CN104347224A - 可双向旋摆的电磁铁 - Google Patents

Abstract

一种旋摆式电磁铁，提出了一种用电磁铁的单极驱动一个磁转子的技术方案：被驱动的永磁体安在电磁铁铁芯的一端的极靴对面，极靴可以是是圆弧形的，对面的枢轴上装有一个同轴心的，径向充磁的，圆筒形或圆柱形或正棱柱体的永磁体；极靴也可以是平面的，平面极靴对面的枢轴上装有一个内部的磁力线与枢轴轴线相垂直的永磁体。对电磁铁施加正、反不同方向的电流可以驱动输出轴做正、反两个方向的摆动，断电后输出轴可以回到居中的原位。

Description

可双向旋摆的电磁铁

技术领域

本发明属于一种摆动式电磁铁。 

背景技术

现有的与本发明结构相近的摆动式电磁铁，都是电磁铁的两极共同驱动一个磁转子，在电磁铁的两极各有一个半圆弧面的极靴，两个圆弧相对或合成一个圆筒，一个磁转子枢接在两个极靴的中间，如公告号为CN2796040Y的发明就是这样，这种电磁铁给一次脉冲电流，磁转子转动一个角度，加以反向脉冲电流或者断电后磁转子回转到原位，只能从原点到另一点或从另一点回到原点，做两点之间定位的摆动。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种由电磁铁的一个单极驱动一个磁转子的，可以做出三点定位摆动的摆动式电磁铁。 

本发明是这样实现的：在电磁铁铁芯的一端有极靴和被驱动的永磁铁，极靴的外表面是圆弧形的，圆弧极靴的对面抠接有一根与圆弧轴线平行的枢轴，枢轴上装有一个同轴心的，径向充磁的，圆筒形或圆柱形或正棱柱体的永磁铁，而且永磁铁的两极共同面对极靴，永磁铁可以与枢轴固连，也可以枢接在枢轴上与相对枢轴转动的受动件固连。枢轴也可以与电磁铁极靴圆弧的轴线有小于90度的夹角，这样，会损失一些效率，但可以满足一些特殊要求。 

在电磁铁铁芯的另一端可以安装一套同样结构的极靴、枢轴和永磁铁，这样，一个电磁铁的两极就可以驱动两个永磁铁作同步的转动；两个永磁铁可以通过齿轮、摇杆等机构联动，以提高电磁铁的效率。 

可以把两个具有圆弧型极靴的电磁铁安装在一起，两个电磁铁极靴的圆弧相对而不相连，径向充磁的，圆筒形或圆柱形或正棱柱体的永磁铁枢接在两个圆弧中间。这样，用两个电磁铁同时通电励磁驱动中间的永磁铁，可以使永磁铁受力更加均匀。 

本发明也可以这样实现：在电磁铁铁芯的一端有极靴和被驱动的永磁铁，极靴的外表面是平面的，平面极靴的对面枢接有一根枢轴，枢轴的轴线与极靴的平面平行，枢轴面向极靴的一边固连有一个永磁铁，永磁铁内部的磁力线与枢轴轴线相垂直，而且永磁铁的两极共同面对极靴，永磁铁可以与枢轴固连，也可以枢接在枢轴上与相对枢轴转动的受动件固连。枢轴也可以与电磁铁极靴的平面有一定夹角，这样，虽然会损失一些效率，但可以满足一些特殊要求。 

在电磁铁铁芯的另一端可以安装一套同样结构的极靴、枢轴和永磁铁，这样，一 个电磁铁的两极可以驱动两个永磁铁作同步、反方问的转动；两个永磁铁可以通过齿轮、摇杆等机构联动，以提高电磁铁的效率。 

也可以把两个具有平面极靴的电磁铁安装在一起，两个极靴相对，两个极靴当中枢接有一根枢轴，枢轴两边固连两个永磁铁，两个永磁铁内部的磁力线都与枢轴轴线相垂直，。两个永磁铁也可以连为一个永磁铁，用两个电磁铁同时加电驱动中间的永磁铁，可以使永磁铁受力更加均匀。 

本发明提出的可双向摆动的电磁铁，在没有通电和没有外力的情况下，永磁铁与电磁铁极靴相互作用，产生一个保持力，使永磁铁保持在初始位置，给电磁铁加以一个方向的电流，可以驱动永磁铁摆动一定角度，反向通电，可以驱动永磁铁反方向摆动一定角度，断电后，永磁铁摆回初始位置。 

本发明提出的这种用电磁铁的一个单极驱动一个磁转子的摆动式电磁铁，具有目前已有的双极驱动一个磁转子的旋摆式电磁铁所不具备的三点定位摆动的功能，而且结构简单，制作、安装容易。 

