卢全国，赵 冉，祝志芳

(南昌工程学院，南昌330099)

0 引 言

惯性冲击电机是利用惯性冲击来实现精密位移的一种精密驱动机构，它具有运动范围大、位移分辨率高、结构简单的优点，并可在进行步进运动的同时实现精确定位［1］。目前，惯性冲击电机已在生物工程、微型零件操作与装配、机器人和医疗器械等领域获得初步应用［2－3］。

现有的惯性冲击直线电动机一般采用压电功能材料驱动，也就是利用压电陶瓷晶体逆压电效应，将电能转化为机械能。压电式惯性冲击直线电动机是利用压电材料在迅速通电或断电时的快速变形产生惯性冲击，继而形成驱动能力来实现精密位移的一种驱动机构［4－5］。上海大学研究了圆形压电双晶片驱动的管内移动机构，该机构尺寸16 mm ×9 mm，重9.5 g，可以在直径为20 mm 的管道内移动。台湾国立高雄第一科技大学研制了惯性冲击精密定位工作台，整个机构质量为187 g，定位精度可达到10 nm。国外关于压电惯性式精密驱动器的研究开展更为广泛，并已初步应用于精密加工、医学工程、光学精密工程等领域［6－7］。但是由于压电材料存在有缆驱动、变形量小、功率密度小、高电压驱动的不足，导致现有的压电式惯性冲击直线电动机存在运动稳定性较差、运动速度慢、负载能力弱、可靠性低的问题，因而在较大功率场合应用受到限制。

针对现有惯性冲击电机的不足，本文提出以超磁致伸缩材料为驱动源，构造一种新型的惯性冲击直线电动机［8］。超磁致伸缩材料是一种功能材料，它采用稀土元素铽、镝与金属铁，按一定比例进行熔炼并定向结晶得到的合金，其磁致伸缩系数比铁、镍等传统磁致伸缩材料高100 倍左右，因此被称为巨或超磁致伸缩材料。……