一种电磁铁推拉控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械领域，具体涉及一种电磁铁推拉控制装置。本发明专利技术公布了一种电磁铁推拉控制装置，包括一组正向驱动线圈，一组反向驱动线圈以及一根不导磁推拉杆；每个驱动线圈配置有一个衔铁工作端，不导磁推拉杆与各衔铁工作端相对固定；各驱动线圈组包括一个主驱动线圈以及至少一个辅助驱动线圈；衔铁与驱动线圈错落布置，保证推拉杆在运动过程中，总有衔铁工作端面处于对应驱动线圈中间，即处于最大吸动力状态。两组驱动线圈交替通断，实现双向出力功能。本发明专利技术不但让电磁铁双向装置具有较大的启动力，并且使大行程范围内电磁驱动力均衡成为可能；同时自带驱动测控电路板，也可实现各组线圈之间的按需逻辑控制和节能控制。

A Push-pull Control Device for Electromagnet

【技术实现步骤摘要】
一种电磁铁推拉控制装置
本专利技术涉及机械
，涉及推拉控制技术，具体涉及一种基于电磁铁的推拉控制装置。
技术介绍
较大行程的推拉控制，主要通过气缸、油缸、电缸来实现。相对气缸和电缸，液压系统中的油缸主要应用于需更大输出力的场合。气缸与油缸结构原理类似，与油缸不同之处在于，其能量传送的介质是压力气体。电缸的推拉控制，一般由电机带动涡轮丝杠实现，与同行程气缸比较，往往推拉动作速度不及气缸快。气缸具有清洁、体小、有较大的行程、较大推拉力等优点。但是由于气缸以压力气体感作为介质，一方面，整个装置对气密性有着很高的要求，较高的加工精度要求决定了气缸有着更高的加工制造成本，漏气维护和磨损更换决定了气缸的使用有着更高的维护成本。另一方面，气缸在使用时，需要配置空压机、用于与压力气源连接的管路以及用于控制管路通断的电磁阀，空压机和电磁阀等辅助设备和装置的使用决定了气有着更高的使用成本。需且，在多气动件组合应用中连接管路相对复杂，给气缸的应用设计也造成了很多不便。基于电磁铁原理，通过电磁线圈驱动衔铁直线移动，也可以实现一定行程范围内的推拉控制。因为电磁铁用电作为动力源、且结构相对简单，所以电磁铁推拉控制装置相对于气缸，具有易于控制、不需要辅助设备和装置、不受复杂的管线限制、无气密性要求、不易磨损无需经常维护等优点。但是，现有电磁铁推拉控制装置的普遍特点是：在整个行程范围中，只有在很小的行程区间内电磁线圈对衔铁具有较大的电磁推动力。在较大行程的推拉控制中，如果将大推力行程区间设计在整个行程的起始端，可以使装置具有较大的初始启动力，但是在行程的终止端，则往往缺少足够的电磁推动力以保持动作。相反如果将大推力行程区间设计在整个行程的终止端，虽然可以使装置具有较大的动作保持驱动力，但是初始启动力相对较小的问题则难以避免。在衔铁的行程终点设置挡铁，可以在一定程度上解决动作保持驱动力不足的问题，但是无法解决初始启动力不足的问题。而且挡铁需占用部分电磁线圈对衔铁的有效驱动范围，会导致衔铁有效行程缩短。根据木桶短板理论，现有电磁铁推拉控制装置用于较大行程的推拉控制时，无论如何设计大推力行程区间在整个行程范围内的位置，都需要加大线圈额定电流以同时保证装置具有足够的初始启动力、动作保持驱动力、以及行程过程中对衔铁的连续驱动力。其结果是造成大量的能耗的浪费。此外，现有电磁铁推拉控制装置对电磁线圈的控制方式多为简单的电流通断控制，在动作保持状态下，电磁线圈始终被通以较大的工作电流，此时装置具有较大的功耗，并且存在发热问题。基于以上技术问题的限制，现有电磁铁推拉控制装置还无法替代气缸在工业中的应用，进而解决气缸在应用中存在的各种问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于上述技术现实，提出一种可实现更大推拉控制行程、同时具有较大初始启动力、并且在行程中，对外输出力相对均匀的电磁铁推拉控制装置解决方案。为了实现上述目的，本专利技术首先提出一种大行程电磁铁机构，包括一个由至少两个相互固定连接的衔铁（动铁芯）组成的衔铁组和至少一个用于单向驱动所述衔铁组动作的线圈组；所述线圈组由至少两个同向线圈组成，在一个线圈组中，各线圈对衔铁的大推力行程区间（以线圈对衔铁驱动力达到峰值时衔铁的位置点为中点，向前后各取一定距离的行程形成的行程区间）在机构的整个行程范围内相互错位分布。