CN107107291A - 磁体吸持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一实施例的磁体吸持装置包括：第一极片组件，包括至少一个第一极片、至少两个第二极片和至少两个第一永磁铁；第二极片组件，包括至少一个第三极片、至少两个第四极片和至少两个第二永磁铁；基底；线圈；及控制装置，所述第一极片组件及所述第二极片组件中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置和第二配置，所述第一配置为所述第一极片组件的第二面及所述第二极片组件的第一面隔开的配置，所述第二配置为所述第一极片组件的第二面及所述第二极片组件的第一面接触的配置。所述控制装置通过控制施加到所述线圈的电流来切换所述第一配置和所述第二配置之间，从而控制吸附对象在所述第二极片组件的第二面上的吸持及解除。

Description

磁体吸持装置
技术领域
本发明涉及一种磁体吸持装置，更为详细地涉及一种能够通过控制永磁铁的磁通来获得较强的吸持力，并且能够易于进行吸持和解除之间的切换，最大限度地减小残磁的磁体吸持装置。
背景技术
永磁铁工件夹持装置(permanent magnet workholding device)等磁体吸持装置是用于通过磁力来吸附由铁等磁性物质(magnetic material)构成的吸附对象的装置，如今广泛用作在挤压成型机的模具夹具、加压机的模具夹具、车床的夹盘等上吸附的内部装置等。
这种磁体吸持装置基本上采用永磁铁的强磁力，将作为磁体的吸附对象吸附到吸持面上，在解除时，控制来自永磁铁的磁通，以避免在吸持面上形成磁通，从而使吸附对象脱离吸持面。
在此，作为用于控制来自永磁铁的磁通的方法，可使用通过使能够旋转地设置的其他永磁铁进行旋转来控制磁通的方法、利用额外电磁铁来控制磁通的方法等。
本发明的申请人已经提出利用额外电磁铁的磁体吸持装置(参见KR10-1319052B1公报“利用永磁铁能量控制的磁体吸持装置”(专利文献1))。并且也曾经提出一种进一步发展形式的磁体吸持装置(参见KR10-2014-0124739A公报“磁体吸持装置”(专利文献2))。
本申请人在专利文献1及2中提出的磁体吸持装置具有如下的优点：能够以简单的结构、即在极片上配置线圈的结构来获得较强的吸持力，只有在切换为吸持或解除时才会使用小电流来控制永磁铁的磁路，仅用小尺寸空间也能获得较强的吸持力。
另外，最大限度地减小在不吸持吸附对象的解除时也会吸引吸附对象的残磁(residual magnetism)，这是磁体吸持装置所面临的不断的挑战。
综上，所使用的永磁铁的数量越多，则越增加吸持力，但越难以控制磁通，而且残磁也越大，在使用上受限。
发明内容
本发明所要解决的技术课题是提供一种磁铁吸持装置，该磁铁吸持装置能够通过控制永磁铁的磁通来获得较强的吸持力，并且能够易于进行吸持和解除之间的切换，最大限度地减小残磁。
本发明的课题不限于上述课题，本领域技术人员可通过以下的记载能够清楚理解尚未提到的其他课题。
本发明的一实施例的磁体吸持装置为用于吸持及解除作为磁体的吸附对象的磁体吸持装置，其特征在于，包括：第一极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二极片；和至少两个第一永磁铁，第一永磁铁被配置为N极和S极中的一个磁极与第一极片接触，另一个磁极与各第二极片接触；第二极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第三极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第四极片；和至少两个第二永磁铁，第二永磁铁被配置为N极和S极中的与第一永磁铁上的同第一极片接触的磁极不同的磁极与第三极片接触，与第一永磁铁上的同第一极片接触的磁极相同的磁极与各第四极片接触，第二极片组件被配置为第三极片的第一面与第一极片的第二面相对，各第四极片的第一面与各第二极片的第二面相对；线圈，缠绕并配置于第一极片及第三极片中的至少一个上；以及控制装置，用于控制施加到线圈上的电流，第一极片组件及第二极片组件中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置和第二配置之间，第一配置为第一极片组件的第二面和第二极片组件的第一面隔开的配置，第二配置为第一极片组件的第二面和第二极片组件的第一面接触的配置，控制装置通过控制施加到线圈的电流来切换第一配置和第二配置之间，从而控制吸附对象在第一极片组件的第一面或第二极片组件的第二面上的吸持及解除。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，进一步包括基底，所述基底设置有接触面且为磁体，基底被配置为接触面与第一极片组件的第一面相对，所述基底被配置为当第一极片组件和第二极片组件配置为第一配置时，第一极片组件的第一面和基底的接触面接触，当第一极片组件和第二极片组件配置为第二配置时，第一极片组件的第一面和基底的接触面隔开。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，进一步包括设置有接触面且为磁体的基底，基底被配置为基底的接触面与第一极片组件的第一面接触。