附图说明

图1是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例1侧视方向剖视图。 

图2是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例1俯视方向剖视图。 

图3是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例1侧视图。 

图4是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例2局部部位侧视方向剖视图。 

图5是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例3侧视方向剖视图。 

图6是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例3俯视方向剖视图。 

图7是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例4侧视方向剖视图。 

图8是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例4俯视方问剖视图。 

图9是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例5侧视方向剖视图。 

图10是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实施例6侧视方向剖视图。 

图11是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实拖例7俯视方问剖视图。 

图12是实施例7中另一种结构的磁铁包的俯视方向剖视图。 

图13是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实拖例8结构示意图。 

图14是根据本发明提出的可双向旋摆的电磁铁实拖例9结构示意图。 

具体实施方式

图1、图2和图3所示的实施例1中，可双向旋摆的电磁铁的外壳(1)内安装有电磁铁和永磁铁，电磁铁由螺线管(2)，铁芯(3)和铆接在铁芯(3)两端的极靴组成。铆 接在铁芯(3)一端的极靴(4)的外表面是圆弧形的，为了增强通电后极靴(4)的磁性，在铁芯(3)的另一端也铆接有极靴(5)。在圆弧形极靴(4)方向外壳的两侧，分别开有轴孔，轴孔中枢接有枢轴(6)，枢轴(6)的轴线与圆弧极靴圆弧的轴线平行，枢轴(6)上以过盈配合方式套接有一个同轴心的圆筒形永磁铁(7)，枢轴(6)的两端从外壳伸出，其中一端插接有一根摇杆(10)，在摇杆(10)两侧有两个固定在外壳上的限位杆(8)、(9)，枢轴(6)的另一端作为动力输出端，可以与相关受动件相连接。圆筒形永磁铁(7)是径向充磁的，其内部的磁力线与枢轴(6)相垂直，并且永磁铁的两极共同面对极靴(4)的圆弧面，在电磁铁没有通电和没有外力的情况下，永磁铁(7)的两极与圆弧面极靴相互吸引，使永磁铁(7)保持在一个如图3所示的初始位置，对电磁铁施加不同方向的电流，可以驱动永磁铁(7)并带动枢轴(6)做相对初始位置不同方向的摆动。外壳上的限位杆(8)、(9)可以限定枢轴(6)摆动的角度，断电以后，永磁铁(7)带动枢轴(6)转回到初始位置。 

图4所示的实施例2中，径向充磁的永磁铁(14)是正棱柱体的，中心有一个通孔，枢轴(13)插在通孔中，其它结构与实施例1结构相同，省略末画。 

图5和图6所示的实施例3中，电磁铁封装在外壳(21)中，电磁铁铁芯的一端铆接有一片半圆桶形的极靴(24)，外壳(21)的前端伸出有两个支架(22)、(23)，径向充磁的永磁铁(15)是圆柱体的，被封装在一个磁铁包(16)内，磁铁包(16)两端分别伸出有短轴(18)、(19)，短轴轴线与圆柱形永磁铁(15)的轴线相重合，与半圆筒形极靴(24)的轴线相平行，两只短轴(18)、(19)枢接在两个支架(22)、(23)相应的轴孔中。磁铁包(16)的前面伸出有一根插杆(20)。对电磁铁施加以不同方问的电流，可以驱动磁铁包(16)做相对初始位置不同方向的摆动，带动插杆(20)和与之相连的部件活动。 

图7和图8所示的实施例4中，电磁铁芯(26)的一端铆接有平面的极靴(27)，在平面极靴(2)前方外壳的两侧分别开有轴孔，轴孔中枢接有枢轴(28)，枢轴(28)的轴线与极靴(27)的平面相平行。枢轴(28)面对电磁铁的一边连接有一个磁铁包(29)，磁铁包里安有一个矩形的永磁铁(30)，永磁铁(30)内部的磁力线垂直于枢轴(28)的轴线，并且永磁铁的两极共同面对极靴(27)，在电磁铁没有通电的情况下，永磁铁(30)的两极与平面极靴相互吸引，使永磁铁(30)保持在如图7和图8所示的初始位置，对电磁铁施加不同方向的电流，可以驱动永磁铁(30)并带动枢轴(28)做相对初始位置不同方向的摆动，断电以后，永磁铁(30)带动枢轴(28)转回到初始位置。枢轴(28)伸出外壳的部分可以作为动力输出端与其它受动件相连，外壳上也可以设置限位装置。 

图9所示的实施例5是一个电磁铁的两极分别驱动一个电磁铁的实施例。该实施例中，电磁铁(33)的两端分别安有如实施例1一样的半圆筒形极靴(32)、(34)，每个 极靴分别驱动一个如实施例1一样的圆筒形永磁铁(31)、(35)。这样，由一个电磁铁即可带动两个永磁铁(31)、(35)及两只枢轴做同步的摆动。 

