[發明專利]一種電磁鐵推拉控制裝置

在審

• 申請號: 201910402701.0
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110138169A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 楊其華;奚之貴;應劉巍;劉鋼海
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02K33/14
• 分類號: H02K33/14
• 代理公司: 杭州永曙知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33280
• 代理人: 商旭東;魯明明

本發明涉及機械領域，具體涉及一種電磁鐵推拉控制裝置。本發明公布了一種電磁鐵推拉控制裝置，包括一組正向驅動線圈，一組反向驅動線圈以及一根不導磁推拉桿；每個驅動線圈配置有一個銜鐵工作端，不導磁推拉桿與各銜鐵工作端相對固定；各驅動線圈組包括一個主驅動線圈以及至少一個輔助驅動線圈；銜鐵與驅動線圈錯落布置，保證推拉桿在運動過程中，總有銜鐵工作端面處于對應驅動線圈中間，即處于最大吸動力狀態。兩組驅動線圈交替通斷，實現雙向出力功能。本發明不但讓電磁鐵雙向裝置具有較大的啟動力，并且使大行程范圍內電磁驅動力均衡成為可能；同時自帶驅動測控電路板，也可實現各組線圈之間的按需邏輯控制和節能控制。

技術領域

本發明涉及機械技術領域，涉及推拉控制技術，具體涉及一種基于電磁鐵的推拉控制裝置。

背景技術

較大行程的推拉控制，主要通過氣缸、油缸、電缸來實現。相對氣缸和電缸，液壓系統中的油缸主要應用于需更大輸出力的場合。氣缸與油缸結構原理類似，與油缸不同之處在于，其能量傳送的介質是壓力氣體。電缸的推拉控制，一般由電機帶動渦輪絲杠實現，與同行程氣缸比較，往往推拉動作速度不及氣缸快。

氣缸具有清潔、體小、有較大的行程、較大推拉力等優點。但是由于氣缸以壓力氣體感作為介質，一方面，整個裝置對氣密性有著很高的要求，較高的加工精度要求決定了氣缸有著更高的加工制造成本，漏氣維護和磨損更換決定了氣缸的使用有著更高的維護成本。另一方面，氣缸在使用時，需要配置空壓機、用于與壓力氣源連接的管路以及用于控制管路通斷的電磁閥，空壓機和電磁閥等輔助設備和裝置的使用決定了氣有著更高的使用成本。需且，在多氣動件組合應用中連接管路相對復雜，給氣缸的應用設計也造成了很多不便。

基于電磁鐵原理，通過電磁線圈驅動銜鐵直線移動，也可以實現一定行程范圍內的推拉控制。因為電磁鐵用電作為動力源、且結構相對簡單，所以電磁鐵推拉控制裝置相對于氣缸，具有易于控制、不需要輔助設備和裝置、不受復雜的管線限制、無氣密性要求、不易磨損無需經常維護等優點。

但是，現有電磁鐵推拉控制裝置的普遍特點是：在整個行程范圍中，只有在很小的行程區間內電磁線圈對銜鐵具有較大的電磁推動力。在較大行程的推拉控制中，如果將大推力行程區間設計在整個行程的起始端，可以使裝置具有較大的初始啟動力，但是在行程的終止端，則往往缺少足夠的電磁推動力以保持動作。相反如果將大推力行程區間設計在整個行程的終止端，雖然可以使裝置具有較大的動作保持驅動力，但是初始啟動力相對較小的問題則難以避免。

在銜鐵的行程終點設置擋鐵，可以在一定程度上解決動作保持驅動力不足的問題，但是無法解決初始啟動力不足的問題。而且擋鐵需占用部分電磁線圈對銜鐵的有效驅動范圍，會導致銜鐵有效行程縮短。

根據木桶短板理論，現有電磁鐵推拉控制裝置用于較大行程的推拉控制時，無論如何設計大推力行程區間在整個行程范圍內的位置，都需要加大線圈額定電流以同時保證裝置具有足夠的初始啟動力、動作保持驅動力、以及行程過程中對銜鐵的連續驅動力。其結果是造成大量的能耗的浪費。

此外，現有電磁鐵推拉控制裝置對電磁線圈的控制方式多為簡單的電流通斷控制，在動作保持狀態下，電磁線圈始終被通以較大的工作電流，此時裝置具有較大的功耗，并且存在發熱問題。

基于以上技術問題的限制，現有電磁鐵推拉控制裝置還無法替代氣缸在工業中的應用，進而解決氣缸在應用中存在的各種問題。

發明內容

本發明的目的是基于上述技術現實，提出一種可實現更大推拉控制行程、同時具有較大初始啟動力、并且在行程中，對外輸出力相對均勻的電磁鐵推拉控制裝置解決方案。