍
[0002]磁控记忆合金(以下简称MSMA)驱动器目前是作为实现机电系统柔性驱动输出的一类新型智能材料驱动器。由于MSMA存在马氏体磁晶各向异性，且随着外加磁场强度逐渐增大，马氏体磁晶各向异性会同步增大，从而使得与外加磁场强度具有相同易磁化方向的马氏体磁晶会旋转变长，产生较大的宏观位移。逐步减小外加磁场强度，MSMA驱动器会在弹簧施加的压力作用下逐渐缩小长度直至恢复到初始状态。因此MSMA驱动器在外加磁场强度的诱导下可以产生输出位移，当去掉外加磁场强度的诱导后又可以在外力作用下恢复原来的长度，是以机器人为代表的机电系统中实现“人工肌肉”柔性驱动性能的新型驱动器之一。因此需要相应检测外加磁场强度实际大小且适应恒力载荷和弹性载荷两种不同工况下对该驱动器驱动性能测试装置。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置。
[0004]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0005]一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，该驱动性能测试装置包括提供交流磁场的磁场发生单元、提供变载荷条件的直线导轨单元和约束磁控形状记忆合金(MSMA)驱动器的固定驱动器单元。其中磁场发生单元包括铁芯、铜线圈、霍尔探头、铁架台等；直线导轨单元包括直线导轨、T型支架、砝码、鱼线、滑轮组、滑块、滑块固定块、弹簧、压力传感器、激光位移传感器等；固定驱动器单元包括基座、托载槽、顶针、挡板等。
[0006]具体地，所述磁场发生单元包括双柱式铁芯4、第一铜线圈5、第二铜线圈21、霍尔探头16、铁架台19，其中，第一铜线圈5缠绕在双柱式铁芯4的左竖直柱上，第二铜线圈21缠绕在双柱式铁芯4的右竖直柱上，霍尔探头16固定在铁架台19上并伸入双柱式铁芯4的气隙间隙处，实现稳定测量磁场强度的频率和幅值；
[0007]所述直线导轨单元包括直线导轨11、第一T型支架2、第二T型支架10、砝码1、鱼线20、滑轮固定架28、定滑轮22、动滑轮18、第一滑块3、第二滑块6、第三滑块8、前滑块固定块7、后滑块固定块9、弹簧15、压力传感器14、激光位移传感器13；第一滑块3、第二滑块6、第三滑块8在直线导轨11上依次顺序设置，并可在直线导轨11上滑动；第一滑块3上装配第一基座27，第一基座27固定连接用于托载MSMA驱动器25的托载槽26；第二滑块6上装配第二基座23，第二基座23固定连接顶针24、挡板17、弹簧15；第三滑块8上装配第三基座12，第三基座12固定连接压力传感器14、激光位移传感器13、弹簧15；其中，鱼线20、滑轮固定架28、定滑轮22、动滑轮18共同构成滑轮组，连接砝码1的鱼线20依次通过滑轮固定架28上的定滑轮
22、第一基座27内部的圆通孔、第二基座23内部的圆通孔、第二基座23上的动滑轮18，最后连接顶针24的尾部，从而实现将在竖直方向上产生的恒力载荷转移并施加到在水平方向上的MSMA驱动器25；
[0008]所述固定驱动器单元包括第一基座27、第二基座23、第三基座12、托载槽26、顶针24、挡板17；
[0009]所述MSMA驱动器25放置在第一基座27上的托载槽26中，由托载槽26提供径向固定和轴向固定，由第二基座23上的顶针24提供轴向载荷。
[0010]进一步地，在性能测试过程中，所述第一基座27和第三基座12固定，第二基座23可移动，从而实现对MSMA驱动器25施加载荷的同时能稳定测量MSMA驱动器25的输出位移和输出作用力。设计基座结构有利于固定MSMA驱动器25、激光位移传感器13和压力传感器14。
[0011]进一步地，所述MSMA驱动器25的输出位移由不可移动的第三基座12上的激光位移传感器13测量；所述MSMA驱动器25的输出作用力由第三基座12上的压力传感器14测量。安装传感器有利于准确测量MSMA驱动器25的输出位移和输出作用力。
[0012]进一步地，所述第二基座23的横向范围由挡板17实现延伸，从而激光位移传感器13获得MSMA驱动器25的输出位移数据。在第二基座23上延伸横向范围，有利于激光位移传感器13在紧凑的空间范围内进行测量。
[0013]进一步地，通过部件化更新托载槽26，从而使得测试装置适应多种外形和多种尺寸的MSMA驱动器25。有利于测试具有不同外形和不同尺寸MSMA驱动器25。
[0014]进一步地，通过在所述滑轮组中挂载不同质量的砝码1或者不挂载，实现在不改变实验台装置结构的情况下，从而获得MSMA驱动器25分别在带恒力载荷和带弹性载荷条件下的驱动输入输出特性。在同一实验台装置中分别测试两种载荷条件，有利于进行对比分析。
[0015]进一步地，针对在带恒力载荷条件下，为了获取MSMA驱动器25的驱动输入输出特性，测试的具体操作过程如下：
[0016]S1、向所述滑轮组中挂载砝码1对MSMA驱动器25施加恒力载荷；
[0017]S2、旋转前滑块固定块7和后滑块固定块9上的紧定螺钉，将第三滑块8的位置锁定在前滑块固定块7和后滑块固定块9之间；
[0018]S3、利用外置交流电源，加载电流到所述磁场发生单元，MSMA驱动器25在磁场作用下产生输出位移和输出作用力；
