一种多稳态电磁操动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种多稳态电磁操动机构，包括轴向驱动杆、轴向驱动壳体、轴向驱动线圈、轴向驱动永磁体、换位滑槽壳体、永磁体滑块、换位拨叉、换位横向连杆、换位竖向连杆、换位壳体、换位驱动杆、导向壳体、换位驱动线圈和换位永磁体。本发明专利技术的有益效果在于：1)相比带有弹簧的三稳态电磁操动机构，本发明专利技术较大程度地降低了系统震荡，避免了驱动杆输出终端输出震荡信号的问题。2)相比传统电磁线圈需长期通电的驱动形式，本发明专利技术电磁线圈仅需在换向时通电进行控制，降低了能耗，控制了元件温升，提升了可靠性，延长了使用寿命。3)实现从三稳态至多稳态的功能扩展，本发明专利技术各位置之间的最大距离不受限制，可以可靠地转换和稳定在各个稳态位置。

A multi stable electromagnetic operating mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种多稳态电磁操动机构
本专利技术涉及机电液一体化控制设备
，特别是一种多稳态电磁操动机构。
技术介绍
以电磁驱动的形式使得输出端在同一轴线方向上的多个节点位置稳定停靠并相互转换的装置称为多稳态电磁操动机构。目前相对成熟的双稳态和三稳态永磁操动机构多应用于电力系统的自动转换开关电器(ATSE)和液(气)压电磁控制阀的电磁驱动模块中。现有的双稳态和三稳态永磁操动机构通过电磁力和弹簧力共同作用实现相应功能，但因自身结构的固有特性，最多只能实现三个稳态的停靠和相互转换，并且弹簧的运动震荡会导致停靠过程的不可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多稳态电磁操动机构，在同一轴线方向上精确到达并稳定在多个位置，扩展了稳态的数量并提高了稳态之间转换的可靠性以及精度，增强装置的适应性，使得在不同行程要求下均可满足操动要求，对机电液一体化控制设备有重要推进作用。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种多稳态电磁操动机构，包括轴向驱动杆和轴向驱动壳体，轴向驱动杆的上部、下部分别套装在轴向驱动壳体的上、下滑槽内，轴向驱动壳体的内部从上至下依次设置有套装轴向驱动杆的第一轴向驱动线圈、轴向驱动永磁体和第二轴向驱动线圈，轴向驱动杆的中部还设置有上、下限位销；还包括换位驱动杆和换位壳体，换位驱动杆的左部、右部分别套装在换位壳体的左、右滑槽内，换位壳体的内部从左至右依次设置有套装换位驱动杆的第一换位驱动线圈、换位驱动永磁体和第二换位驱动线圈，换位驱动杆的中部还设置有左、右限位销；还包括换位滑槽壳体，换位滑槽壳体的上部固定连接轴向驱动杆的下端，前板和后板对称设置有永磁体滑槽，下板设置有拨叉滑槽；换位滑槽壳体的下部还通过连接板连接到换位壳体的上部；还包括换位横向连杆、第一竖向连杆和第二竖向连杆；第一竖向连杆和第二竖向连杆的上端分别固定连接到换位横向连杆的左、右端，下端分别固定连接到换位驱动杆的左、右端，使得换位横向连杆与换位驱动杆平行；还包括换位拨叉和永磁体滑块，换位拨叉的上部位于换位滑槽壳体的拨叉滑槽内，永磁体滑块的中部纵向固定套装在换位拨叉的上部且前部和后部分别位于换位滑槽壳体的前板和后板的永磁体滑槽内；换位拨叉的下部固定套装在换位横向连杆的中部；还包括导向壳体，换位滑槽壳体和换位壳体均位于导向壳体内；导向壳体的前板和后板对称设置换位槽；换位槽包括第一竖向滑槽、第一横向滑槽和第二竖向滑槽，第一竖向滑槽的下端与第一横向滑槽的右端导通，第一横向滑槽的左端与第二竖向滑槽的上端导通；永磁体滑块的前端和后端分别位于导向壳体的前板和后板的换位槽中；导向壳体的前板和后板的上端分别固定连接到轴向驱动壳体的下部。进一步地，所述换位槽还包括第二横向滑槽和第三竖向滑槽，第二横向滑槽的左端与第二竖向滑槽的下端导通，第三竖向滑槽的上端与第二横向滑槽的右端导通。更进一步地，所述换位槽还包括第三横向滑槽和第四竖向滑槽，第三横向滑槽的左端与第三竖向滑槽的下端导通，第四竖向滑槽的上端与第三横向滑槽的右端导通；以此类推增加横向滑槽和竖向滑槽。