[發(fā)明專利]螺旋電磁鐵線性動力裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010577803.5
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102074328A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 陳軍
• 主分類號: H01F7/06
• 分類號: H01F7/06
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 廖平

技術領域

?本發(fā)明涉及一種電機技術，具體是一種螺旋電磁鐵線性動力裝置。

背景技術

常見的機械設備的驅(qū)動裝置為了實現(xiàn)線性傳動，大都采用旋轉(zhuǎn)電機配合曲柄連桿、凸輪等運動副可以實現(xiàn)線性傳動。譬如公告號CN2810570所公開的電動搖擺床，包括機架、床身，床身通過固定于其底中部的轉(zhuǎn)軸支撐于機架上，床身的一側(cè)底部鉸接有連桿，連桿的另一端與采用電機驅(qū)動的曲柄鉸接，電機驅(qū)動曲柄并通過連桿使床身擺動。

鑒于上述結(jié)構(gòu)中的運動副以偏心運轉(zhuǎn)的方式工作，會產(chǎn)生很大的不平衡慣性力，導致負載產(chǎn)生過高的振動及噪聲。鑒于上述運動副體積龐大結(jié)構(gòu)復雜，需要較高的制造精度，而且具有較高的運動速度，會產(chǎn)生較大的摩擦損耗。

由此可見，現(xiàn)有技術中所采用的驅(qū)動裝置功耗大，易磨損，具有噪聲污染，尤其難以適用于日常生活的范疇，應用范圍受到局限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術中采用旋轉(zhuǎn)電機實現(xiàn)線性傳動的諸多不足，提供了一種螺旋電磁鐵線性動力裝置，采用螺旋電磁線圈驅(qū)動與之同軸的主軸做線性運動，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦小，又克服了振動及噪聲。

具體的，本發(fā)明的技術方案如下。

螺旋電磁鐵線性動力裝置，包括：

線圈架，為轱轆狀，具有豎直的中空軸，線圈架通體采用非導磁材料制成，優(yōu)選為奧氏體型不銹鋼；

主軸，恰能插設于線圈架的中空軸內(nèi)并與之滑動配合，該主軸包括固接而成的上段和下段，上段設為中空結(jié)構(gòu)，其上部設有油咀，其下部設有油孔，主軸的上段采用非導磁材料制成，優(yōu)選為奧氏體型不銹鋼，下段則采用導磁材料制成，優(yōu)選為45號鋼；

線圈，繞設于線圈架上，其高度與線圈架的中空軸匹配；

線圈保護罩，具有匹配線圈架的筒狀外殼，該線圈保護罩配合線圈架構(gòu)成容納線圈的密封空間，線圈保護罩與線圈架的頂部之間預留空腔，線圈保護罩上設有配合該空腔的油咀，線圈保護罩的上下兩端分別設有配合主軸的油封，該線圈保護罩通體采用非導磁材料制成，優(yōu)選為奧氏體型不銹鋼；

固定座，與線圈架的底部法蘭連接，具有與線圈架同軸配合的避空槽，該避空槽的口徑略大于線圈架的中空軸，固定座通體采用非導磁材料制成，優(yōu)選為奧氏體型不銹鋼。

上述結(jié)構(gòu)在靜止狀態(tài)下，主軸的下段落入固定座的避空槽內(nèi)。當線圈連通電源時，根據(jù)電磁學常識，線圈將產(chǎn)生一個磁場空間，此時主軸的下段若進入線圈的高度范圍即被自動吸進線圈架的中空軸內(nèi)，當線圈斷開電源后，由于磁場消失，在重力作用下主軸的下段重新回落入固定座的避空槽，如此可通過主軸的行程來實現(xiàn)豎直方向的線性動力，而線圈的磁力大小則可以通過電流強度、線圈匝數(shù)等進行調(diào)節(jié)。

進行潤滑保養(yǎng)時，拉高主軸，使油孔位于線圈架的中空軸內(nèi)，從主軸的油咀注入黃油，黃油從油孔擠出后隨主軸的行程均勻涂布于主軸與中空軸的配合面；同時，從線圈保護罩的油咀注入黃油，黃油隨主軸的行程均勻涂布于主軸的配合面。

顯然，主軸的上段是上述動力模式的主要輸出途徑，主軸的上段的長度可根據(jù)應用環(huán)境進行適配。上述動力模式可替代現(xiàn)有電動搖擺床的動力裝置或助力裝置，也可以應用于回轉(zhuǎn)木馬等游樂裝置的升降動力裝置或助力裝置，以及其他類似的采用線性行程的機械裝置。

為了精確的控制主軸的行程，設置線圈的高度為h1，設置主軸的下段的高度為h2，設置h2≤h1，優(yōu)選為h2=h1。根據(jù)電磁學常識，主軸的下段被吸進線圈架的中空軸之后為了達到穩(wěn)定狀態(tài)，兩者的中心點趨于重疊。因此，采用上述設置時，主軸的行程大小為（h1+h2）/2，線圈的高度越高，主軸的行程越大。

由于主軸的行程啟動時需要初始化主軸的下段與線圈的相對位置，使主軸的下段進入線圈的高度范圍內(nèi)，可選擇兩種結(jié)構(gòu)進行初始化：

其一，設置避空槽的高度為h3，設置h3<h2，在靜止狀態(tài)下，主軸的下段的大部分落入固定座的避空槽內(nèi)，局部位于線圈的高度范圍內(nèi)；

其二，設置避空槽的高度為h3，設置h3>h2，在靜止狀態(tài)下，主軸的下段的全部落入固定座的避空槽內(nèi)，主軸的行程開始前，通過外部連接結(jié)構(gòu)向上牽引主軸的上段，使主軸的下段局部進入線圈的高度范圍內(nèi)。

考慮到固定座與線圈架連接處具有一定的氣密性，主軸的運動可能導致避空槽內(nèi)產(chǎn)生負壓，也可能在避空槽內(nèi)產(chǎn)生活塞效應，為了克服這些缺陷，可在所述的固定座在避空槽的側(cè)壁上開設排氣口。