本发明专利技术公开了一种含稳态的永磁体电磁驱动装置，该装置由动磁铁、输出件、基体及线圈组成。除此之外还包含锁定机构，使得动磁铁在线圈的电磁力作用下沿轴线运动到行程的终端位置时，线圈断电，动磁铁能被该机构以一定的保持力锁定在该端，达到节电目的。含稳态的永磁体电磁驱动装置是介于传统电磁铁与直线电机之间的一种全新直线电磁驱动装置，可应用于任何需要大行程、快速运动、低驱动力、直线驱动的设备中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电学领域中的电磁驱动装置，特别涉及一种含稳态的永磁体电磁驱动直O
技术介绍
本专利技术人在2009年11月26日申请的申请号为200910234647. X和2010年5月 18日申请的申请号为201010175164. X的专利技术公开了一种永磁体电磁驱动装置，这种电磁 驱动装置能产生较大的行程，并在大行程范围内提供比较均衡的电磁力。原专利技术的永磁体电磁驱动装置没有专门提及稳态问题。当输出件运动到一端时， 如果使线圈继续通电使输出件保持在该端，需要持续的电能消耗。为节约电能并减少线圈 持续发热，当输出件运动到一端时，线圈断电，输出件被锁定机构以一定的保持力锁定在该 端。这就是本专利技术人在前两个专利技术的基础上研制出的含稳态的永磁体电磁驱动装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中当动磁铁运动到行程终端时必须 继续对线圈通电才能使动磁铁保持在该位置的不足之处，提供一种含有锁定机构的、无需 继续通电就能使动磁铁保持在行程一端的电磁驱动装置。本装置是对本人前两个关于永磁 体电磁驱动装置专利技术的改进。本专利技术是通过以下技术方案实现的所述大行程永磁体电磁驱动装置也是由动磁 铁、输出件、基体及线圈组成。除此之外还包含锁定机构，既可以只在一端安装锁定机构，成 为单稳态永磁体电磁驱动装置；也可以在两端都安装锁定机构，成为双稳态永磁体电磁驱 动装置；当在某端安装锁定机构后，动磁铁在线圈的电磁力作用下沿轴线运动到该端时，线 圈断电，动磁铁能被该机构以一定的保持力锁定在该端。动磁铁、输出件、基体、电磁力、磁场力以及其他一些概念与专利200910234647. X 及专利201010175164. X规定相同。—种简单的锁定机构是由静磁铁构成的，静磁铁被固定在所述基体的一端或两 端；当动磁铁运动到一端时，被固定在该端的静磁铁吸引，其磁场力就是保持力。动磁铁被 静磁铁吸保持时，动磁铁与静磁铁之间并不一定直接接触，可以相隔适当距离，距离越远， 保持力就越小。可根据实际需要调整它们之间的距离，它们之间可通过软质垫片相隔。静 磁铁越大，保持力也越大。另一种更简单的锁定机构是由静铁构成的，静铁是铁磁性材料，例如普通碳钢。静 铁被固定在所述基体的一端或两端。当动磁铁运动到一端时，被固定在该端的静铁吸引，其 磁场力就是保持力。动磁铁被静铁吸保持时，动磁铁与静铁之间并不一定直接接触，可以相 隔适当距离，距离越远，保持力就越小。可根据实际需要调整它们之间的距离，它们之间可 通过软质垫片相隔。静铁越大，保持力也越大。静铁通常就是低碳钢垫片或其他铁质垫片， 或者就是永磁体电磁驱动装置铁磁性材料外套的一部分。锁定机构可由机械自锁机构组成，包含外锁套、内锁套、簧片、导柱，外锁套被固定 在基体内部一端或就是基体的一部分，内锁套被套在输出件轴上并可灵活地绕轴线转动， 内锁套外表面有槽形导轨、锁岛，导柱固定在簧片一端，簧片另一端固定在外锁套的外面， 导柱穿过外锁套侧面的小孔伸入内部；当输出件带动内锁套运动到基体的一端时，受内锁 套外表面的导向机构导引，使导柱只能沿固定方向进入内锁套外表面的槽形导轨，槽形导 轨底面形状使得导柱只能按固定方向沿导轨相对运动，直至运动到锁岛的卡槽中被锁定在 此位置。内锁套外表面的槽形导轨及锁岛结构形状类似于带自锁的按钮开关中的锁定机 构，尤其是家用彩电的电源开关中的自锁结构。这种开关，按下按钮时被锁定，再次按下时 被解锁弹起。在这种机械锁定机构中，每一个内锁套的外表面上可以有多条形状相同的槽形导 轨和多个锁岛，它们均勻分布在内锁套外圆周上，对应的外锁套上也分布着同样数量的导 柱。通常沿外锁套圆周均勻分布3个或4个导柱，它们卡在内锁套的对应锁岛凹槽中。