[發(fā)明專利]一種空間常開型直動(dòng)式電磁鐵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710640926.0
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107545978A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永強(qiáng);鄒建東;王琦;李雅民;李靖;杲承和;呂雯龍;宋裔;沈輝;管晨虹
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: H01F7/16
• 分類號: H01F7/16;H01F7/121
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 王慧娟,胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁鐵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種能夠?qū)崿F(xiàn)空間微小飛行器與在軌釋放裝置的固定與分離的空間常開型直動(dòng)式電磁鐵。

背景技術(shù)

電磁鐵因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)階段許多自動(dòng)化設(shè)備中最為常用的執(zhí)行器件。電磁鐵是一種通電后對鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生電磁吸力，吸引銜鐵作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。電磁鐵已不但在一般工程技術(shù)領(lǐng)域中成熟應(yīng)用，在空間機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用也取得一定的成效，例如八O五所研制的空間對接機(jī)構(gòu)已成功應(yīng)用多種形式的電磁鐵。伴隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)2020年左右建成載人航天工程空間站。微小飛行器在軌釋放是一項(xiàng)基于空間站平臺的空間應(yīng)用技術(shù)，用于在空間站平臺釋放微衛(wèi)星與立方星等微小飛行器。電磁鐵可以用于微小飛行器在軌釋放裝置，作為釋放衛(wèi)星的作動(dòng)元件，實(shí)現(xiàn)被釋放衛(wèi)星與在軌釋放裝置的固定與分離。

作為航空領(lǐng)域微小飛行器在軌釋放裝置的執(zhí)行器件，要求相應(yīng)的電磁鐵結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動(dòng)可靠、可產(chǎn)生大吸力、可重復(fù)使用與適應(yīng)空間環(huán)境條件等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能作為微小飛行器在軌釋放裝置的執(zhí)行器件的空間常開型直動(dòng)式電磁鐵，其不僅運(yùn)動(dòng)可靠、可產(chǎn)生大吸力、可重復(fù)使用，而且結(jié)構(gòu)簡單，能夠適應(yīng)空間環(huán)境條件。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種空間常開型直動(dòng)式電磁鐵，包括：殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)側(cè)的電磁組件、固定設(shè)置在殼體的第一端部的止座、設(shè)置在殼體的第一端部的彈簧組件、以及活動(dòng)設(shè)置在殼體內(nèi)的銜鐵；所述止座的一端設(shè)置有凹錐孔，所述銜鐵的一側(cè)設(shè)置有與所述凹錐孔相匹配的凸錐部；所述止座的另一側(cè)設(shè)置有擋面；所述殼體的另一端部為開放端面；其中：

所述電磁組件通電后產(chǎn)生磁場，所述銜鐵在所述磁場的作用下通過所述凸錐部與所述凹錐孔的導(dǎo)向作用朝所述殼體的第一端部運(yùn)動(dòng)，壓縮所述彈簧組件，且當(dāng)所述凸錐部完全導(dǎo)入所述凹錐孔后，所述止座對所述銜鐵進(jìn)行限位；

所述電磁組件斷電后，所述銜鐵在所述彈簧組件的彈簧力作用下朝遠(yuǎn)離所述殼體的第一端部的方向運(yùn)動(dòng)，并通過設(shè)置在所述止座上的擋面進(jìn)行限位。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電磁組件包括簧罩、壓簧以及軸位螺釘，其中：

所述簧罩固定設(shè)置在所述止座上；

所述壓簧連接在所述簧罩與所述軸位螺釘之間；

所述軸位螺釘包括相連的第一螺釘部以及第二螺釘部，所述止座上設(shè)置有依次相連的中央通孔與所述凹錐孔，所述中央通孔與所述第一螺釘部相匹配；所述銜鐵上設(shè)置有與所述第二螺釘部相匹配的中央螺紋孔，且所述中央通孔的孔徑大于所述中央螺紋孔的孔徑；

所述銜鐵的端面的直徑大于所述中央通孔的孔徑，當(dāng)所述凸錐完全導(dǎo)入所述凹錐孔后，所述止座對所述銜鐵進(jìn)行限位；

所述第一螺釘部的端面上設(shè)置有一擋塊，在所述銜鐵朝遠(yuǎn)離所述殼體的第一端部的方向運(yùn)動(dòng)的過程中，所述止座上的擋面對所述擋塊進(jìn)行限位。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述簧罩通過螺釘固定設(shè)置在所述止座上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電磁組件包括磁軛、線圈以及引線，其中：

所述磁軛固定在所述殼體的內(nèi)側(cè)；

所述線圈繞在所述磁軛上；

所述引線與所述線圈，用于外接電源，為所述線圈供電。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電磁組件還包括導(dǎo)套，所述導(dǎo)套固定在所述殼體的內(nèi)側(cè)，所述磁軛固定在所述導(dǎo)套上；所述銜鐵在所述導(dǎo)套內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電磁組件還包括出線護(hù)套，所述出線護(hù)套安裝在所述殼體上，所述引線通過所述出線護(hù)套引出。

本發(fā)明的空間常開型直動(dòng)式電磁鐵，其殼體的一端面通過止座與彈簧組件封閉，另一端面開放，簡化了結(jié)構(gòu)的同時(shí)也方便了空間站微小飛行器的釋放與固定；其具有兩種工作狀態(tài)：通電銜鐵吸合狀態(tài)與斷電銜鐵推出狀態(tài)，并且巧妙地通過止座來對兩種工作狀態(tài)的銜鐵進(jìn)行限位和導(dǎo)向，保證了運(yùn)動(dòng)的可靠性；通過重復(fù)銜鐵的吸合與推出動(dòng)作，能夠重復(fù)執(zhí)行微小飛行器的釋放與固定任務(wù)，并且由于結(jié)構(gòu)相對簡單易于航天員對其進(jìn)行檢查與維修，在空間環(huán)境條件下可靠性更強(qiáng)。

本發(fā)明的空間常開型直動(dòng)式電磁鐵，以壓簧作為復(fù)位部分的主要元件，使得復(fù)位部分機(jī)械結(jié)構(gòu)相對比較簡單；通過控制線圈電流的大小能夠控制對銜鐵吸力的大小，可以保證需要時(shí)能夠產(chǎn)生足夠大的吸力，以適應(yīng)于執(zhí)行不同的微小飛行器的釋放與回收任務(wù)。

本發(fā)明的空間常開型直動(dòng)式電磁鐵，銜鐵在導(dǎo)套內(nèi)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)套對銜鐵具有徑向限位作用，從而可避免銜鐵在運(yùn)動(dòng)過程中的徑向偏擺，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。