一种超磁致伸缩位移放大装置的制作方法

1.本发明属于位移放大装置技术领域，尤其涉及一种超磁致伸缩位移放大装置。


背景技术：

2.随着现代科技的飞速发展，医院护理的自动化也紧跟时代潮流。因此，智能输液监控系统也应运而生，这不仅减少了护士工作强度，同时也降低了医患之间的交叉感染。同时护士能够通过云端平台实时监控患者的输液状态、实时控制输液速度，以达到患者在输液时，始终保持最佳状态，也降低了药物输完时，患者血液倒流的事故率。
3.要想达到上诉实时控制输液速度，就必须采用能够通过云端控制的驱动器，且驱动器要反应及时、便于控制。现有技术中采用超磁致伸缩材料设计的驱动器可达到上述要求。超磁致伸缩材料在其所受的磁场强度发生变化时，其伸缩也会发什么相应的改变，并且其还具有较大的伸缩应变、快速响应及超低的磁致伸缩各向异性等优点，且其发生伸缩变化时所需的结构简单、体积小。这些特点完全能够满足云端控制的需求。
4.但美中不足的是，超磁致伸缩材料伸缩变化的位移较小，不能够满足推动注射装置的需求。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种超磁致伸缩位移放大装置，该放大装置可放大超磁致伸缩材料的位移，且响应速度快、便捷高效、精度高。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
7.一种超磁致伸缩位移放大装置，包括：
8.主体，第一端设有安装腔、第二端设有液压腔和滑动腔，所述滑动腔的第一端与所述液压腔连通、第二端开口；
9.两个推板，分别设于所述液压腔内的两侧，且所述推板滑动密封连接于所述液压腔的内壁，所述液压腔在两个所述推板之间充满液压介质；
10.活塞，设于所述滑动腔内且与其内壁滑动密封连接；
11.活塞杆，设于所述滑动腔内，所述活塞杆一端连接所述活塞、另一端伸出所述滑动腔的第二端；
12.导电线圈，设于所述安装腔；
13.超磁致伸缩件，穿设于所述导电线圈且其两端穿出所述安装腔；
14.两个杠杆组件，分别设于所述主体的两侧，且两个所述杠杆组件的第一端分别连接所述超磁致伸缩件的两端、第二端分别连接两个所述推板；
15.所述杠杆组件包括：
16.杠杆，第一端连接于所述超磁致伸缩件的一端；
17.推杆，穿设于所述液压腔的侧壁且与其滑动密封连接，所述推杆的一端与所述杠杆的第二端铰接、另一端连接于所述推板；
18.支杆，设于所述主体的侧端且铰接于所述杠杆的两端之间，所述支杆与所述杠杆第一端的距离小于其与所述杠杆第二端的距离。
19.根据本发明一实施例，所述滑动腔设于所述液压腔内部且位于两个所述推板中间。
20.根据本发明一实施例，所述主体包括第一箱体和第二箱体，所述第二箱体设于所述第一箱体上端，所述安装腔设于所述第一箱体，所述液压腔和滑动腔设于所述第二箱体。
21.根据本发明一实施例，包括外壳和底座，所述底座设于所述外壳下端，所述第一箱体和所述第二箱体设于所述外壳内且设于所述底座上。
22.根据本发明一实施例，所述推杆和所述支杆均采用球形柔性铰链与所述杠杆铰接。
23.根据本发明一实施例，所述杠杆与所述超磁致伸缩件连接处通过预紧力预紧。
24.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
25.本发明实施例中设置杠杆组件，可将超磁致伸缩件的形变通过杠杆放大，然后推动推板移动，推板移动压缩液压介质，液压介质再推动活塞和活塞杆移动，实现液压位移放大，也就是说超磁致伸缩件的形变通过杠杆和液压实现了二级位移放大，放大后的位移通过活塞杆输出，整个过程响应速度快、便捷高效、精度高。
附图说明
26.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
27.图1为本发明的一种超磁致伸缩位移放大装置截面图；
28.图2为本发明的一种超磁致伸缩位移放大装置透视图；
29.图3为本发明的一种超磁致伸缩位移放大装置杠杆位移放大原理图；
30.图4为本发明的一种超磁致伸缩位移放大装置液压位移放大原理图。
31.附图标记说明：
32.1：活塞杆；2：推杆；3：球形柔性铰链；4：第二上封板；5：推板；6：底座；7：活塞；8：滑动腔；9：第二侧封板；10：第二下封板；11：液压腔；12：杠杆；13：支撑杆；14：支杆；15：第一上封板；16：第一侧封板；17：第一下封板；18：导电线圈；19：超磁致伸缩件；20：密封圈；21：外壳；22：底座。
具体实施方式
33.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