本发明的另一实施例的磁体吸持装置为用于吸持及解除作为磁体的吸附对象的磁体吸持装置，其特征在于，包括：第一极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二极片；和至少两个第一永磁铁，第一永磁铁被配置为N极和S极中的一个磁极与第一极片接触，另一个磁极与各第二极片接触；第二极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第三极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第四极片；和至少两个第二永磁铁，第二永磁铁被配置为N极和S极中的与第一永磁铁上的同第一极片接触的磁极不同的磁极与第三极片接触，与第一永磁铁上的同第一极片接触的磁极相同的磁极与各第四极片接触，第二极片组件被配置为第三极片的第一面与第一极片的第二面相对，各第四极片的第一面与各第二极片的第二面相对；连接极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一连接极片；和设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二连接极片，连接极片组件被配置为第一连接极片的第二面与第一极片的第一面相对，各第二连接极片的第二面与各第二极片的第一面相对；线圈，缠绕并配置于第一极片及第三极片中的至少一个上；以及控制装置，用于控制施加到线圈上的电流，第一极片组件、第二极片组件及连接极片组件中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置和第二配置之间，第一配置为第一极片组件的第二面和第二极片组件的第一面隔开、第一极片组件的第一面和连接极片组件的第二面接触的配置；第二配置为第一极片组件的第二面和第二极片组件的第一面接触、第一极片组件的第一面和连接极片组件的第二面隔开的配置，控制装置通过控制施加到线圈的电流来切换第一配置和第二配置之间，从而控制吸附对象在连接极片组件的第一面或第二极片组件的第二面上的吸持及解除。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，连接极片组件的第一面及第二极片组件的第二面形成为能够吸持及解除一个吸附对象。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，第一极片组件能够沿第二极片组件的第二面和连接极片组件的第一面的延长面的方向移动。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，在第一极片和各第二极片之间配置有至少两个第一永磁铁，在第三极片和各第四极片之间配置有至少两个第二永磁铁。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，第一永磁铁在第一极片和各第二极片之间配置为一列，第二永磁铁在第三极片和各第四极片之间配置为一列。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，第一极片至少为两个，第三极片至少为两个，在各第一极片和各第二极片之间配置有至少一个第一永磁铁，在各第三极片和各第四极片之间配置有至少一个第二永磁铁。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，第四极片的第一面的面积小于第二极片的第二面的面积，第四极片的第二面的面积小于第四极片的第一面的面积。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，进一步包括钢轨螺栓，钢轨螺栓固定于第二极片组件和基底并且贯穿第一极片组件，用于引导第一极片组件进行滑动。
此外，根据本发明的另一特征，其特征在于，进一步包括钢轨螺栓，钢轨螺栓固定于第二极片组件和连接极片组件并且贯穿第一极片组件，用于引导第一极片组件进行滑动。
本发明的磁体吸持装置在吸附对象的解除时能够最大限度地减小残磁。并且，不设置额外的电磁铁，而在极片上配置线圈，从而能够用简单的结构获得较强的吸持力，仅在切换吸持或解除时才使用小电流来控制永磁铁的磁力，仅用小尺寸空间也能获得较强的吸持力。
附图说明
