无源磁性弹簧制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无源磁性弹簧，包括定子和动子，所述的定子包括外壳以及位于外壳端部、与动子相对滑动的定子轴端，所述的定子内设有定子永磁体，定子永磁体的磁极方向平行于定子轴向，所述的动子上设有至少两个动子永磁体，所述动子永磁体沿动子的轴向布置，所述的动子永磁体中至少有一个与定子永磁体的同极性排列。本实用新型专利技术旨在提供一种结构紧凑、可有效降低制造难度和成本的无源磁性弹簧。

Passive magnetic spring

The utility model discloses a passive magnetic spring, including a stator and a rotor, the stator comprises a stator shaft housing and is located in the end of the housing, and the rotor relative sliding end of the stator has a stator permanent magnet, permanent magnet stator magnetic pole direction parallel to the axial of the stator, rotor is provided with at least two permanent magnet rotor, wherein the rotor permanent magnets arranged along the axial direction of the stator, the rotor permanent magnet in at least one of the stator permanent magnet polarity arrangement. The utility model is designed to provide a passive magnetic spring with compact structure, which can effectively reduce the difficulty and cost of manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
无源磁性弹簧
本技术属于弹簧领域，尤其涉及一种无源磁性弹簧。
技术介绍
弹簧广泛应用于机械设备与仪器仪表中，按作用原理分类有机械式、气动、液压、电磁等，按功能分类有线性与恒力。对于磁性弹簧，通过适当的磁路设计，利用永磁体同性相斥、异性相吸的特性，可构成与位移成比例关系的线性弹簧，或者在一定范围内与位移无关的恒力弹簧。如专利US9016446披露了可实现类似功能的磁性弹簧，磁性弹簧利用位于定子和滑块的磁性区域调制磁场特性，允许在运动范围内自定义力曲线，还公开了一种磁性弹簧，其滑块可以相对于定子在轴线上旋转，使得滑块和定子所在空间的调制磁场特性的准线改变，导致弹簧力曲线的改变，优选通过旋转滑块实现这一过程。然而，由于该方案采用HALBACH的磁路结构，因此制造工艺复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种结构紧凑、可有效降低制造难度和成本的无源磁性弹簧。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种无源磁性弹簧，包括定子和动子，所述的定子包括外壳以及位于外壳端部、与动子相对滑动的定子轴端，所述的定子内设有定子永磁体，定子永磁体的磁极方向平行于定子轴向，所述的动子上设有至少两个动子永磁体，所述动子永磁体沿动子的轴向布置，所述的动子永磁体中至少有一个与定子永磁体的同极性排列。这样，定子通过外壳与外界进行定位，动子可相对定子滑动，定子上的定子轴端对动子进行限位，使得动子可沿轴向来回往复移动。动子上设有多个动子永磁体，通过动子永磁体之间同极或异极排布方式，可使磁性弹簧实现恒力输出或者线性输出，整体结构紧凑，可有效降低制造难度，节约生产成本，并且推力密度高，无需外部激励，可以取代机械弹簧或结构笨重的液压弹簧。作为优选，所述的动子永磁体包括第一动子永磁体和第二动子永磁体，所述动子的两端分别设有将第一动子永磁体和第二动子永磁体压紧的动子轴端。这样，动子轴端的内侧与第一动子永磁体和第二动子永磁体接触，将第一动子永磁体和第二动子永磁体定位在动子轴端之间。作为优选，所述的动子上设有导向外套，所述导向外套的端部和动子轴端套接固定，所述的动子永磁体位于导向外套内部。导向外套同时与两个动子轴端固定，导向外套的表面与动子轴端滑动接触，两者构成运动副，实现动子的往复运动。导向外套可对动子轴端和动子永磁体起到保护作用，有效延长使用寿命。作为优选，所述外壳的端部与定子轴端螺纹配合，所述的定子永磁体位于两个定子轴端之间，定子轴端对定子永磁体夹紧定位。这样，外壳和定子轴端安装时，即可将定子永磁体进行夹紧定位，装配过程较为方便。作为优选，所述的动子上设有外螺纹，所述动子轴端设有与外螺纹配合的内螺纹，动子的端部设有向动子中心压紧动子轴端的锁紧螺母。