CN104976263A - 一种对称型电磁作动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对称型电磁作动器，其包括：磁轭组件、衔铁组件以及挡板组件，其中：磁轭组件和衔铁组件之间通过弹簧片连接，磁轭组件为可动组件，衔铁组件为静止组件，磁轭组件在衔铁组件的作用下做往复运动，实现对被控对象的控制；挡板组件用于限制磁轭组件的运动；磁轭组件、衔铁组件以及挡板组件分别包括两组，且两组磁轭组件、衔铁组件以及挡板组件相互对称。本发明的对称型电磁作动器采用两组电磁结构显著增强了作动力，且体积小、质量小、漏磁小。

Description

一种对称型电磁作动器

技术领域

本发明涉及一种主动减振装置，特别涉及一种对称型电磁作动器。

背景技术

由于被动隔振系统可靠性高，且考虑到激励力的特性等因素，一般主要采用被动控制系统对振源进行隔振。但随着科学技术的不断发展，对环境和设备的振动要求越来越高，被动隔振已经不能完全满足人们的需求，因此，考虑通过主动元件进行结构振动有源控制越来越受到重视。

作动器是进行结构振动主动控制的重要装置，其作用是按照确定的控制律对控制对象施加控制力来改变系统的振动响应。电磁作动器主要适用于频率较高，控制力不太大的场合。由于电源比气源和液压源简单易行，且电磁作动器具有频率范围宽，反应灵敏，驱动电流小，作动力大，体积和重量小，可控性好，易于对复杂的周期振动和随机振动实施控制等优点，所以电磁作动器得到了广泛的应用。

根据主磁路磁场形成机理的不同，电磁作动器可分为永磁型和励磁型两类。永磁型是指用永磁体构成作动器的主磁路磁场，而励磁型则是利用励磁线圈和导磁材料形成作动器的主磁路磁场，它的外圈（可动部分）通过弹簧片与内圈（静止部分）相连，内圈外缠有线圈，外圈内壁嵌有磁钢。当交变电流通入线圈后，外磁钢受到周期变化的电磁激励力作用，带动外圈做往复运动。这样，通过控制电压/电流就可控制外圈的振动，从而产生作用力有效地实现对被控对象的控制，减小被控对象的响应。

对于已有的惯性式电磁作动器，其电磁力系数较小，工作电流较大，从而使得作动器长时间工作时发热严重，需要附加散热装置，否则发热限制作动器所能产生的作动力；其次，由于结构设计存在不足，作动器的漏磁较大，影响作动器的电磁兼容性，工程应用受到限制。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种对称型电磁作动器，采用两组相互对称的电磁结构，电磁力系数大，工作电流大，散热好，漏磁小。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种对称型电磁作动器，其包括：磁轭组件、衔铁组件以及挡板组件，其中：

所述磁轭组件和所述衔铁组件之间通过弹簧片连接，所述磁轭组件为可动组件，所述衔铁组件为静止组件，所述磁轭组件在所述衔铁组件的作用下做往复运动，实现对被控对象的控制；所述挡板组件用于限制所述磁轭组件的运动；

所述磁轭组件、所述衔铁组件以及所述挡板组件分别包括两组，且两组所述磁轭组件、所述衔铁组件以及所述挡板组件相互对称。

较佳地，还包括传力架，两组所述衔铁组件通过所述传力架连接在一起。

较佳地，所述磁轭组件包括：导磁体、磁钢以及磁钢托体；所述磁钢设置于所述导磁体与所述磁钢托体之间，且所述导磁体与所述磁钢托体相连，所述磁钢托体用于固定磁钢，还用于导磁；

所述衔铁组件包括：线圈、线圈骨架；所述线圈缠绕在所述线圈骨架上，两个线圈骨架通过所述传力架连接，所述线圈设置于所述磁钢和所述导磁体之间；

两个所述弹簧片的一端分别连接到所述传力架的两端，两个所述弹簧片的另一端分别与两个所述导磁体相连；

所述挡板安装于所述弹簧片的与所述传力架连接的一端。

较佳地，每组所述磁轭组件的所述磁钢包括多块，多块所述磁钢沿周向均匀分布，沿周向采用多块磁钢均匀拼接，能够保证磁性更加均匀，进一步增强作动器的作动力；且采用多块磁钢拼接设计能够更好地控制磁钢的曲度，保证其与其他结构贴合的更好，当某一块磁钢出现故障时，只需将其进行替换即可，操作方便。