图1a至图1f为本发明的一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。
图2为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。
图3a至图3c为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。
图4a至图4d为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性立体图及侧剖视图。
图5a及图5b为图4a至图4d所示磁体吸持装置的变形实施例所涉及的磁体吸持装置的示意性侧剖视图。
具体实施方式
参照附图和详细后述的实施例，应能清楚理解本发明的优点和特征、以及用于实现这些优点和特征的方法。但是，本发明并不局限于以下公开的实施例，可由各种不同的形式实现。本实施例只是用于完整地公开本发明，且为了向本领域技术人员完整地告知发明的范畴而提供的，本发明应由权利要求的范畴来定义。
用于说明本发明的实施例的图中公开的形状、大小、比例、角度、数量等为示意性的，因此本发明不限于图中所示的内容。此外，在说明本发明时，如果认为与相关公知常识有关的具体说明可能会导致本发明要点的不清楚，则省略了该详细说明。在本说明书中提到的“包括”、“具有”、“构成”等，只要没有使用“只……”，则可以附加其他部分。用单数形式表述结构要素时，只要没有特别明确的记载，则包括复数形式。
在解释结构要素时，即使没有额外的明确记载，也解释为包括误差范围。
在关于位置关系的说明中，例如以“……上”、“……上方”、“……下方”、“……旁边”等来说明两个部分之间的位置关系时，只要没有使用“正”或“直接”，则表示两个部分之间还可以包括一个以上的其他部分。
所谓元件(elements)或层在另一元件或层的“上侧(on)”，表示包括该元件(elements)或层设置在该另一元件或层的正上方的情况和中间设置有其他层或其他元件的情况。在通篇说明书中相同的附图标记表示同一个结构要素。
虽然第一、第二等表述用于描述不同的结构要素，但毋庸置疑这些结构要素并不受限于这些用语。这些用语只是为了将一个结构要素与另一结构要素区分而使用。因此，下面提到的第一结构要素在本发明的技术思想内当然也可为第二结构要素。
图中表示的各结构的大小及厚度是为了便于说明而表示的，本发明并不局限于所表示的结构的大小及厚度。
本发明的多个实施例的每一个特征可部分或全部彼此结合或组合，如本领域技术人员能够充分理解，在技术上可进行多种联动及驱动，各实施例可彼此独立地实施，也可以通过关联关系来一起实施。
下面，参照附图对本发明的磁体吸持装置进行说明。
首先，说明本发明的磁体吸持装置的基本结构及原理。
图1a至图1f为本发明的一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图，尤其图1e及图1f为图1a至图1d所示磁体吸持装置的变形实施例所涉及的磁体吸持装置的示意性剖视图。
参照图1a至图1d，磁体吸持装置1000包括第一极片组件1100、第二极片组件1200、线圈1300、基底1400和控制装置(未图示)。
第一极片组件1100包括至少一个第一极片1110、至少两个第二极片1120和至少两个第一永磁铁1130。第一极片1110为磁体且具有第一面1111及第二面1112。此外，第二极片1120为磁体且具有第一面1121及第二面1122。第一永磁铁1130被配置为N极和S极中的一个磁极与第一极片1110接触，另一个磁极与各第二极片1120接触。例如，如图1a至图1d所示，各第一永磁铁1130可被配置为各自的N极与第一极片1110接触、各自的S极与各第二极片1120接触，也可以与此相反地配置。
第二极片组件1200包括至少一个第三极片1210、至少两个第四极片1220和至少两个第二永磁铁1230。第三极片1210为磁体且具有第一面1211及第二面1212。此外，第四极片1220为磁体且具有第一面1221及第二面1222。第二永磁铁1130被配置为N极和S极中的与第一永磁铁1130上的同第一极片1110接触的磁极不同的磁极与第三极片1210接触，与第一永磁铁1130上的同第一极片1110接触的磁极相同的磁极与各个第四极片1220接触。
第一极片组件1100和第二极片组件1200被配置为第三极片1210的第一面1211能够与第一极片1110的第二面1112接触及隔开(即，相对)，并且被配置为各个第四极片1220的第一面1221能够与各第二极片1120的第二面1122接触及隔开(即，相对)。
线圈1300缠绕并配置于第一极片1110及第三极片1210中的至少一个上。如图1a至图1d所示，线圈1310、1320可分别缠绕并配置于第一极片1110及第三极片1210，并且虽然未图示，线圈1310、1320也可仅缠绕并配置于第一极片1110及第三极片1210中某一个。