这 样，保持力沿输出件圆周均勻分布。当永磁体电磁驱动装置体积较大时，锁定机构还可由另一个小电磁锁构成。电磁 锁可以是传统意义上的电磁锁或电磁铁，也可是由永磁体电磁驱动装置构成的电磁锁。锁定机构并不一定要安装在端部，可以在其他位置安装锁定机构，使其含有稳态 即可。锁定机构可以是由几根相同的弹簧构成，每根弹簧的一端固定在输出件上，另一端固 定在基体上；弹簧的轴线在垂直于线圈轴线的平面内的投影，呈均勻分布；输出件运动到 某个位置时，这几根弹簧的轴线都垂直于线圈的轴线，这时弹簧的压缩量最大，弹簧对输出 件的合力为零；输出件偏离这个位置，弹簧的弹力方向将有助于输出件向更加偏离这个位 置的方向运动，形成稳态；弹簧弹力的合力就是保持力。如果在行程的中间位置时，弹簧的 压缩量最大，则可构成双稳态永磁体电磁驱动装置。如果在行程的一端位置时，弹簧的压缩 量最大，则可构成单稳态电磁驱动装置。由几根弹簧构成的含稳态的电磁驱动装置，弹簧数量最好为2根或3根；当为2根 弹簧时，杆状输出件的截面形状为长方形或正方形，基体端部盖板小孔的形状与此相同，保 证输出件穿过此小孔只能沿长度方向运动，不能转动；当为3根弹簧时，杆状输出件的截面 形状为正三角形，基体端部盖板小孔的形状与此相同，保证输出件穿过此小孔也只能沿长 度方向运动，不能转动。弹簧数量过多，结构太复杂。上述增加锁定机构主要是针对专利200910234647. X或专利201010175164. X中所 述的装置或它们的任意组合所构成的装置来说的。当然，上述锁定机构也可应用于其他电 磁驱动装置中。本专利技术与现有技术相比有如下的积极效果可以靠锁定机构将输出件锁定在行程 的终点位置，不需要线圈通电维持，因此可节约电能减少线圈发热。附图说明图1A是由5个线圈和1个动磁铁构成的大行程双稳态永磁体电磁驱动装置的结 构图，沿轴线剖开的截面图或称为断面图(不是剖视图)；图1B是图1A右端的放大图；图 1C是图1A对应的三维示意图。图2A是由2个线圈和1个动磁铁构成的大行程双稳态永磁体电磁驱动装置结构图，沿轴线剖开的截面图；图2B是对应装置在线圈22中心处，沿垂直于轴线剖开的截面示 意图。图3A是一种机械锁定机构用的内锁套420的三维示意图；图3B是与内锁套配套的簧片426和导柱425的三维示意图；图3C是导柱425沿内锁套外表面的槽形导轨422运 动示意图，图中箭头方向表示导柱运动方向；图3D是含这种锁定机构的双稳态大行程永磁 体电磁驱动装置结构图，沿轴线剖开的截面图。图4A和图4B是一种由2根弹簧构成锁定机构的双稳态永磁体电磁驱动装置三维 模型示意图，处于两种不同的稳定状态；图4C是这种装置沿轴线剖开的截面图。上述各图中基体内供动磁铁运动的圆柱形空腔0 ；动磁铁1 ；线圈2，多线圈结构 中的1号线圈21、2号线圈22、3号线圈23、4号线圈24、5号线圈25 ；基体3，基体延长板 35 ；弹簧4 ；输出件5 ；固定动磁铁的螺母66，硬质垫片63，软质垫片62 ；中间开孔的盖板7、 73和74，空腔右端的非铁磁性软质垫片43和44，右端静磁铁42，左端静磁铁41 ；放置静磁 铁的外套77和78 ；盖板的固定螺钉8和82 ；左端的位置传感器91，右端的位置传感器99， 中间的位置传感器92 ；由硅钢片叠合构成的外套100 ；左端静铁101，右端静铁109 ；内锁套 420，内锁套外表面的槽形导轨422，锁岛421，导柱425，簧片426。具体实施例方式下本文档来自技高网...
【技术保护点】
含稳态的永磁体电磁驱动装置，是由动磁铁、输出件、基体及线圈组成，其特征在于：它还包含锁定机构；既可以只在一端安装锁定机构，成为单稳态永磁体电磁驱动装置；也可以在两端都安装锁定机构，成为双稳态永磁体电磁驱动装置；还可以在其他位置安装锁定机构，使其含有稳态；当在某端安装锁定机构后，动磁铁在线圈的电磁力作用下沿轴线运动到该端时，线圈断电，动磁铁能被该机构以一定的保持力锁定在该端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蹇兴亮，
申请(专利权)人：蹇兴亮，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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