为满足超磁致伸缩驱动镜对天文望远镜的输出位移需求,设计了一种基于杠杆式柔性铰链的二级微位移放大机构。通过对柔性铰链转动中心偏移量的分析,推导出放大机构放大率公式;使用ansys有限元软件对其进行静态位移输出特性分析并计算放大率;通过实验对理论分析、有限元仿真进行验证。结果表明三者的放大率基本吻合,相对误差不超过3%,位移放大率接近8倍;放大机构结构简单紧凑、设计合理、可以满足超磁致伸缩驱动镜的输出位移需求。

介绍了几种用于压电驱动的微位移放大原理,并简单说明了各放大原理的特点.提出了微位移放大机构设计的原则,通过实例说明了位移放大机构合理设计的必要性.

阐述了差式微位移放大机构的基本设计原理，分析了机构中位移损失的原因。研制的放大机构具有较好的放大效果，而且机构的位移输出线性特性也较好。采用片状柔性铰链成功地解决了由于机构中的位移干涉造成的机构内部反力太大的问题。

提出一种应用于压电叠堆的微位移放大机构，该机构以压电叠堆为驱动元件，通过基于杠杆原理的柔性铰链二级放大机构，放大压电叠堆的输出位移，在互相垂直的三个自由度方向上通过磁性部件连接，实现三自由度方向上独立的位移输出。同时，通过仿真和试验，对其静态特性和动态特性进行研究。试验测试结果表明：该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍，三个自由度方向上的位移互相没有影响，并且该机构具有线性良好、高分辨率和高频响应等特点。

压电陶瓷材料具有优良的力学性能和响应特性,将其作为智能执行器应用于液压阀中,是持续多年的研究热点。但压电驱动器输出仅为微米级,难以直接满足液压阀的使用要求,因此需要设计相应的微位移放大机构。首先,重点介绍了柔性铰链放大机构及其在压电阀中的典型应用,根据原理可分为杠杆、三角、桥式等放大形式;其次,归纳了基于液压放大和晶片放大机构的两类压电阀的代表性结构和性能特点;最后,分析对比了三类放大机构应用于压电阀中的优缺点。结果表明,铰链放大结构简单,再现性好;液压放大占用空间小,频带宽,倍数高;晶片放大频响高,只适用于伺服和先导控制。

压电陶瓷、超磁致伸缩材料等新型功能材料具有优良的力学性能和频响特性,但利用其开发的致动器输出位移小,大多仅为微米级,难以满足大流量电液伺服阀阀芯驱动的要求,因此需设计相应的微位移放大机构以放大致动器的位移输出。根据不同的作用原理和结构形式,伺服阀用微位移放大机构可分为机械式和液压式两种。梳理了微位移放大机构的发展脉络,介绍了不同形式的放大机构的工作原理和作用效果,分析比较了各类放大机构的优缺点。

在所设计超磁致伸缩致动器输出性能基本不变的条件下，为增大其输出位移以满足大流量电液伺服阀的驱动需求，设计了一种双排串联式弓张结构；基于材料力学知识建立了双排串联式弓张结构输出位移模型，并分析了其结构尺寸参数对其放大比的影响；采用有限元仿真的方法分析了双排串联式弓张结构输入力与输出位移之间的关系；制作了双排串联式弓张结构样机，搭建试验系统对其放大性能进行了测试。试验结果表明：双排串联式弓张结构的放大倍数在16.5～16.9之间波动，与理论计算值基本吻合，所设计双排串联式弓张结构能够满足大流量电液伺服阀的驱动要求。

超磁致伸缩材料是一种具有响应速度快、磁致伸缩应变大、能量密度高等优良特性的新型功能材料,针对其研究和应用已经成为当前热点。基于现代工业对高性能电液伺服阀的需求,描述了该材料的磁致伸缩效应,并对其基本性能及物理效应作了阐述,同时通过对比压电陶瓷、形状记忆合金的性能参数,分析了超磁致伸缩材料的性能优势。最后着重介绍了该材料在喷嘴挡板阀、射流管阀及直接驱动式电液伺服阀当中的应用现状,并基于此现状对研制高性能的超磁致伸缩电液伺服阀关键技术进行了展望。

为解决传统电磁换向阀耗能高的缺点，采用压电陶瓷来驱动水压换向阀。在文中提出了压电驱动水压液压换向阀的结构形式，设计了所需大输出位移的柔性铰链结构，对本柔性铰链进行了理论的位移损失分析，最终对不同负载力下柔性铰链输出位移进行了仿真。分析与仿真表明：本柔性铰链放大机构在负载力70N时，输入端位移为0．05mm时，输出位移为0．346mm，此时放大倍数为6．92。

超磁致伸缩驱动器是一种新型驱动器其设计理论和方法具有特殊性。本文分析了气/液阀用超磁致伸缩驱动器的工作特点给出了其组成原理和设计准则。在此基础上提出了驱动器的线圈、内部磁路和放大机构等关键部分的设计理论和方法。通过对采用所述理论和方法研制的实验样机的试验表明本文所提方法和理论是正确而实用的。