优选地，所述线圈组的数量为两个，分别为用于正向驱动衔铁组动作的正向驱动线圈组和用于反向驱动衔铁组动作的反向驱动线圈组。进一步优选地，每一个正向驱动线圈与一个反向驱动线圈轴向相邻设置，所述的轴向相邻设置的正向驱动线圈和反向驱动线圈共用一个衔铁。优选地，在一个线圈组中，各线圈对衔铁的大推力行程区间在机构的整个行程范围内均匀分布。作为组圈排布方式的一种选择，一个线圈组中的各线圈呈一排设置，进一步地，位于行程终点方向上的第一个线圈配置有挡铁（静铁芯）。作为组圈排布方式的另一种选择，一个线圈组中的各线圈呈两排或多排设置，进一步地，某一排线圈中，位于行程终点方向上的第一个线圈配置有挡铁。基于上述电磁铁机构，本专利技术进一步提出一种电磁铁推拉控制装置，包括一组相互固连的衔铁、用于驱动所述衔铁正向动作的一组正向驱动线圈、用于驱动所述衔铁反向动作的一组反向驱动线圈、以及用于对外输出控制力的不导磁推拉杆；每个驱动线圈分配有一个衔铁作用端（本专利技术将衔铁受到线圈驱动时衔铁处于线圈内部的一端定义为衔铁作用端），所述不导磁推拉杆与所述的一组衔铁相对固定；所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈以及至少一个正向辅助驱动线圈；所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈以及至少一个反向辅助驱动线圈。当衔铁处于正/反向行程起点（反/正向行程终点）时，各正/反向驱动线圈中衔铁作用端分别处于各线圈的峰值点以后（所述线圈的峰值点是指线圈对衔铁驱动力达到峰值时，衔铁作用端所处位置，驱动线圈的“前”和“后”是指与驱动线圈对衔铁的作用方向相同的方向和与驱动线圈对衔铁的作用方向相反的方向）；其中正/反向主驱动线圈中衔铁作用端到该线圈峰值点的距离A最远；一个正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端到该线圈峰值点的距离B最近（B≈0），余下正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端与各自线圈峰值点的距离介于A与B之间且互不相等，反/正向主驱动线圈中的衔铁作用端处在反/正向动作保持位。在电磁铁机构中，衔铁受到的驱动力，主要是来自于衔铁作为导磁体在驱动线圈形成的磁场中所受到的来自驱动线圈的驱动力，这股驱动力随着衔铁在对应驱动线圈中的位置变化而变化，当衔铁的作用端处于驱动线圈中线位置时，驱动线圈对衔铁的驱动力达到峰值。本专利技术的电磁铁推拉控制装置，针对一个动作方向通过至少两个驱动线圈的成组设置，实现在一个较大范围的单向行程中，不仅具有较大启动力，而且行程中对外输出力相对均匀的技术效。以正向行程为例，在正向行程起始时，因有一个正向辅助驱动线圈中的衔铁作用端正处于接近线圈的峰值点的位置，即该正向驱动线圈对衔铁的驱动力接近峰值驱动力，这保证了电磁铁推拉控制装置具有较大的初始启动力。然后随着不导磁推拉杆的正向移动，其它正向辅助驱动线圈中的衔铁作用端先后经过驱动线圈的峰值点位置，直到最后，正向主驱动线圈中的衔铁经过驱动线圈的峰值点位置，在这个过程中，一个驱动线圈对衔铁的驱动力从峰值开始衰减后，另一个驱动线圈对衔铁的驱动力又开始接近峰值，这有效地保证了电磁铁推拉控制装置在行程中保持相对均匀的对外输出力。本专利技术通过两组驱动方向相反的驱动线圈组，一组驱动线圈负责正向行程，另一组驱动线圈负责反向行程，以此实现对被控机件的推和拉两个方向的动作控制。作为本专利技术的一种优选，每一个正向驱动线圈与一个反向驱动线圈轴向相邻设置，所述的轴向相邻设置的正向驱动线圈和反向驱动线圈所分配的衔铁工作端为一个衔铁的两端。作为驱动线圈排布形式的一种选择，各驱动线圈至少分两排径向并排排布。作为驱动线圈排布形式的另一种选择，各驱动线圈沿轴向排布成一条直线。优选地，正向驱动线圈与反向驱动线圈交错排布成一条直线；正向主驱动线圈和反向主驱动线圈分别排布于两端，每相邻的两个驱动线圈所分配的衔铁作用端为一个衔铁的两端。进一步地，正向驱动线圈和反向驱动线圈的前端分别设有一导磁挡铁。