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超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,简称GMM)是一种能将磁-机-电能相互转换的新型功能材料,具有频率响应范围广、输出力大、精度高、机磁(电)耦合系数大、响应速度快、可靠性高等优点,是一种优良的机电能量转换耦合媒介。谐波齿轮传动技术是随航天技术的发展而产生的一种新型传动技术,目前已广泛应用于各工业领域。但普通谐波传动装置存在轴向尺寸偏大、空间占用较多、高速运转时系统转动惯量大、不具有调速和静止力矩保持功能等缺点。基于此,提出超磁致伸缩谐波电机传动方案,将谐波齿轮传动原理与超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能相结合,利用GMM的磁致伸缩变形驱动柔轮产生周期性的径向变形,实现柔轮与刚轮的啮合传动,从而形成全新的结构紧凑、惯量低、响应快、分辨率高、效率高和控制方便的低速大扭矩动力单元。本文对超磁致伸缩谐波电机驱动器特性进行了研究,具体研究内容如下:(1)结合GMM的优良性能和目前谐波齿轮传动存在的问题提出超磁致伸缩谐波电机传动方案,并阐述了其传动原理。(2)以GMM的磁致伸缩机理为基础,研究了GMM棒的力-位移输出特性;针对160型谐波电机波发生器结构尺寸限制以及一定规格的GMM棒,对超磁致伸缩致动器进行了设计研究;建立了致动器的几何模型,采用ANSYS对其电磁场进行了有限元分析,根据有限元分析结果拟合出GMM棒的磁致伸缩位移曲线;致动器静态位移特性实验曲线与拟合曲线基本一致,验证了有限元分析的可靠性及致动器结构的合理性。(3)基于帕斯卡原理设计了微位移液压放大器的结构形式,分析了不同结构形式放大器的优缺点,最终确定了以柔性铰链膜片为输入端、金属波纹管为输出端的微位移液压放大器结构方案,并确定了放大器的结构参数;设计了放大器专用注油装置;考虑放大器油液介质压缩特性和温升特性,建立放大器输入输出位移数学模型,研究了其位移输出特性。放大器输出实验曲线与理论曲线基本一致,验证了放大器结构的合理性。(4)搭建了超磁致伸缩谐波电机驱动器实验平台。对超磁致伸缩致动器进行了预压机构标定实验、温升特性实验、静动态位移输出特性实验以及负载特性实验研究;对超磁致伸缩驱动器进行了静动态位移输出特性实验研究。通过以上分析研究,得到具有一定输出性能的超磁致伸缩谐波电机驱动器。研究成果为超磁致伸缩谐波电机驱动器进一步优化设计提供了数据参考,为超磁致伸缩谐波电机的研制奠定了关键技术支撑。