按同样道理，实施例5也可以衍生出在电磁铁铁芯两端都安装平面极靴和相对应的永磁铁及配套部件的双轴结构的摆动式电磁铁，用一个电磁铁带动双轴同步摆动。 

图10所示的实施例6是两个电磁铁的两个单极共同驱动一个磁转子的实施例。该实施例中，两个电磁铁(36)、(40)相对的一端分别安装有如实施例1一样的半圆筒形极靴(37)、(39)，两个极靴当中安装有如实施例1一样的圆筒形永磁铁(38)，对两个电磁铁同时通电驱动当中的永磁铁(38)，可以使永磁铁(38)受力更加均匀，效率更高。 

图11所示实施例6是两个具有单极平面极靴的电磁铁共同驱动一个永磁铁的实施例。该实施例中，两个如实施例4一样的电磁铁(41)、(46)安装在电磁铁外壳(45)里，两个平面的极靴平行、相对，两个平面的极靴中间枢接有一个磁铁包(42)，磁铁包(42)两边伸出的同轴心的枢轴(43)、(47)枢接在外壳(45)相应的轴孔中，磁铁包(42)里面封装有一个矩形的永磁铁(44)，永磁铁(44)内部的磁力线垂直于枢轴(42)、(43)的轴线，并且永磁铁的两极分别面对两个电磁铁的两个极靴；两个电磁铁同时加电可以驱动枢轴(43)、(47)摆动。 

该实施例中的磁铁包也可以安装两块永磁铁，如图12所示，两块永磁铁(48)、(49)轴对称的封装在磁铁包(50)里，两块永磁铁(48)、(49)面对面的极性相反，其内部的磁力线垂直于枢轴的轴线。 

图13所示实施例7中，电磁铁(57)与被驱动的永磁铁(55)是分开安装的，连接永磁铁(55)的枢轴(52)枢接在其它部件的两个支架(53)、(54)中，枢轴(52)的轴线与电磁铁极靴的平面(56)有一定的角度，这样，电磁铁(57)也可以驱动永磁铁(53)双向摆动，但效率降低，这是为适应特殊情况采取的安装方式。当然，如果条件允许，枢轴(52)的轴线也可以如前述实施例一样与电磁铁极靴的平面(56)相互平行。 

图14所示实施例8中，电磁铁(61)的内部结构与图9所示的实施例5一样，但两只伸出的枢轴(58)、(63)外分别连接了两个相互啮合的齿轮(60)、(62)，两个相互啮合的齿轮(60)、(62)相向转动，可以将两只枢轴(58)、(63)的力矩联合在一起，通过一个动力输出端，即摇杆(59)带动有关机构。除了利用齿轮，还可以利用摇杆等其他传动机构，将两只枢轴的力矩联合在一起，就不一一赘述了。 

Claims (6)

1.可双向旋摆的电磁铁，包括由螺线管、铁芯和极靴构成的电磁铁和被电磁铁驱动的永磁铁，其特征是极靴的外表面是圆弧形的，圆弧形极靴的对面抠接有一根枢轴，枢轴的轴线与圆弧轴线平行，枢轴上装有一个同轴心的，径向充磁的，圆筒形或圆柱形或正棱柱体的永磁铁，永磁铁的两极共同面对极靴，永磁铁可以与枢轴固连，也可以枢接在枢轴上与相对枢轴转动的受动件固连；枢轴的轴线也可以与圆弧轴线有小于90度的夹角。

2.如权利要求1所述的可双向旋摆的电磁铁，其特征是在电磁铁铁芯的另一端可以安装一套同样结构的极靴、枢轴和永磁铁。

3.如权利要求1所述的可双向旋摆的电磁铁，其特征是可以把两个具有圆弧型极靴的电磁铁安装在一起，两个电磁铁极靴的圆弧相对而不相连，径向充磁的，圆筒形或圆柱形或正棱柱体的永磁铁枢接在两个圆弧中间，用两个电磁铁同时加电驱动中间的永磁铁摆动。

4.可双向旋摆的电磁铁，包括由螺线管、铁芯和极靴构成的电磁铁和被电磁铁驱动的永磁铁，其特征是极靴的外表面是平面的，平面极靴的对面枢接有一根枢轴，枢轴的轴线与极靴的平面平行，枢轴面向极靴的一边固连有一个永磁铁，永磁铁内部的磁力线与枢轴轴线相垂直，永磁铁的两极共同面对极靴，永磁铁可以与枢轴固连，也可以枢接在枢轴上与相对枢轴转动的受动件固连；永磁铁的枢轴也可以与电磁铁极靴的平面有有小于90度的夹角。

5.如权利要求4所述的可双向旋摆的电磁铁，其特征是在电磁铁铁芯的另一端可以安装一套同样结构的极靴、枢轴和永磁铁。

6.如权利要求4所述的可双向旋摆的电磁铁，其特征是可以把两个具有平面极靴的电磁铁安装在一起，两个极靴相对，两个极靴当中枢接有一根枢轴，枢轴两边固连两个永磁铁，两个永磁铁内部的磁力线都与枢轴轴线相垂直，两个永磁铁也可以连为一个永磁铁，用两个电磁铁同时加电驱动中间的永磁铁摆动。