[0019]S4、由霍尔探头16测量磁场发生单元产生的磁场强度，激光位移传感器13和压力传感器14分别测量MSMA驱动器25的输出位移和输出作用力测量；
[0020]S5、保存霍尔探头16、激光位移传感器13、压力传感器14的数据，获取MSMA驱动器25在带恒力载荷条件下的驱动输入输出特性。
[0021]进一步地，针对在带弹性载荷下，为了获取MSMA驱动器25的驱动输入输出特性，测试的具体操作过程如下：
[0022]R1、通过弹簧15对MSMA驱动器25施加弹性载荷，滑轮组不挂载砝码1；
[0023]R2、改变第三基座12与第二基座23的距离，以此改变弹性载荷的初始大小；
[0024]R3、利用外置交流电源，加载电流到磁场发生单元，MSMA驱动器25在磁场作用下产生输出位移和输出作用力；
[0025]R4、由霍尔探头16测量磁场发生单元产生的磁场强度，激光位移传感器13和压力
传感器14分别测量MSMA驱动器25的输出位移和输出作用力测量；
[0026]R5、保存霍尔探头16、激光位移传感器13、压力传感器14的数据，获取MSMA驱动器25在带恒力载荷条件下的驱动输入输出特性。
[0027]进一步地，针对在变幅变频磁信号条件下，为了获取MSMA驱动器25的磁
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机械耦合特性，测试的具体操作过程如下：
[0028]T1、利用外置交流电源，加载电流到磁场发生单元后，使MSMA驱动器25处于磁场本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，其特征在于，所述驱动性能测试装置包括提供交流磁场的磁场发生单元、提供变载荷条件的直线导轨单元和约束磁控形状记忆合金驱动器的固定驱动器单元和MSMA驱动器(25)，其中，所述磁场发生单元包括双柱式铁芯(4)、第一铜线圈(5)、第二铜线圈(21)、霍尔探头(16)、铁架台(19)，其中，第一铜线圈(5)缠绕在双柱式铁芯(4)的左竖直柱上，第二铜线圈(21)缠绕在双柱式铁芯(4)的右竖直柱上，霍尔探头(16)固定在铁架台(19)上并伸入双柱式铁芯(4)的气隙间隙处，实现稳定测量磁场强度的频率和幅值；所述直线导轨单元包括直线导轨(11)、第一T型支架(2)、第二T型支架(10)、砝码(1)、鱼线(20)、滑轮固定架(28)、定滑轮(22)、动滑轮(18)、第一滑块(3)、第二滑块(6)、第三滑块(8)、前滑块固定块(7)、后滑块固定块(9)、弹簧(15)、压力传感器(14)、激光位移传感器(13)；第一滑块(3)、第二滑块(6)、第三滑块(8)在直线导轨(11)上依次顺序设置，并可在直线导轨(11)上滑动；第一滑块(3)上装配第一基座(27)，第一基座(27)固定连接用于托载MSMA驱动器(25)的托载槽(26)；第二滑块(6)上装配第二基座(23)，第二基座(23)固定连接顶针(24)、挡板(17)、弹簧(15)；第三滑块(8)上装配第三基座(12)，第三基座(12)固定连接压力传感器(14)、激光位移传感器(13)、弹簧(15)；其中，鱼线(20)、滑轮固定架(28)、定滑轮(22)、动滑轮(18)共同构成滑轮组，连接砝码(1)的鱼线(20)依次通过滑轮固定架(28)上的定滑轮(22)、第一基座(27)内部的圆通孔、第二基座(23)内部的圆通孔、第二基座(23)上的动滑轮(18)，最后连接顶针(24)的尾部，从而实现将在竖直方向上产生的恒力载荷转移并施加到在水平方向上的MSMA驱动器(25)；所述固定驱动器单元包括第一基座(27)、第二基座(23)、第三基座(12)、托载槽(26)、顶针(24)、挡板(17)；所述MSMA驱动器(25)放置在第一基座(27)上的托载槽(26)中，由托载槽(26)提供径向固定和轴向固定，由第二基座(23)上的顶针(24)提供轴向载荷。2.根据权利要求1所述的变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，其特征在于，在性能测试过程中，所述第一基座(27)和第三基座(12)固定，第二基座(23)可移动，从而实现对MSMA驱动器(25)施加载荷的同时能稳定测量MSMA驱动器(25)的输出位移和输出作用力。3.根据权利要求1所述的变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，其特征在于，所述MSMA驱动器(25)的输出位移由不可移动的第三基座(12)上的激光位移传感器(13)测量；所述MSMA驱动器(25)的输出作用力由第三基座(12)上的压力传感器(14)测量。4.根据权利要求1所述的变载荷条件下的模块化MSMA驱动性能测试装置，其特征在于，所述第二基座(23)的横向范围由挡板(17)实现延伸，从而激光位移传感器(13)获得MSMA驱动器(25)的输出位移数据。5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯颖，利崇彬，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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