较佳地，所述磁钢为永磁体。

较佳地，两个所述磁钢的磁路方向相同。

较佳地，两个所述线圈的饶线方向相同，绕线方向相同的双线圈组合设计，使得两线圈产生的作动力可互相叠加，增强了作动器的作动力；且饶线方向相同时，只需通相同方向的电流即可，操作方便，结构简单。

较佳地，所述弹簧片与所述导磁体之间以及所述弹簧片与所述传力架之间通过螺栓连接；所述线圈骨架与所述传力架之间通过螺栓连接。

较佳地，作动器还包括压环，用于固定所述弹簧片；所述压环包括内压环和外压环，所述内压环位于所述弹簧片的与所述衔铁组件相连的一端，所述外压环位于所述弹簧片的与所述磁轭组件相连的一端。

较佳地，所述导磁体上设置有第一通风口；所述磁钢托体上设置有第二通风口，这样设置能够有效地冷却线圈，大大改善电磁作动器的散热能力。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的对称型电磁作动器，采用两组对称的电磁结构，增加了电磁力系数，减小了工作电流，从而减少了作动器的发热，不再需要附加散热装置也可保证作动器长时间工作；

（2）本发明的电磁作动器，采用对称结构，改善了作动器的漏磁，降低了90％，作动器的电磁兼容性强；

（3）本发明的电磁作动器，采用双线圈的组合设计，结构紧凑，结构刚度高，整体尺寸和重量小。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的对称型电磁作动器的剖视图；

图2为本发明的对称型电磁作动器的剖面图。

标号说明：1-导磁体，2-磁钢托体，3-永磁体，4-线圈，5-线圈骨架，6-传力架，7-弹簧片，8-内压环，9-挡板，10-外压环；

11-第一通风口，12-第二通风口。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示为本发明的对称型电磁作动器的剖视图，其为作动器剖掉了1/4后的立体图，从图中可看出其包括相互对称分布的两部分电磁结构，包括两组磁轭组件，两组衔铁组件以及两组挡板组件。衔铁组件设置于磁轭组件的内部，磁轭组件和衔铁组件之间通过弹簧片连接。本实施例中还包括传力架，传力架将两组衔铁组件组合起来，衔铁组件通过传力架与弹簧片相连，进而与磁轭组件连接起来，挡板组件用于限制磁轭组件的运动，磁轭组件运动到挡板组件处时，不再继续朝原有方向运动，在弹簧力的作用下回到原有位置。当衔铁组件通电后，磁轭组件在衔铁组件的电磁激励力作用下做往复运动，从而产生作用力有效地实现对被控对象的控制，减小被控对象的响应。

如图2所示为本发明的对称型电磁作动器的剖面图，其为沿作动器的径向剖开所得到的剖面图，磁轭组件包括：上下两导磁体1，上下两磁钢托体2以及上下两永磁体3，磁钢托体2与导磁体1相连，永磁体3设置于导磁体和磁钢托体2之间，磁钢托体2不仅起固定永磁体3的作用，还起导磁的作用，两永磁体3都采用多块永磁体拼接成圆环形结构，沿周向均匀分布；衔铁组件包括：上下两线圈4、上下两线圈骨架5，线圈4缠绕在线圈骨架5上，上下两线圈骨架5通过传力架6连接到一起，传力架6的上下两端分别与两弹簧片7的一端连接到一起，弹簧片7的另一端与导磁体1连接到一起；挡板9安装于弹簧片7的与传力架6相连的一端。

本实施例中，弹簧片7的两端还设置有内压环8和外压环10，用于将弹簧片7固定到导磁体1以及传力架6上，弹簧片7与导磁体1以及传力架6之间通过螺栓连接，传力架6与上下线圈骨架5之间也通过螺栓连接，挡板9与弹簧片7之间也通过螺栓连接。上下导磁体1上设置有第一通风口11，磁钢托体2上设置有第二通风口，如图1所示。

