直线型永磁涡流制动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直线型永磁涡流制动系统，包括至少两个永磁体阵列（1）和至少一块感应板（2），永磁体阵列和感应板两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置，永磁体阵列为直线型Halbach永磁体阵列，两个永磁体阵列平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，当运动载体运动至预定位置时，感应板沿永磁体阵列的长度方向插入该间隙中。当感应板插入该间隙中时，感应板切割永磁体阵列的磁力线会产生涡流，而涡流会产生感应磁场，从而使感应板与永磁体阵列产生制动力进行制动。本发明专利技术的两个永磁体阵列平行设置，两个永磁体阵列之间的间隙具有极强的磁场，可以有效增大制动力，减小侧向力，Halbach结构还可以有效减小系统外部周围磁场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制动器的
，具体涉及一种直线型永磁涡流制动系统。
技术介绍
目前，常见的制动器有机械式制动器和电磁式制动器，机械式制动器通过摩擦力进行制动，制动时冲击较大，使用一段时间后需要更换摩擦片。电磁式制动器通常采用电磁铁，依靠电磁线圈产生工作磁场，工作时发热比较严重。上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本专利技术的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本专利技术的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种直线型永磁涡流制动系统，其制动平缓，冲击小。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：提供一种直线型永磁涡流制动系统，包括至少两个永磁体阵列和至少一块感应板，所述永磁体阵列和感应板两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置，所述永磁体阵列为直线型Halbach永磁体阵列，两个永磁体阵列平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，当所述运动载体运动至预定位置时，所述感应板沿永磁体阵列的长度方向插入该间隙中。作为进一步的改进，所述永磁体阵列中的永磁体安装在不锈钢槽中。作为进一步的改进，所述不锈钢槽的两端分别设置有用于夹紧永磁体的不锈钢挡板。作为进一步的改进，所述永磁体阵列外包裹有不锈钢薄板保护罩。作为进一步的改进，所述永磁体与永磁体之间，永磁体与不锈钢槽、不锈钢挡板之间涂覆有胶水。作为进一步的改进，所述永磁体材料为N45。作为进一步的改进，所述永磁体的表面电镀镍铜加环氧处理。作为进一步的改进，所述感应板沿长度方向分为高速制动段、中速制动段、低速制动段，所述高速制动段、中速制动段、低速制动段所用材料的电导率不相同。作为进一步的改进，所述高速制动段材料为不锈钢，所述中速制动段材料为铝白铜，所述低速制动段材料为铝合金。作为进一步的改进，所述永磁体阵列为十二个，所述感应板为六块。本专利技术提供的直线型永磁涡流制动系统，包括至少两个永磁体阵列和至少一块感应板，所述永磁体阵列和感应板两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置，所述永磁体阵列为直线型Halbach永磁体阵列，两个永磁体阵列平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，当所述运动载体运动至预定位置时，所述感应板沿永磁体阵列的长度方向插入该间隙中。当所述感应板沿永磁体阵列的长度方向插入该间隙中时，感应板切割间隙中的磁力线会产生涡流，而涡流会产生感应磁场，从而使感应板与永磁体阵列产生制动力以进行制动。Halbach永磁体阵列可以使一侧磁场加强，另一侧磁场减弱，本专利技术的两个永磁体阵列平行设置，且两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，两个永磁体阵列之间的间隙具有极强的磁场，可以有效增大制动力，减小侧向力，Halbach结构还可有效减小系统外部周围磁场。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是直线型永磁涡流制动系统的结构示意图。图2是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的结构示意图。图3是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的单个组装模块结构示意图。图4是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的总制动力随速度变化曲线图。图5是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的横向力随速度变化曲线图。图6是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的减速度随时间变化曲线图。图7是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的速度随时间变化曲线图。