线圈1310、1320缠绕并配置于磁体上，当被施加电流时，磁化其所围住的磁体来影响磁体内的磁通。线圈1310、1320被配置为能够影响第一极片1110的第一面1111及第三极片1210的第二面1212的磁通。如图1a至图1d所示，线圈1310可被配置在比第一永磁铁1130更靠第一极片1110的第一面1111的位置，或者更远离第一极片1110的第一面1111的位置。此外，如图1a至图1d所示，线圈1320可被配置在比第二永磁铁1230更靠第三极片1210的第二面1212的位置，或者更远离第三极片1210的第二面1212的位置。
此外，如图1a至图1d所示，线圈1310、1320可分别为一个，但也可为两个以上。
此外，线圈1310、1320配置在第二永磁铁1230和第二极片组件1200的第二面1212、1222之间，这样便于控制磁通。此外，线圈1310、1320也可配置在第一永磁铁1130和第一极片组件1100的第一面1111、1121之间。在其他实施例中，也可任意采用这种线圈1310、1320的配置。
线圈1310、1320与控制装置连接，控制装置控制施加到线圈1310、1320上的电流(的方向或强度)。在此所指的电流为直流电流，下面也相同。
基底1400具有接触面1401且为磁体。基底1400被配置为能够与第一极片组件1100的第一面1111、1121接触及隔开(即，相对)。另外，基底1400可以被配置为接触面1401与第一极片组件1100的第一面1111、1121接触并与第一极片组件1100一起移动或固定。
另外，第一极片组件1100、第二极片组件1200及基底1400中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置(如图1c至图1d所示的配置)和第二配置(如图1a及图1b所示的配置)之间，其中，第一配置为第一极片组件1100的第二面1112、1122和第二极片组件1200的第一面1211、1221隔开、第一极片组件1100的第一面1111、1121和基底1400的接触面1401接触的配置；第二配置为第一极片组件1100的第二面1112、1122和第二极片组件1200的第一面1211、1221接触、第一极片组件1100的第一面1111、1121和基底1400的接触面1401隔开的配置。具体来说，可以仅有第一极片组件1100移动，也可仅有第二极片组件1200移动，也可以两个极片组件1100、1200同时移动。在以下实施例中，为了便于说明，示出仅有第一极片组件1100移动的例子，但需要注意的是并不限于此。
参照图1a至图1d，钢轨螺栓1001、1002固定于第二极片组件1200和基底1400上并且贯穿第一极片组件1100，从而引导第一极片组件1100在磁力下滑动。即，固定于基底1400及第三极片1210上的钢轨螺栓1001贯穿第一极片1110的内部，从而第一极片1110能够在钢轨螺栓1001的轴向上滑动。此外，固定于基底1400及第四极片1220上的钢轨螺栓1002贯穿第二极片1120的内部，从而第二极片1120能够在钢轨螺栓1002的轴向上滑动。另外，钢轨螺栓1001、1002为非磁体，因此钢轨螺栓1001、1002不会生成磁通。钢轨螺栓1001、1002与第二极片组件1200及基底1400可以螺栓结合方式固定。另外，钢轨螺栓1001、1002也可固定于第一极片组件1100、第二极片组件1200及基底1400中的至少一个，从而引导剩余结构的滑动。
控制装置通过调节施加到线圈1310、1320上的电流(的方向或强度)来控制通过线圈1310、1320的磁通的方向及强度。
参照图1a，当控制装置未对线圈1310、1320施加电流，且第一极片组件1100和第二极片组件1200配置为彼此接触的第二配置时，如虚线所示，形成通过第一极片组件1100的第二面1112、1122及第二极片组件1200的第一面1211、1221的内循环结构的磁通。此时，几乎不存在通过第一极片组件1100的第一面1111、1121及第二极片组件1200的第二面1212、1222的磁通，第一永磁铁1130和第二永磁铁1230之间的磁力(磁能)之差越小，则通过第一极片组件1100的第一面1111、1121及第二极片组件1200的第二面1212、1222的磁通越小。因此，在图1a所示的配置下，第一极片组件1100的第一面1111、1121和基底1400之间的引力最小，第二极片组件1200的第二面1212、1222不会吸持作为磁体的吸附对象(未被吸持的吸附对象由虚线表示，下同)。
然而，如图1b所示，当控制装置对线圈1310、1320施加电流时，通过第一极片组件1100的第二面1112、1122及第二极片组件1200的第一面1211、1221的第一永磁铁1130和第二永磁铁1230之间的磁通变弱，最终会断开。