当线圈4通电后，永磁体3受到变化的电磁激励力的作用，带动导磁体1以及磁钢托体2运动，当运动到挡板9处时，在弹簧片7的作用下回到原始位置，如此做往复运动，从而实现对振动的主动控制，减小被控对象的响应。

本实施例的对称型电磁作动器采用双线圈的组合设计，两组电磁结构完全对称，结构紧凑，刚度高、体积小、质量轻；可以显著增强作动力，结合永磁体的沿周向均匀分布的分布式布置使作动器产生的动力增加了5倍以上；且永磁铁采用多块拼接方式，能够使其磁性更均匀，且方便维修；双线圈设计使得线圈电流有所降低，减少了发热量；在上下导磁体1以及磁钢托体2上均设置通风口，有效地冷却线圈，大大提高了结构的散热能力；结构的对称性改善了作动器的漏磁。

本实施例的图示结构并不是对本发明的限制，永磁铁3并不一定为圆环形结构，也可以为其他形状的环形结构。

较佳实施例中，两永磁体3的磁路方向相同，两线圈4的绕线方向相同，只需直接通同向电流即可，方便操作，且两线圈产生的作动力可互相叠加起来，制动效果更好。

不同实施例中，挡板9也可安装于其它位置，只要其能够有效限制导磁体1的运动即可。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种对称型电磁作动器，其特征在于，包括：磁轭组件、衔铁组件以及挡板组件，其中：

所述磁轭组件和所述衔铁组件之间通过弹簧片连接，所述磁轭组件为可动组件，所述衔铁组件为静止组件，所述磁轭组件在所述衔铁组件的作用下做往复运动，实现对被控对象的控制；所述挡板组件用于限制所述磁轭组件的运动；

所述磁轭组件、所述衔铁组件以及所述挡板组件分别包括两组，且两组所述磁轭组件、所述衔铁组件以及所述挡板组件相互对称。

2.根据权利要求1所述的对称型电磁作动器，其特征在于，还包括传力架，两组所述衔铁组件通过所述传力架连接在一起。

3.根据权利要求2所述的对称型电磁作动器，其特征在于，所述磁轭组件包括：导磁体、磁钢以及磁钢托体；所述磁钢设置于所述导磁体与所述磁钢托体之间，且所述导磁体与所述磁钢托体相连，所述磁钢托体用于固定磁钢，还用于导磁；

所述衔铁组件包括：线圈、线圈骨架；所述线圈缠绕在所述线圈骨架上，两个线圈骨架通过所述传力架连接，所述线圈设置于所述磁钢和所述导磁体之间；

两个所述弹簧片的一端分别连接到所述传力架的两端，两个所述弹簧片的另一端分别与两个所述导磁体相连；

所述挡板安装于所述弹簧片的与所述传力架连接的一端。

4.根据权利要求3所述的对称型电磁作动器，其特征在于，每组所述磁轭组件的所述磁钢包括多块，多块所述磁钢沿周向均匀分布。

5.根据权利要求3所述的对称型电磁作动器，其特征在于，所述磁钢为永磁体。

6.根据权利要求3所述的对称型电磁作动器，其特征在于，两个所述磁钢的磁路方向相同。

7.根据权利要求6所述的对称型电磁作动器，其特征在于，两个所述线圈的饶线方向相同。

8.根据权利要求3所述的对称型电磁作动器，其特征在于，所述弹簧片与所述导磁体之间以及所述弹簧片与所述传力架之间通过螺栓连接；

所述线圈骨架与所述传力架之间通过螺栓连接。

9.根据权利要求1所述的对称型电磁作动器，其特征在于，还包括压环，用于固定所述弹簧片；

所述压环包括内压环和外压环，所述内压环位于所述弹簧片的与所述衔铁组件相连的一端，所述外压环位于所述弹簧片的与所述磁轭组件相连的一端。

10.根据权利要求1所述的对称型电磁作动器，其特征在于，所述导磁体上设置有第一通风口；

所述磁钢托体上设置有第二通风口。