动子轴端和动子通过螺纹配合连接，动子轴端又通过锁紧螺母紧固，可保证动子轴端定位稳定可靠。作为优选，所述的第一动子永磁体和第二动子永磁体同极性布置。第一动子永磁体和第二动子永磁体同极性布置时，磁性弹簧近似为恒力输出，即恒力磁性弹簧，恒力磁性弹簧可用于平衡Z轴运动质量，可明显提高运动系统的响应和稳定性。作为上述方案的替代方案，所述的第一动子永磁体和第二动子永磁体异极性布置。第一动子永磁体和第二动子永磁体异极性布置时，磁性弹簧近似为线性输出，即线性磁性弹簧。本技术的有益效果是：（1）结构紧凑，简化生产制造工艺，有效降低生产成本；（2）与机械弹簧相比，推力密度高、结构紧凑，且不存在金属疲劳问题，可靠性高，与气动、液压或电磁弹簧相比，可省略外部激励，如压力泵或电源，且不存在密封问题。附图说明图1是本技术实施例1结构示意图；图2是本技术实施例1的归一化弹力与位移特性图；图3是本技术实施例2的结构示意图；图4是本技术实施例2的归一化弹力与位移特性图；图中：定子轴端1，通气孔1a，导气通道1b，定子永磁体2，第一动子永磁体3a，第二动子永磁体3b，外壳4，动子5，导向外套6，动子轴端7，锁紧螺母8。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的描述。实施例1如图1所示的实施例中，一种无源磁性弹簧，包括定子和动子5，定子包括外壳4和两个定子轴端1，定子轴端分别位于外壳端部，外壳的端部与定子轴端螺纹配合。定子内设有定子永磁体2，定子永磁体的磁极方向平行于定子轴向，定子永磁体位于两个定子轴端之间，定子轴端对定子永磁体夹紧定位。动子上设有两个动子轴端7和两个动子永磁体，动子上设有外螺纹，动子轴端设有与外螺纹配合的内螺纹。两个动子永磁体为第一动子永磁体3a和第二动子永磁体3b，动子永磁体沿动子的轴向布置，两个动子永磁体中均与定子永磁体的同极性排列。两个动子永磁体套设在动子上并且位于两个动子轴端之间，动子轴端将第一动子永磁体和第二动子永磁体压紧。动子上还设有导向外套6，导向外套的端部和动子轴端套接固定，导向外套的外表面与定子轴端滑动配合，两个动子永磁体位于导向外套内部。此外，动子的端部设有向动子中心压紧动子轴端的锁紧螺母8，以保证定位紧固可靠。在实际运行过程中，动子受到动子永磁体和定子永磁体之间磁力作用，动子和定子发生相对位移时，动子受到磁力反作用，磁性弹簧近似为恒力输出，即恒力磁性弹簧，输出力与动子相对定子的位移特性如图2所示。实施例2如图3所示的实施例中，一种无源磁性弹簧，包括定子和动子5，定子包括外壳4和两个定子轴端1，定子轴端分别位于外壳端部，外壳的端部与定子轴端螺纹配合。定子内设有定子永磁体2，定子永磁体的磁极方向平行于定子轴向，定子永磁体位于两个定子轴端之间，定子轴端对定子永磁体夹紧定位。动子上设有两个动子轴端7和两个动子永磁体，动子上设有外螺纹，动子轴端设有与外螺纹配合的内螺纹。两个动子永磁体为第一动子永磁体和第二动子永磁体3b，动子永磁体沿动子的轴向布置，定子永磁体和第二动子永磁体为同极性布置，第一动子永磁体和第二动子永磁体异极性布置。两个动子永磁体套设在动子上并且位于两个动子轴端之间，动子轴端将第一动子永磁体和第二动子永磁体压紧。动子上还设有导向外套6，导向外套的端部和动子轴端套接固定，导向外套的外表面与定子轴端滑动配合，两个动子永磁体位于导向外套内部。此外，动子的端部设有向动子中心压紧动子轴端的锁紧螺母8，以保证定位紧固可靠。在实际运行过程中，动子受到动子永磁体和定子永磁体之间磁力作用，动子和定子发生相对位移时，动子受到磁力反作用，磁性弹簧近似为线性输出，即线性磁性弹簧，输出力与动子相对定子的位移特性如图4所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源磁性弹簧，其特征是，包括定子和动子（5），所述的定子包括外壳（4）以及位于外壳（4）端部、与动子（5）相对滑动的定子轴端（1），所述的定子内设有定子永磁体（2），定子永磁体（2）的磁极方向平行于定子轴向，所述的动子（5）上设有至少两个动子永磁体，所述动子永磁体沿动子（5）的轴向布置，所述的动子永磁体中至少有一个与定子永磁体（2）的同极性排列。

【技术特征摘要】
1.一种无源磁性弹簧，其特征是，包括定子和动子（5），所述的定子包括外壳（4）以及位于外壳（4）端部、与动子（5）相对滑动的定子轴端（1），所述的定子内设有定子永磁体（2），定子永磁体（2）的磁极方向平行于定子轴向，所述的动子（5）上设有至少两个动子永磁体，所述动子永磁体沿动子（5）的轴向布置，所述的动子永磁体中至少有一个与定子永磁体（2）的同极性排列。2.根据权利要求1所述的无源磁性弹簧，其特征是，所述的动子永磁体包括第一动子永磁体（3a）和第二动子永磁体（3b），所述动子（5）的两端分别设有将第一动子永磁体（3a）和第二动子永磁体（3b）压紧的动子轴端（7）。3.根据权利要求2所述的无源磁性弹簧，其特征是，所述的动子（5）上设有导向外套（6），所述导向外套（6）的端部和动...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖有用，俞岳平，韩旭奎，陈接，
申请(专利权)人：宁波亿文特自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33