进一步地，所述轴向驱动永磁体替换为保持线圈。进一步地，所述换位驱动永磁体替换为保持线圈。进一步地，所述轴向驱动永磁体紧密固定套装在轴向驱动杆的中部，其上、下端构成所述上、下限位销。进一步地，所述换位驱动永磁体紧密固定套装在换位驱动杆的中部，其左、右端构成所述左、右限位销。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)相比带有弹簧的三稳态电磁操动机构，本专利技术较大程度地降低了系统震荡，避免了驱动杆输出终端输出震荡信号的问题。2)相比传统电磁线圈需长期通电的驱动形式，本专利技术电磁线圈仅需在换向时通电进行控制，降低了能耗，控制了元件温升，提升了可靠性，延长了使用寿命。3)实现从三稳态至多稳态的功能扩展，本专利技术各位置之间的最大距离不受限制，可以可靠地转换和稳定在各个稳态位置。附图说明图1为本专利技术的正视图。图2为本专利技术的左视图。图3为本专利技术的剖视图。图4为本专利技术的立体分解视图。图5为本专利技术的换位滑槽壳体倒视的立体图。图6为本专利技术的操动过程外观示意图(以三稳态为例)。图7为本专利技术的操动过程内部结构示意图(以三稳态为例)。图8为本专利技术的轴向驱动永磁体替换为驱动线圈的示意图。图9为本专利技术的轴向驱动永磁体紧密固定套装在轴向驱动杆中部的示意图。图10为三稳态的滑块位置示意图。图11为多稳态的滑块位置示意图。标记说明：01-轴向驱动杆，02-轴向驱动壳体，03-第一轴向驱动线圈，04-轴向驱动永磁体，05-第二轴向驱动线圈，06-换位滑槽壳体，07-永磁体滑块，08-换位拨叉，09-换位横向连杆，10-第一竖向连杆，11-换位壳体，12-换位驱动杆，13-导向壳体，14-第二竖向连杆，15-第二换位驱动线圈，16-换位驱动永磁体，17-第一换位驱动线圈，18-第一保持线圈，19-第二保持线圈。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明。如图1至图5，一种多稳态电磁操动机构，包括轴向驱动杆、轴向驱动壳体、轴向驱动线圈、轴向驱动永磁体、换位滑槽壳体、永磁体滑块、换位拨叉、换位横向连杆、换位竖向连杆、换位壳体、换位驱动杆、导向壳体、换位驱动线圈和换位永磁体。轴向驱动壳体02与导向壳体13固联并作为机架，轴向驱动线圈03、05以及轴向驱动永磁体04与轴向驱动壳体02固联，轴向驱动杆01可以在轴向驱动壳体02上沿轴线滑移并通过其上的限位销进行行程限位。轴向驱动杆01一端作为输出端与外部结构相连以驱动外部结构，另一端与换位滑槽壳体06固联。换位壳体11与导向壳体13接触并且换位壳体11被导向壳体13约束，其只能沿轴向驱动杆01的轴线方向在导向壳体13上往复移动，换位壳体11内固联有换位驱动线圈15和17以及换位永磁体16，换位驱动杆12通过第一竖向连杆10和第二竖向连杆14与换位横向连杆09固联，其可以在换位壳体11内沿换位驱动杆12的轴线方向往复移动并通过其上的限位销进行行程限位。换位横向连杆09与换位拨叉08固联，同时永磁体滑块07与换位拨叉08固联。永磁体滑块07在结构内层受到换位滑槽壳体06的约束，带动与其固联的结构仅能沿换位驱动杆12的轴线方向往复运动；永磁体滑块07在结构外层被导向壳体13上的换位槽所约束，在轴向驱动杆01和换位驱动杆12的共同作用下带动相关结构沿导向壳体13上的换位槽运动。同时永磁体滑块07与导向壳体13在行程节点处存在磁吸力，将永磁体滑块07在不受较大外力的情况下稳定在该位置。其中，如图3和图4所示，轴向驱动杆01和换位驱动杆12设置了限位台阶端面，相当于设置限位销进行限位。如图8所示，轴向驱动永磁体04可以替换为第一保持线圈18和第二保持线圈19。同理，换位驱动永磁体16也可以替换为保持线圈。如图9所示，轴向驱动永磁体04可以紧密固定套装在轴向驱动杆01的中部，构成限位台阶端面。