CN104135133B - 推挽式电磁铁带动的直线运动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明一种推挽式电磁铁带动的直线运动机构，克服现有采用转动件为主动件带动滑块沿直线导轨运动以获得往复直线运动所存在的缺陷，以及单件电磁铁的动铁芯往正反两方向运动所存在的不足，提供一种从两端实行推拉结合的成对电磁铁的直线运动机构,包括机座、往复直线运动件和电气控制装置；往复直线运动件通过导轨和机座配合，其左端部位连接有左电磁铁，其右端部位连接有右电磁铁，左电磁铁和右电磁铁通过电气控制装置对往复直线运动件构成推挽运动关系，所述推挽运动关系是在任一时间内左电磁铁和右电磁铁的作用力方向保持相同。本发明具有控制装置更优化、传动效率更高、整体结构大幅简化、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及直线运动机构，具体涉及一种电磁铁带动的直线运动机构。
背景技术
机器中常常以往复直线运动机构变换运动型式或传递运动，或作为执行机构完成生产工艺所要求的功能动作，同时满足速度、加速度等方面的要求。例如曲柄滑块往复直线移动机构、凸轮式往复直线运动机构，这些往复直线运动机构有一个共同的特点，就是都采用转动件为主动件带动滑块之类的零件沿直线导轨运动以获得往复直线运动。这些传动机构固然有许多优点，但其体积大、结构复杂而且笨重，由于侧向分力大而消耗动力且产生的磨损也是很严重的。这种传动机构的原动力一般为电机、内燃机或蒸汽机，这些原动力固然有许多优点，但其结构复杂，内燃机污染环境则是其明摆着的缺陷。
电磁铁是把电能转换为电磁能，再把电磁能转换为机械能的装置。电磁铁的基本组成部分和工作原理大多相同，一般是由线圈、静铁心（磁轭）和动铁心（衔铁）三个主要部分组成。当线圈通过一定量值的电流之后，在静铁心、动铁心和气隙中就产生一定数量的磁通，进而对铁磁物质产生一定大小的电磁吸力，将动铁心吸向静铁心，当线圈中的电流停止后，电磁吸力也很快消失。电磁能清洁、易得，电磁铁可以构成直线运动的原动力。
电磁铁多数采用直流电源供电，一般的电磁铁都为单向电磁铁，这种单向电磁铁对机件的往复运动很不适应，于是有人发明了双向驱动的电磁铁或推拉式电磁铁，但这些双向的电磁铁本质上都是使单件电磁铁的动铁芯可以正反两方向运动。例如专利申请号为201110049114.1 ，名称为“电磁动机及其制造方法 ”的发明专利申请，公开了电磁动机及其制造方法，涉及到物理学上的发动机和电动机,它是利用磁铁(包含永磁铁和电磁铁)之间同性相斥,异性相吸的特性产生的磁力作功，它有一个受力电磁铁和两个的施力永磁铁,受力电磁铁与施力永磁铁A之间是产生斥力,与施力永磁铁B之间有一段距离的情况下产生吸力,受力电磁铁就在斥力和吸力的作用下从施力永磁铁A向施力永磁铁B移动,当它移动到快与施力永磁铁B吸在一起时,让施力永磁铁B与受力电磁铁之间由相吸变成相斥,让施力永磁铁A与受力电磁铁之间由相斥变成相吸,受力电磁铁就在斥力和吸力的作用下从施力永磁铁B向施力永磁铁A移动,就这样让受力电磁铁往复运动,通过单向离合器、齿轮就可以把受力电磁铁的往复运动变成圆周运动。该发明提出用受力电磁铁施加变向的电流使之与两端的施力永磁铁产生斥力而往复运动，其实质是单件受力电磁铁在运动，或者说其控制的运动机件只是单一的可双向运动件—受力电磁铁，这种使同一件电磁铁往两个方向运动，对于被牵引的机件而言，只是单端受力，结果是机件要么受拉，要么受推，这样单一的推或拉存在许多不足，假如要推动一根细软的杆子或绳子，结果是推而不动，效果肯定不好：这细软的绳子如何能推呢？如果把绳子连接在拉的一方，则限制了安装机动性，而且绳子毕竟还要退回复位，复位时还是需要推力，这又产生了新的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的采用转动件为主动件带动滑块之类的零件沿直线导轨运动以获得往复直线运动所存在的缺陷，也克服了用单件受力电磁铁的动铁芯往正反两方向运动所存在的不足，提供一种从两端实行推拉结合的成对电磁铁的直线运动机构。