34.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.参看图1至4，本发明的核心是提供一种超磁致伸缩位移放大装置，包括主体、两个推板5、活塞7、活塞杆1、导电线圈18、超磁致伸缩件19和两个杠杆12组件。
36.主体的第一端设有安装腔、第二端设有液压腔11和滑动腔8，滑动腔8的第一端与液压腔11连通、第二端开口。
37.主体具体包括第一箱体和第二箱体，第二箱体设于第一箱体上端，安装腔设于第一箱体，液压腔11和滑动腔8设于第二箱体。还包括外壳21和底座226，底座226设于外壳21下端，第一箱体和第二箱体设于外壳21内且设于圆形的底座226上。
38.第一箱体包括四根支撑杆13，四根支撑杆13上端连接第一上封板15、下端连接第一下封板17、周侧连接第一侧封板16，第一下封板17固连于底座226。第二箱体包括第二上封板4、第二下封板10和周围的第二侧封板9，第二下封板10与第一上封板15固连，第二箱体各个板之间的连接处以及与外壳21的连接部分均采用密封圈20密封，防止液体流出。
39.两个推板5分别设于液压腔11内的两侧，且推板5滑动密封连接于液压腔11的内壁，液压腔11在两个推板5之间充满液压介质。本实施例中滑动腔8设于液压腔11内部且位于两个推板5中间，以减小整个主体的体积。且推板5的表面积大于滑动腔8第一端与液压腔11连通口处的面积。
40.活塞7设于滑动腔8内且与其内壁滑动密封连接。活塞杆1设于滑动腔8内，活塞杆1一端连接活塞7、另一端伸出滑动腔8的第二端，活塞杆1的第二端用于连接需要驱动的器件处。且活塞杆1与外壳21的连接处设有密封圈20密封。
41.导电线圈18固定设于安装腔内，超磁致伸缩件19穿设于导电线圈18且其两端穿出安装腔至第一箱体的两侧。超磁致伸缩件19由超磁致伸缩材料制成。
42.两个杠杆12组件分别设于主体的两侧，且两个杠杆12组件的第一端分别连接超磁致伸缩件19的两端、第二端分别连接两个推板5。
43.具体的，杠杆12组件包括杠杆12、推杆2和支杆14。杠杆12第一端连接于超磁致伸缩件19的一端，且连接处通过预紧力预紧。优选的杠杆12的第一端与超磁致伸缩件19的一端铰接。
44.推杆2穿设于液压腔11的侧壁且与其滑动密封连接，推杆2的一端与杠杆12的第二端铰接、另一端连接于推板5。
45.支杆14设于主体的侧端且铰接于杠杆12的两端之间，支杆14与杠杆12第一端的距离小于其与杠杆12第二端的距离。本实施例中推杆2和支杆14均采用球形柔性铰链3与杠杆12铰接。支杆14作为杠杆12的支点。
46.下面对本发明工作过程作进一步说明：
47.工作时，导电线圈18通电，导电线圈18内部形成磁场，且随着电流的改变，磁场的强度也随之改变。导电线圈18内部形成磁场时超磁致伸缩件19会伸长，且随着磁场强度的增强和减小超磁致伸缩件19会相应的伸长或收缩。
48.超磁致伸缩件19伸长时会推动杠杆12的第一端绕着支杆14旋转移动，使杠杆12的第二端朝向主体旋转移动以推动推杆2，推杆2推动推板5在液压腔11内移动。
49.参看图3，为杠杆12的一级位移放大原理，由相似三角形的性质得到：
[0050][0051]
d1为杠杆12第一端的位移；d2为杠杆12第二端的位移；l1为杠杆12上支杆14到杠杆12第一端之间的距离；l2为杠杆12上支杆14到推杆2之间的距离；
[0052]
由于l2大于l1，使得d2大于d1，杠杆12第二端的位移d2也就被放大，且随着l1和l2的比例越大，杠杆12第二端的位移d2放大倍数也越大。
[0053]
推板5发生位移变化时，推动液压介质使液压腔11的体积变小，液压介质会进入滑动腔8，从而推动活塞7和活塞杆1移动，以实现二级位移放大。其基本原理如图4所示，面积和体积之间的数学关系如下：
[0054]
2s1d3＝s2d4[0055]
s1为推板5的表面积；s2为滑动腔8第一端与液压腔11连通口处的面积；d3为推杆2移动的距离；d4为活塞7移动的距离。
[0056]
由于2s1大于s2，活塞7移动的距离d4就大于d3，实现了二级位移放大。
[0057]
本发明提供了一种可控、响应快的位移放大装置。本发明选用超磁致伸缩材料时在考虑到其优点时，也考虑到其位移不足的问题。因此，便提出了两级放大机构(杠杆12原理放大和液压放大)进行位移放大，以满足可控输液泵推动输液装置行走至最大行程。本发明结构简单、体积小，最关键的是其驱动时响应速度快且可逆，能够实现便捷高效、精度高的效果。
[0058]
本发明不但解决了位移不足的问题，也能达到可控的效果。另一方面在医院护理工作实现自动化也有推动作用。因此，这对可控输液装置的研究有着十分重要的意义。
[0059]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。