此时，第一极片组件1100在磁力下沿钢轨螺栓1001、1002滑动，从而第一极片组件1100的第一面1111、1121与基底1400的接触面1401接触，当第二极片组件1200的第二面1212、1222与作为磁体的吸附对象1接触时，会形成如图1c的虚线所示的通过基底1400及吸附对象1的磁通，通过强化的磁力，基底1400被吸附在第一极片组件1100的第一面1111、1121，吸附对象1被吸持到第二极片组件1200的第二面1212、1222上。
之后，如图1c所示，即使去除对线圈1310、1320施加的电流，一经形成的通过基底1400及吸附对象1的磁通不会被破坏，而被维持，并且不会形成通过第一极片组件1100的第二面1112、1122及第二极片组件1200的第一面1211、1221的磁通，从而第一极片组件1100与第二极片组件1200可以隔开。
之后，如图1d所示，可对线圈1310、1320施加与图1b相反方向的电流，重新将基底1400及吸附对象1从第一极片组件1100及第二极片组件1200解除。当对线圈1310、1320施加与图1d相同方向的电流时，通过第一极片组件1100的第一面1111、1121及第二极片组件1200的第二面1212、1222的磁通会变弱，最终会断开。由此，第一极片组件1100可在磁力下沿钢轨螺栓1001、1002滑动，从而第一极片组件1100和第二极片组件1200能够切换为图1a所示的第二配置，并且恢复图1a所示的磁通。
此外，还需要适当确定第一配置下的基底1400离第一极片组件1100的第一面1111、1121的距离。若距离过远，即使对线圈1310、1320施加电流，也不能使基底1400吸附于第一极片组件1100的第一面1111、1121；若距离过近，即使不对线圈1310、1320施加电流，也会使基底1400吸附于第一极片组件1100的第一面1111、1121。因此，考虑到这一点，应调整第一配置下的基底1400和第一极片组件1100的第一面1111、1121之间的隔开距离，以使基底1400仅在对线圈1310、1320施加一定程度的电流时才能吸附于第一极片组件1100的第一面1111、1121。可以考虑由线圈1310、1320感应的磁强等，通过经验或者实验来进行这种调整。
综上，控制装置通过调节施加到线圈1310、1320的电流来控制通过线圈1310、1320的磁通的方向和强度，使得第一极片组件1100、第二极片组件1200及基底1400能够在第一配置和第二配置之间切换，并且控制贯通第一极片组件1100的第一面1111、1121及第二极片组件1200的第二面1212、1222的磁通的方向及强度。由此，能够相对于第二极片组件1200的第二面1212、1222，吸持及解除作为磁体的吸附对象1。
再次参照图1a，上述结构的磁体吸持装置1000在解除吸附对象时，可以只在内部循环永磁铁1130、1230产生的磁通，从而几乎接近零地，或者彻底去除向外的残磁(当第一永磁铁1130和第二永磁铁1230具有相同的磁力(磁能)时，这种效果能够最大化)。此外，提出了能够紧密配置永磁铁的结构，从而在吸持时能够期待较强的吸持力。
另外，参照图1e及图1f，第一极片1110'可以是至少两个，而且第三极片1210'可以是至少两个。此时，在各第一极片1110'a、1110'b和各第二极片1120'之间可以配置有至少一个第一永磁铁1130，各第三极片1210'a、1210'b和各第四极片1220'之间可以配置有至少一个第二永磁铁。由此，能够在各第一极片1110'a、1110'b及各第三极片1210'a、1210'b中形成互不重叠的磁通。即，第一永磁铁1130'或第二永磁铁1230'所生成的各磁通不会在极片1110'a、1110'b、1210'a、1210'b中任一个中重叠。此外，钢轨螺栓1001'分别贯穿第一极片1110'并固定于各第三极片1210'上，从而能够引导第一极片组件1100'的移动。
另外，如图1e及图1f所示，各第一极片1110'a、1110'b及各第三极片1210'a、1210'b可被配置为彼此隔开，也可以配置为彼此接触。
此外，本发明的磁体吸持装置1000可进一步包括能够进一步减小残磁的装置。下面进行详细说明。
如图1a所示，当第一极片组件1100和第二极片组件1200配置为第二配置时，封闭的磁通(用虚线表示)中的一部分漏出并影响吸附对象1而产生残磁。因此，可通过进一步强化如图1a所示的封闭的磁通，并对向外漏出的磁通赋予阻抗的方式去除残磁。