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种推挽式电磁铁带动的直线运动机构，包括机座、往复直线运动件和电气控制装置，往复直线运动件通过导轨和机座配合，往复直线运动件的左端部位连接有左电磁铁，往复直线运动件的右端部位连接有右电磁铁，左电磁铁和右电磁铁通过电气控制装置对往复直线运动件构成推挽运动关系，所述推挽运动关系是在任一时间内左电磁铁和右电磁铁的作用力方向保持相同。
左、右电磁铁的激磁线圈轮流通电激磁，对固定夹持在两者中间的往复直线运动件施加一推一拉作用力，换向时则施加一拉一推的作用力，构成所述推挽式作用，如此不论往复直线运动件是刚性件还是柔性件都能准确实现稳定的往复直线运动。
作为优选，左电磁铁和右电磁铁的行程相同。
作为优选，左电磁铁和右电磁铁各由轭铁、螺线管及衔铁构成，轭铁的外侧底部固定在机座上，螺线管固定在轭铁内，衔铁的前端与螺线管内部活动配合，衔铁的后端与往复直线运动件固定连接。应用螺线管激磁可达到长行程和较为均衡的电磁力；衔铁由永磁铁构成，左电磁铁的衔铁和右电磁铁的衔铁的结构及磁极相同。
作为优选，往复直线运动件的运动方向改变由电气控制装置通过改变线圈中的电流方向以实现，电流方向的改变通过往复直线运动件移动的撞块触碰行程开关达到，往复直线运动件的行程调节通过调整行程开关在机座上的连接位置达到；行程开关设有二件，分别对应连接在机座的左、右两端。
作为优选，左电磁铁和右电磁铁线圈中电流为串联连接关系。
作为优选，左电磁铁和右电磁铁线圈中电流为并联连接关系。
作为优选，左电磁铁和右电磁铁为圆管式电磁铁。圆管式电磁铁的线圈部分被密封在金属圆管内部的电磁铁，这种设计不管行程的长短都可以提供最大的力量。
作为优选，轭铁的端口部位固定有导向套，导向套的内孔与衔铁滑动配合，导向套由耐磨材料构成；衔铁为T字形结构。
作为优选，左电磁铁的衔铁和右电磁铁的衔铁上各套有一只圆柱螺旋压缩弹簧，圆柱螺旋压缩弹簧一端顶在轭铁的端口部位的外侧，另一端顶在衔铁的T字形结构头部内侧面，圆柱螺旋压缩弹簧由无磁的青铜材料制成。
本发明的有益效果是：
1、虽然比现有技术的单个电磁铁传动机构多了一个电磁铁，但本发明的传动机构、控制装置更优化、传动效率更高、加工产品质量更好、整体结构大幅简化、总体成本大幅降低。
2、对成对电磁铁推挽式牵引机构的动作连锁控制，保证左右端的电磁铁协调有序配合工作。
附图说明
图1是本发明一种实施例的原理示意图。
图中，机座1；往复直线运动件2；电气控制装置3；导轨4；左电磁铁5；轭铁51；导向套511；螺线管52；衔铁53；右电磁铁6；程开关7；圆柱螺旋压缩弹簧8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步描述。
实施例：如图1所示，一种推挽式电磁铁带动的直线运动机构，包括机座1、往复直线运动件2和电气控制装置3，往复直线运动件2通过导轨4和机座1配合，往复直线运动件2的左端部位连接有左电磁铁5，往复直线运动件2的右端部位连接有右电磁铁6，左电磁铁5和右电磁铁6通过电气控制装置3对往复直线运动件2构成推挽运动关系，所述推挽运动关系是在任一时间内左电磁铁5和右电磁铁6的作用力方向保持相同。左电磁铁5和右电磁铁6的行程相同。
左、右电磁铁的线圈轮流通电激磁，对固定夹持在两者中间的往复直线运动件2施加一推一拉作用力，换向时则施加一拉一推的作用力，构成所述推挽式作用，如此不论往复直线运动件是刚性件还是柔性件都能准确实现稳定的往复直线运动。
