[發(fā)明專(zhuān)利]一種微型電磁驅(qū)動(dòng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910012266.7
• 申請(qǐng)日: 2009-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101931304A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪誼;蘇剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H02K33/16
• 分類(lèi)號(hào): H02K33/16
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型電磁驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

微型飛行機(jī)器人(MAV)具有體積小、重量輕、成本低、飛行靈活等特點(diǎn)，在國(guó)防和民用領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。其中撲翼MAV具有仿生飛行方式，可微化程度高、隱蔽性好、飛行機(jī)動(dòng)性高，其撲翼系統(tǒng)集舉升、懸停和推進(jìn)功能于一體，能以更小的能量進(jìn)行更長(zhǎng)距離的飛行，非常適合在長(zhǎng)時(shí)間無(wú)能源補(bǔ)充及相對(duì)遠(yuǎn)距離條件下執(zhí)行任務(wù)，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的微型飛行器，是當(dāng)今MAV研究的熱點(diǎn)和前沿課題。其中MAV驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)是制約其小型化發(fā)展的一個(gè)主要因素之一，目前為止，采用人工肌肉設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器，很難達(dá)到撲翼式MAV飛行所需的振動(dòng)頻率，而壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，又需要過(guò)高的驅(qū)動(dòng)電壓并且輸出位移小。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微型電磁驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器具有體積小，重量輕，推重比高的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種微型電磁驅(qū)動(dòng)器，包括導(dǎo)磁體、支架、線圈和兩個(gè)磁環(huán)，所述導(dǎo)磁體為兩端面帶有孔的筒體，兩磁環(huán)同極相對(duì)置于導(dǎo)磁體內(nèi)兩端，在兩磁環(huán)間形成氣隙作為工作區(qū)，支架一端伸出導(dǎo)磁體外，一端置于兩磁環(huán)之間，在置于兩磁環(huán)間的支架圓周面上纏繞有線圈。

所述的支架為在空心柱上安裝輪轂構(gòu)成，安裝時(shí)，其空心柱端伸出導(dǎo)磁體外。或者所述的支架為在支柱上安裝輪盤(pán)構(gòu)成，安裝時(shí)，其支柱端伸出導(dǎo)磁體外。

所述兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁體間的距離為0.2-2mm。所述的兩磁環(huán)內(nèi)徑與導(dǎo)磁體兩端的孔徑相同。所述的導(dǎo)磁體的外徑D為3-10mm。所述的支架軸向運(yùn)動(dòng)行程為0.2-3mm。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明的電磁驅(qū)動(dòng)器采用空心式結(jié)構(gòu)：導(dǎo)磁體為兩端面帶有開(kāi)孔的筒體，支架為在空心柱上安裝輪轂構(gòu)成；減輕了驅(qū)動(dòng)器的重量。

2.本發(fā)明的支架采用在空心柱上安裝輪轂或者在支柱上安裝輪盤(pán)構(gòu)成，使得本發(fā)明驅(qū)動(dòng)器的輸出為直線行程，在實(shí)際應(yīng)用中免去了運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，提高了可靠性和效率。

3.本發(fā)明在兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁體間留有一定的空隙，以減小漏磁，并增加磁能的利用率。

4.本發(fā)明外徑尺寸小，需求的驅(qū)動(dòng)電壓低，控制簡(jiǎn)單，適用于微型機(jī)器人。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中磁環(huán)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中導(dǎo)磁體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的剖視示意圖。

圖5為支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。

實(shí)施例1：本發(fā)明的直線式電磁驅(qū)動(dòng)器包括導(dǎo)磁體1、支架4、線圈2和兩個(gè)磁環(huán)3，所述導(dǎo)磁體1為兩端面5帶有孔6的筒體，兩磁環(huán)3同極相對(duì)置于導(dǎo)磁體1內(nèi)兩端，在兩磁環(huán)3間形成氣隙7作為工作區(qū)，本例所述支架4為在空心柱8上安裝輪轂9構(gòu)成，安裝時(shí)，其空心柱8端伸出導(dǎo)磁體1外，輪轂9端置于兩磁環(huán)3之間，在輪轂9的圓周面上纏繞有線圈2，線圈2與外部電源連接。本例支架的空心柱8為圓環(huán)柱，根據(jù)需要也可采用其他結(jié)構(gòu)形式。

本例導(dǎo)磁體1的外徑小于10mm，行程根據(jù)輸出要求調(diào)整，一般小于3mm，本例導(dǎo)磁體1的外徑D為6mm。安裝時(shí)，兩塊磁環(huán)同極相對(duì)放置，導(dǎo)磁體1與磁環(huán)3的內(nèi)孔徑相等并且同心安裝，兩塊磁環(huán)3的上下表面分別與導(dǎo)磁體1的內(nèi)部上下表面重合，磁環(huán)3外徑小于導(dǎo)磁體1內(nèi)部筒徑，以減小漏磁，增加磁能的利用率，本例兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo)磁體1間的距離均為0.2-2mm，本例選1mm。線圈2纏繞在支架4上后同軸安置在工作氣隙7中，并且可以在氣隙7中沿軸向自由移動(dòng)，支架4的空心柱8端為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)器的輸出端，與負(fù)載連接。當(dāng)線圈2中通有電流后，在電磁力的作用下，線圈2帶動(dòng)支架4運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生輸出位移，通過(guò)支架4將運(yùn)動(dòng)及力傳遞到負(fù)載，并且輸出力的大小、方向和輸出頻率受控于驅(qū)動(dòng)電流的大小、方向和頻率；本例支架4軸向運(yùn)動(dòng)行程為2mm。其中磁環(huán)3與導(dǎo)磁體1作為定子，線圈2和支架4作為動(dòng)子。如負(fù)載的特性不能保證支架4及線圈2相對(duì)于定子的位置，需要增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以保證驅(qū)動(dòng)器的正常運(yùn)行。

實(shí)施例2：本例整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，不同的是：所述支架4為在支柱上安裝輪盤(pán)構(gòu)成，安裝時(shí)，其支柱端伸出導(dǎo)磁體1外，與外部的負(fù)載連接，輪盤(pán)圓周面上纏繞有線圈2。所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo)磁體1間的距離均為0.2mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為3mm。所述的支架4軸向運(yùn)動(dòng)行程為0.2mm。