CN101931304A - 一种微型电磁驱动器 - Google Patents
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Abstract
一种微型电磁驱动器，属于电磁驱动技术领域。包括导磁体、支架、线圈和两个磁环，所述导磁体为两端面带有孔的筒体，两磁环同极相对置于导磁体内两端，在两磁环间形成气隙作为工作区，支架一端伸出导磁体外，一端置于两磁环之间，在置于两磁环间的支架圆周面上缠绕有线圈。本发明的电磁驱动器采用空心式结构，减轻了驱动器的重量。支架采用在空心柱上安装轮毂或者在支柱上安装轮盘构成，使得本发明驱动器的输出为直线行程，在实际应用中免去了运动转换机构，使得结构得以简化，提高了可靠性和效率。在两磁环的外环面与导磁体间留有一定的空隙，以减小漏磁，并增加磁能的利用率。外径尺寸小，需求的驱动电压低，控制简单，适用于微型机器人。
Description
技术领域
本发明属于电磁驱动技术领域，特别是涉及一种微型电磁驱动器。
背景技术
微型飞行机器人(MAV)具有体积小、重量轻、成本低、飞行灵活等特点，在国防和民用领域应用潜力巨大。其中扑翼MAV具有仿生飞行方式，可微化程度高、隐蔽性好、飞行机动性高，其扑翼系统集举升、悬停和推进功能于一体，能以更小的能量进行更长距离的飞行，非常适合在长时间无能源补充及相对远距离条件下执行任务，被认为是最有发展前景的微型飞行器，是当今MAV研究的热点和前沿课题。其中MAV驱动器的设计是制约其小型化发展的一个主要因素之一，目前为止，采用人工肌肉设计的驱动器，很难达到扑翼式MAV飞行所需的振动频率，而压电陶瓷驱动器，又需要过高的驱动电压并且输出位移小。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种微型电磁驱动器，该驱动器具有体积小，重量轻，推重比高的特点。
本发明的技术方案如下：
一种微型电磁驱动器，包括导磁体、支架、线圈和两个磁环，所述导磁体为两端面带有孔的筒体，两磁环同极相对置于导磁体内两端，在两磁环间形成气隙作为工作区，支架一端伸出导磁体外，一端置于两磁环之间，在置于两磁环间的支架圆周面上缠绕有线圈。
所述的支架为在空心柱上安装轮毂构成，安装时，其空心柱端伸出导磁体外。或者所述的支架为在支柱上安装轮盘构成，安装时，其支柱端伸出导磁体外。
所述两磁环的外环面与导磁体间的距离为0.2-2mm。所述的两磁环内径与导磁体两端的孔径相同。所述的导磁体的外径D为3-10mm。所述的支架轴向运动行程为0.2-3mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明的电磁驱动器采用空心式结构：导磁体为两端面带有开孔的筒体，支架为在空心柱上安装轮毂构成；减轻了驱动器的重量。
2.本发明的支架采用在空心柱上安装轮毂或者在支柱上安装轮盘构成，使得本发明驱动器的输出为直线行程，在实际应用中免去了运动转换机构，使得结构得以简化，提高了可靠性和效率。
3.本发明在两磁环的外环面与导磁体间留有一定的空隙，以减小漏磁，并增加磁能的利用率。
4.本发明外径尺寸小，需求的驱动电压低，控制简单，适用于微型机器人。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中磁环的立体结构示意图。
图3为图1中导磁体的立体结构示意图。
图4为图3的剖视示意图。
图5为支架的结构示意图。
图6为图5的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图详细描述本发明。
实施例1：本发明的直线式电磁驱动器包括导磁体1、支架4、线圈2和两个磁环3，所述导磁体1为两端面5带有孔6的筒体，两磁环3同极相对置于导磁体1内两端，在两磁环3间形成气隙7作为工作区，本例所述支架4为在空心柱8上安装轮毂9构成，安装时，其空心柱8端伸出导磁体1外，轮毂9端置于两磁环3之间，在轮毂9的圆周面上缠绕有线圈2，线圈2与外部电源连接。本例支架的空心柱8为圆环柱，根据需要也可采用其他结构形式。
本例导磁体1的外径小于10mm，行程根据输出要求调整，一般小于3mm，本例导磁体1的外径D为6mm。安装时，两块磁环同极相对放置，导磁体1与磁环3的内孔径相等并且同心安装，两块磁环3的上下表面分别与导磁体1的内部上下表面重合，磁环3外径小于导磁体1内部筒径，以减小漏磁，增加磁能的利用率，本例两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为0.2-2mm，本例选1mm。线圈2缠绕在支架4上后同轴安置在工作气隙7中，并且可以在气隙7中沿轴向自由移动，支架4的空心柱8端为本发明驱动器的输出端，与负载连接。当线圈2中通有电流后，在电磁力的作用下，线圈2带动支架4运动，产生输出位移，通过支架4将运动及力传递到负载，并且输出力的大小、方向和输出频率受控于驱动电流的大小、方向和频率；本例支架4轴向运动行程为2mm。其中磁环3与导磁体1作为定子，线圈2和支架4作为动子。如负载的特性不能保证支架4及线圈2相对于定子的位置，需要增加导向机构，以保证驱动器的正常运行。
实施例2：本例整体结构与实施例1相同，不同的是：所述支架4为在支柱上安装轮盘构成，安装时，其支柱端伸出导磁体1外，与外部的负载连接，轮盘圆周面上缠绕有线圈2。所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为0.2mm。导磁体1的外径D为3mm。所述的支架4轴向运动行程为0.2mm。