左电磁铁5和右电磁铁6各由轭铁51、螺线管52及衔铁53构成，轭铁51的外侧底部固定在机座1上，螺线管52固定在轭铁51内，衔铁53的前端与螺线管52内部活动配合，衔铁53的后端与往复直线运动件2固定连接；衔铁53由永磁铁构成，左电磁铁5的衔铁和右电磁铁6的衔铁的结构和磁极相同。应用螺线管激磁可达到长行程和较为均衡的电磁力。在初始状态下，左、右电磁铁未通电，往复直线运动件随机与左端或右端电磁铁吸合，相应的电气控制装置也处于对应设置的待机状态，设备开机后，往复直线运动件随着连接于两端的衔铁按设定的控制程序动作。
往复直线运动件2的运动方向改变由电气控制装置3通过改变激磁线圈中的电流方向以实现，电流方向的改变通过往复直线运动件2移动的撞块触碰行程开关达到，往复直线运动件的行程调节通过调整行程开关7在机座上的连接位置达到；行程开关设有二件，分别对应连接在机座的左、右两端。
左电磁铁5和右电磁铁6激磁线圈中电流为串联连接。
左电磁铁5和右电磁铁6为圆管式电磁铁。圆管式电磁铁的线圈部分被密封在金属圆管内部的电磁铁，这种设计不管行程的长短都可以提供最大的力量。
轭铁51的端口部位固定有导向套511，导向套的内孔与衔铁滑动配合，导向套由耐磨材料构成。
左电磁铁的衔铁和右电磁铁的衔铁上各套有一只圆柱螺旋压缩弹簧8，圆柱螺旋压缩弹簧一端顶在轭铁的端口部位的外侧，另一端顶在衔铁的T字形结构头部内侧面；圆柱螺旋压缩弹簧由无磁的青铜材料制成，例如QSn4-3。圆柱螺旋压缩弹簧具有缓冲、储能和均衡运动速度的作用，同时具有防止磁极吸合时激烈碰撞的作用。
实施例2：左电磁铁和右电磁铁线圈中电流为并联连接。电流并联，且磁极同端，磁力线同向，达到推挽的效果。
本发明是电磁铁推挽式牵引机构，具有控制装置更优化、传动效率更高、整体结构大幅简化、成本低的优点，本领域的技术人员如果对上述发明内容作简单的修改或替换，这样的改变不能认为是脱离本发明的范围，所有这样对所属领域的技术人员显而易见的修改将包括在本发明的权利要求的范围之内。
Claims (6)
1.一种推挽式电磁铁带动的直线运动机构，包括机座、往复直线运动件和电气控制装置，其特征是，往复直线运动件通过导轨和机座配合，往复直线运动件的左端部位连接有左电磁铁，往复直线运动件的右端部位连接有右电磁铁，左电磁铁和右电磁铁通过电气控制装置对往复直线运动件构成推挽运动关系，所述推挽运动关系是在任一时间内左电磁铁和右电磁铁的作用力方向保持相同；左电磁铁和右电磁铁的行程相同；左电磁铁和右电磁铁各由轭铁、螺线管及衔铁构成，轭铁的外侧底部固定在机座上，螺线管固定在轭铁内，衔铁的前端与螺线管内部活动配合，衔铁的后端与往复直线运动件固定连接；衔铁由永磁铁构成，左电磁铁的衔铁和右电磁铁的衔铁的结构及磁极相同；往复直线运动件的运动方向改变由电气控制装置通过改变线圈中的电流方向以实现，电流方向的改变通过往复直线运动件移动的撞块触碰行程开关达到，往复直线运动件的行程调节通过调整行程开关在机座上的连接位置达到；行程开关设有二件，分别对应连接在机座的左、右两端。
2.根据权利要求1所述的推挽式电磁铁带动的直线运动机构，其特征是，左电磁铁和右电磁铁线圈中电流为串联连接关系。
3.根据权利要求1所述的推挽式电磁铁带动的直线运动机构，其特征是，左电磁铁和右电磁铁线圈中电流为并联连接关系。
4.根据权利要求1所述的推挽式电磁铁带动的直线运动机构，其特征是，左电磁铁和右电磁铁为圆管式电磁铁。
5.根据权利要求4所述的推挽式电磁铁带动的直线运动机构，其特征是，轭铁的端口部位固定有导向套，导向套的内孔与衔铁滑动配合，导向套由耐磨材料构成；衔铁为T字形结构。
6.根据权利要求5所述的推挽式电磁铁带动的直线运动机构，其特征是，左电磁铁的衔铁和右电磁铁的衔铁上各套有一只圆柱螺旋压缩弹簧，圆柱螺旋压缩弹簧一端顶在轭铁的端口部位的外侧，另一端顶在衔铁的T字形结构头部内侧面，圆柱螺旋压缩弹簧由无磁的青铜材料制成。
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