孙小祥，熊美俊，李志鹏

（安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001）

0 引言

稀土超磁致伸缩材料（GMM）具有磁致伸缩系数大、响应速度快、位移精度高的特点[1-2]，在精密制造、传感器和光刻机等领域有着广泛的应用[3-4]，是近年来国内外学者逐渐重视的新型功能材料。同轴集成式宏微驱动器的关键装置是由超磁致伸缩材料组成，在磁场的作用下产生微小位移输出[5-6]。然而，同轴集成式宏微驱动器仍有很多问题亟待解决，发热情况就是其中重要的问题之一。

内蒙古科技大学薄少军等[7]用冷却箱体将线圈骨架整个包裹，与GMM棒隔离开来。冷却水流经发热线圈，将热量带走实现降温。湖南科技学院张贤才等[8]设计一种水冷机构和相变材料结合的方式进行降温，精确控制控制了温度的变化，保证材料在合适的温度进行工作。在现存的研究中发现，存在冷却结构过大，冷却装置工作不稳定等问题。

本文针对上述的问题提出了一种强制水冷线圈的方法，来解决通电线圈发热问题对同轴集成式宏微驱动器的影响。分析温度对同轴集成式宏微驱动器的不利影响，研究同轴集成式宏微驱动器温度升高的因素；研究同轴集成式宏微驱动器在有无强制水冷下的温度情况并进行有限元分析。

1 同轴集成式宏微驱动器的结构与工作原理

同轴集成式宏微驱动器主要由以GMM为核心的微动部分和以永磁体为核心的宏动部分组成。把同轴合成思维引入驱动器的设计中，将宏动与微动的运动中心轴结合在同一轴上，有效避免了宏微驱动器在工作时存在系统测量的误差，从而影响精度。……