同理，换位驱动永磁体16也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多稳态电磁操动机构，其特征在于，/n包括轴向驱动杆(01)和轴向驱动壳体(02)，轴向驱动杆(01)的上部、下部分别套装在轴向驱动壳体(02)的上、下滑槽内，轴向驱动壳体(02)的内部从上至下依次设置有套装轴向驱动杆(01)的第一轴向驱动线圈(03)、轴向驱动永磁体(04)和第二轴向驱动线圈(05)，轴向驱动杆(01)的中部还设置有上、下限位销；/n还包括换位驱动杆(12)和换位壳体(11)，换位驱动杆(12)的左部、右部分别套装在换位壳体(11)的左、右滑槽内，换位壳体(11)的内部从左至右依次设置有套装换位驱动杆(12)的第一换位驱动线圈(17)、换位驱动永磁体(16)和第二换位驱动线圈(15)，换位驱动杆(12)的中部还设置有左、右限位销；/n还包括换位滑槽壳体(06)，换位滑槽壳体(06)的上部固定连接轴向驱动杆(01)的下端，前板和后板对称设置有永磁体滑槽，下板设置有拨叉滑槽；换位滑槽壳体(06)的下部还通过连接板连接到换位壳体(11)的上部；/n还包括换位横向连杆(09)、第一竖向连杆(10)和第二竖向连杆(14)；第一竖向连杆(10)和第二竖向连杆(14)的上端分别固定连接到换位横向连杆(09)的左、右端，下端分别固定连接到换位驱动杆(12)的左、右端，使得换位横向连杆(09)与换位驱动杆(12)平行；/n还包括换位拨叉(08)和永磁体滑块(07)，换位拨叉(08)的上部位于换位滑槽壳体(06)的拨叉滑槽内，永磁体滑块(07)的中部纵向固定套装在换位拨叉(08)的上部且前部和后部分别位于换位滑槽壳体(06)的前板和后板的永磁体滑槽内；换位拨叉(08)的下部固定套装在换位横向连杆(09)的中部；/n还包括导向壳体(13)，换位滑槽壳体(06)和换位壳体(11)均位于导向壳体(13)内；导向壳体(13)的前板和后板对称设置换位槽；换位槽包括第一竖向滑槽、第一横向滑槽和第二竖向滑槽，第一竖向滑槽的下端与第一横向滑槽的右端导通，第一横向滑槽的左端与第二竖向滑槽的上端导通；永磁体滑块(07)的前端和后端分别位于导向壳体(13)的前板和后板的换位槽中；导向壳体(13)的前板和后板的上端分别固定连接到轴向驱动壳体(02)的下部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多稳态电磁操动机构，其特征在于，
包括轴向驱动杆(01)和轴向驱动壳体(02)，轴向驱动杆(01)的上部、下部分别套装在轴向驱动壳体(02)的上、下滑槽内，轴向驱动壳体(02)的内部从上至下依次设置有套装轴向驱动杆(01)的第一轴向驱动线圈(03)、轴向驱动永磁体(04)和第二轴向驱动线圈(05)，轴向驱动杆(01)的中部还设置有上、下限位销；
还包括换位驱动杆(12)和换位壳体(11)，换位驱动杆(12)的左部、右部分别套装在换位壳体(11)的左、右滑槽内，换位壳体(11)的内部从左至右依次设置有套装换位驱动杆(12)的第一换位驱动线圈(17)、换位驱动永磁体(16)和第二换位驱动线圈(15)，换位驱动杆(12)的中部还设置有左、右限位销；
还包括换位滑槽壳体(06)，换位滑槽壳体(06)的上部固定连接轴向驱动杆(01)的下端，前板和后板对称设置有永磁体滑槽，下板设置有拨叉滑槽；换位滑槽壳体(06)的下部还通过连接板连接到换位壳体(11)的上部；
还包括换位横向连杆(09)、第一竖向连杆(10)和第二竖向连杆(14)；第一竖向连杆(10)和第二竖向连杆(14)的上端分别固定连接到换位横向连杆(09)的左、右端，下端分别固定连接到换位驱动杆(12)的左、右端，使得换位横向连杆(09)与换位驱动杆(12)平行；
还包括换位拨叉(08)和永磁体滑块(07)，换位拨叉(08)的上部位于换位滑槽壳体(06)的拨叉滑槽内，永磁体滑块(07)的中部纵向固定套装在换位拨叉(08)的上部且前部和后部分别位于换位滑槽壳体(06)的前板和后板的永磁体滑槽内；换位拨叉(08)的下部固定套装在换位横向连杆(09)的中部；
还包括导向壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓斌，何沛恒，李志伟，王奇，雷越，徐新，左荣，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51