图8是直线型永磁涡流制动系统应用于某运动系统制动的制动距离随时间变化曲线图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本专利技术所述的提供一种直线型永磁涡流制动系统，包括两个永磁体阵列1和至少一块感应板2，所述永磁体阵列1和感应板2两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置。本实施例中，永磁体阵列1安装在运动载体上，随运动载体一起沿竖直方向（y轴方向）运动；感应板沿竖直方向分段铺设固定安装。所述永磁体阵列1为直线型Halbach永磁体阵列，永磁体磁化方向如图1、图3中永磁体内的箭头所示。Halbach阵列（海尔贝克阵列）是一种新型的永磁体结构形式，于1980年由Halbach首次提出。这种阵列完全由稀土永磁材料构成，通过将不同充磁方向的永磁体按照一定规律排列，能够在阵列的一侧汇聚磁力线，在另一侧削弱磁力线，从而获得一种性能独特的单侧强磁场。两个永磁体阵列1平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，即永磁体阵列强磁场的一侧朝向间隙。该间隙优选为16mm，当所述运动载体运动至预定位置时，所述感应板2沿永磁体阵列1的长度方向插入该间隙中，感应板2与两侧的永磁体阵列1之间的距离均为8mm。Halbach永磁体阵列可以使一侧磁场加强，另一侧磁场减弱，本专利技术的两个永磁体阵列平行设置，且两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，两个永磁体阵列之间的间隙具有极强的磁场，可以有效增大制动力，减小侧向力。若两个Halbach永磁体阵列换成另一种排列方式有可能会减小制动力，增大侧向力。作为进一步优选的实施方式，如图3所示，所述永磁体阵列1中的多个永磁体12安装在不锈钢槽11中，永磁体12按相应的磁化方向排列，9块永磁体装在一个不锈钢槽11内，形成一个永磁体组件。所述不锈钢槽11的两端分别设置有用于夹紧永磁体12的不锈钢挡板13，所述永磁体阵列1外包裹有不锈钢薄板保护罩。在所述永磁体12与永磁体12之间，永磁体12与不锈钢槽11、不锈钢挡板13之间涂覆有胶水。不锈钢槽、不锈钢薄板保护罩可保护内部永磁体，避免外力撞击破损，减少永磁体破损，同时可以将永磁体受力传递到不锈钢挡板上，减小永磁体受力，此外，不锈钢材料产生涡流损耗小，减少发热，减小对永磁体的影响。永磁体几何参数为：长60mm（y方向）×厚30mm（x方向）×宽100mm（z方向）。单个永磁体阵列共45块永磁体，永磁体阵列总长（y方向）约1350mm。本专利技术应用于某运动系统制动，如图2所示，所述永磁体阵列1为十二个，所述感应板2为六块，540块永磁体总质量约为301.725kg。作为进一步优选的实施方式，所述永磁体12材料为N45，剩磁，矫顽力，工作温度，永磁体也可根据实际需要选择其他类型的材料。作为进一步优选的实施方式，所述永磁体12的表面电镀镍铜加环氧处理，可起到表面保护和绝缘作用，永磁体产生涡流损耗小，发热也比较小。作为进一步优选的实施方式，所述感应板2沿长度方向分为高速制动段、中速制动段、低速制动段，所述高速制动段、中速制动段、低速制动段所用材料的电导率不相同，这样，可使得每个制动段的制动力不相同，减少制动冲击。具体的，感应板为长70m（y方向）×厚8mm（x方向）×宽100mm（z方向）的金属导体板，其中：高速制动段（56m/s-100m/s），选用不锈钢，电导率约为δ=1.37×106s/m，长10m；中速制动段（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线型永磁涡流制动系统，其特征在于：包括至少两个永磁体阵列（1）和至少一块感应板（2），所述永磁体阵列（1）和感应板（2）两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置，所述永磁体阵列（1）为直线型Halbach永磁体阵列，两个永磁体阵列（1）平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，的当所述运动载体运动至预定位置时，所述感应板（2）沿永磁体阵列（1）的长度方向插入该间隙中。

【技术特征摘要】
1.一种直线型永磁涡流制动系统，其特征在于：包括至少两个永磁体阵列（1）和至少一块感应板（2），所述永磁体阵列（1）和感应板（2）两者之一设置于运动载体上，另一者固定设置，所述永磁体阵列（1）为直线型Halbach永磁体阵列，两个永磁体阵列（1）平行设置且具有间隙，该两个永磁体阵列强磁场的一侧相对，的当所述运动载体运动至预定位置时，所述感应板（2）沿永磁体阵列（1）的长度方向插入该间隙中。2.根据权利要求1所述的直线型永磁涡流制动系统，其特征在于：所述永磁体阵列（1）中的永磁体（12）安装在不锈钢槽（11）中。3.根据权利要求2所述的直线型永磁涡流制动系统，其特征在于：所述不锈钢槽（11）的两端分别设置有用于夹紧永磁体（12）的不锈钢挡板（13）。4.根据权利要求3所述的直线型永磁涡流制动系统，其特征在于：所述永磁体阵列（1）外包裹有不锈钢薄板保护罩。5.根据权利要求3所述的直线型...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，陈强，李冠醇，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43