曾宇露，黄森林，万家鑫，曹清华，赵 冉

(1.南昌工程学院 江西省精密驱动与控制重点实验室，江西 南昌 330099；2.中原工学院 中原彼得堡航空学院，河南 郑州 450000)

伴随着现代工业与微电机技术的迅速发展，基于传统材料的微位移驱动器因控制精度低、位移行程小，且能量密度小等不足已经难以满足生产的需要[1]。因此，使用新型智能材料开发的驱动器受到了越来越多的关注[2-5]。磁控形状记忆合金(Magnetic Shape Memory Alloy，MSMA)是一种新型的智能材料，主要成分为Ni、Mn、Ga[6]。1993年美国麻省理工学院K.Ullakko博士[7]提出了MSMA的微观结构和磁控特性。经研究发现，MSMA具有形变量大、响应速度高、能量密度大等特点，目前已被成功应用于驱动器、传感器和能量采集器等领域[8-14]。

本文介绍了MSMA的磁致伸缩原理，并以MSMA材料为驱动元件设计了一种新型驱动器，该驱动器具有结构简单、易于控制、动态响应速度快等特点。同时创建了MSMA驱动器的位移输出模型，并制作实物样机进行测试。通过对比理论计算与实验测试结果，表明该装置设计合理，可实现驱动器较大的位移输出。

1 驱动器工作原理及结构设计

在外加磁场作用下，MSMA材料在微观层面上发生孪晶界的滑移以及马氏体相在磁场方向上的再取向从而引起宏观上材料的变形，同时在去掉磁场后，材料在外部应力的作用下能够恢复变形前的状态[15-16]。

基于上述MSMA材料磁致伸缩原理，本文设计的驱动器的工作原理如图1所示。首先转动调节螺母调整复位弹簧的预紧力，通过复位弹簧的预紧力传递给MSMA，为MSMA形变的复位提供外部应力；……