优选地，每组线圈数量均为两个，衔铁的数量亦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁铁推拉控制装置，其特征在于，包括一组相互固连的衔铁、用于驱动所述衔铁正向动作的一组正向驱动线圈、用于驱动所述衔铁反向动作的一组反向驱动线圈、以及用于对外输出控制力的不导磁推拉杆；每个驱动线圈分配有一个衔铁作用端，所述不导磁推拉杆与所述的一组衔铁相对固定；所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈以及至少一个正向辅助驱动线圈；所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈以及至少一个反向辅助驱动线圈；当衔铁处于正/反向行程起点时，各正/反向驱动线圈中衔铁作用端分别处于各线圈的峰值点以后；其中正/反向主驱动线圈中衔铁作用端到该线圈峰值点的距离A最远；一个正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端到该线圈峰值点的距离B最近，余下正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端与各自线圈峰值点的距离介于A与B之间且互不相等，反/正向主驱动线圈中的衔铁作用端处在反/正向动作保持位。

【技术特征摘要】
1.一种电磁铁推拉控制装置，其特征在于，包括一组相互固连的衔铁、用于驱动所述衔铁正向动作的一组正向驱动线圈、用于驱动所述衔铁反向动作的一组反向驱动线圈、以及用于对外输出控制力的不导磁推拉杆；每个驱动线圈分配有一个衔铁作用端，所述不导磁推拉杆与所述的一组衔铁相对固定；所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈以及至少一个正向辅助驱动线圈；所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈以及至少一个反向辅助驱动线圈；当衔铁处于正/反向行程起点时，各正/反向驱动线圈中衔铁作用端分别处于各线圈的峰值点以后；其中正/反向主驱动线圈中衔铁作用端到该线圈峰值点的距离A最远；一个正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端到该线圈峰值点的距离B最近，余下正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端与各自线圈峰值点的距离介于A与B之间且互不相等，反/正向主驱动线圈中的衔铁作用端处在反/正向动作保持位。2.根据权利要求1所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，每一个正向驱动线圈与一个反向驱动线圈轴向相邻设置，所述的轴向相邻设置的正向驱动线圈和反向驱动线圈所分配的衔铁工作端为一个衔铁的两端。3.根据权利要求2所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈和一个正向辅助驱动线圈，所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈和一个反向辅助驱动线圈，四个驱动线圈排布成一条直线，从一端到另一端依次是正向主驱动线圈、反向辅助驱动线圈、正向辅助驱动线圈、反向主驱动线圈；所述一组相互固连的衔铁包括第一衔铁和第二衔铁；第一衔铁的两端为分配给正向主驱动线圈和反向辅助驱动线圈的衔铁工作端，第二衔铁的两端为分配给正向辅助驱动线圈和反向主驱动线圈的衔铁工作端。4.根据权利要求3所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述各驱动线圈分别设置于一节套筒内，各套筒轴向依次连接，设置主驱动线圈的套筒，其前端安装有一端盖，所述导磁挡铁固定于所述端盖上；作为优选，所述导磁挡铁为端盖上的圆柱形凸起；相邻两套筒间安装有一带孔圆板；在所述电磁铁双向推拉装置中至少一个端盖圆心处开有供不导磁推拉杆向外穿出的通孔；作为优选，所述套筒、端盖、带孔圆板均为导磁材料。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨其华，奚之贵，应刘巍，刘钢海，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33