实施例3：本例整体结构与实施例2相同，不同的是：所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为2mm。导磁体1的外径D为10mm。所述的支架4轴向运动行程为3mm。
实施例4：本例整体结构与实施例1相同，不同的是：所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为0.8mm。导磁体1的外径D为5mm。所述的支架4轴向运动行程为1mm。
实施例5：本例整体结构与实施例1相同，不同的是：所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为1.5mm。导磁体1的外径D为7mm。所述的支架4轴向运动行程为1.2mm。
实施例6：本例整体结构与实施例1相同，不同的是：所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为1.8mm。导磁体1的外径D为8mm。所述的支架4轴向运动行程为2.5mm。
实施例7：本例整体结构与实施例1相同，不同的是：所述两磁环3的外环面与导磁体1间的距离均为0.5mm。导磁体1的外径D为4mm。所述的支架4轴向运动行程为0.8mm。
Claims (7)
1.一种微型电磁驱动器，其特征在于：包括导磁体、支架、线圈和两个磁环，所述导磁体为两端面带有孔的筒体，两磁环同极相对置于导磁体内两端，在两磁环间形成气隙作为工作区，支架一端伸出导磁体外，一端置于两磁环之间，在置于两磁环间的支架圆周面上缠绕有线圈。
2.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述的支架为在空心柱上安装轮毂构成，安装时，其空心柱端伸出导磁体外。
3.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述的支架为在支柱上安装轮盘构成，安装时，其支柱端伸出导磁体外。
4.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述两磁环的外环面与导磁体间的距离为0.2-2mm。
5.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述的两磁环内径与导磁体两端的孔径相同。
6.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述的导磁体的外径D为3-10mm。
7.根据权利要求1所述的微型电磁驱动器，其特征在于：所述的支架轴向运动行程为0.2-3mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2009100122667A CN101931304A (zh) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | 一种微型电磁驱动器 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
| CN101931304A true CN101931304A (zh) | 2010-12-29 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2009100122667A Pending CN101931304A (zh) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | 一种微型电磁驱动器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN101931304A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103457438A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-18 | 胡明建 | 一种铁芯磁保持并行步进驱动器的设计方法 |
| CN107888041A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-06 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种无轴承开关磁阻电机 |
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2009
- 2009-06-26 CN CN2009100122667A patent/CN101931304A/zh active Pending
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| CN107888041B (zh) * | 2017-12-05 | 2023-12-12 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种无轴承开关磁阻电机 |
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Application publication date: 20101229 |