参照图1a至图1d，第四极片1220的第一面1221的面积可以小于第二极片1120的第二面1122的面积，第四极片1220的第二面1222的面积可以小于第四极片1220的第一面1221的面积。换言之，第二极片1120的第二面1122侧的厚度可以厚于第四极片1220的第一面1221侧的厚度，第四极片1220的第二面1222侧的厚度可以薄于第四极片1220的第一面1221侧的厚度。由此，来自第二永磁铁1230的磁通可以比第二极片组件1200的第二面1212、1222侧，更加顺畅地形成于第一面1211、1221侧。
即，可通过难以向第二极片组件1200的第二面1212、1222的方向形成磁通来去除残磁。这种情况即使没有额外的说明也能适用于其他实施例。
另外，第三极片1210及第四极片1220的内侧面优选形成为直线，从而在第二永磁铁1230和吸附对象1之间形成顺畅的磁通，这样能够提高吸附强度。
下面说明应用图1a至图1d所示结构的本发明的多种实施例。
图2为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。
参照图2，本实施例的磁体吸持装置2000包括第一极片组件2100、第二极片组件2200、线圈2300和控制装置(未图示)。
第一极片组件2100、第二极片组件2200及线圈2300的结构分别与图1a至图1d中的第一极片组件1100、第二极片组件1200及线圈1300的结构相同，因此省略重复说明。但本实施例的磁体吸持装置2000的特征在于，从图1a至图1d的磁体吸持装置1000中去除基底1400，在第一极片组件2100的第一面2111、2121上也能吸持及解除作为磁体的吸附对象2。
另外，第一极片组件2100及第二极片组件2200被构造为能够移动，从而切换彼此隔开的第一配置及彼此接触的第二配置之间。第一极片组件2100及第二极片组件2200的移动可以采用公知的多种方式，如采用螺栓及沉孔(Counter-bore)的方式等。由此，当第一极片组件2100及第二极片组件2200配置为第一配置时，会解除吸附对象1、2，当第一极片组件2100及第二极片组件2200配置为第二配置时，会在两侧方向上吸持吸附对象1、2。
图3a至图3c为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。
参照图3a至图3c，磁体吸持装置3000包括第一极片组件3100、第二极片组件3200、线圈3300、连接极片组件3400和控制装置(未图示)。
第一极片组件3100、第二极片组件3200及线圈3300的结构分别与图1a至图1d中的第一极片组件1100、第二极片组件1200及线圈1300的结构相同，因此省略重复说明。
连接极片组件3400包括至少一个第一连接极片3410和至少两个第二连接极片3420。第一连接极片3410为磁体且具有第一面3411及第二面3412。此外，第二连接极片3420为磁体且具有第一面3421及第二面3422。
连接极片组件3400被配置为第一连接极片3410的第二面3412能够与第一极片3110的第一面3111接触及隔开(即，相对)，并且被配置为各第二连接极片3420的第二面3422能够与各第二极片3120的第一面3121接触及隔开(即，相对)。
第一极片组件3100、第二极片组件3200及连接极片组件3400中的一个以上被构造为能够移动，从而当配置为第一极片组件3100与第二极片组件3200隔开的第一配置(如图3c所示的配置)时，第一极片组件3100的第一面3111、3121和连接极片组件3400的第二面3412、3422接触；当配置为第一极片组件3100与第二极片组件3200接触的第二配置(如图3a及图3b所示的配置)时，第一极片组件3100的第一面3111、3121和连接极片组件3400的第二面3412、3422隔开。
参照图3a至图3c，钢轨螺栓3001、3002固定于第二极片组件3200和连接极片组件3400并且贯穿第一极片组件3100，从而引导第一极片组件3100在磁力作用下滑动。即，固定于连接极片组件3400及第三极片3210上的钢轨螺栓3001贯穿第一极片3110的内部，从而第一极片3110可在钢轨螺栓3001的轴向上滑动。此外，固定于连接极片组件3400及第四极片3220上的钢轨螺栓3002贯穿第二极片3120的内部，从而第二极片3120可在钢轨螺栓3002的轴向上滑动。另外，钢轨螺栓3001、3002也可固定于第一极片组件3100、第二极片组件3200及连接极片组件3400中的至少一个，引导剩余结构的滑动。
参照图3a，当线圈3310、3320上未施加电流，并且第一极片组件3100和第二极片组件3200配置为第二配置时，磁通循环在第一极片组件3100和第二极片组件3200的内部，不会通过第一极片组件3100的第一面3111、3121及第二极片组件3200的第二面3212、3222，因此上下任何方向也不能吸持吸附对象。
然后，当如图3b所示那样对线圈3310、3320施加电流时，第一极片组件3100和第二极片组件3200之间的磁通会断开，通过第二极片组件3200的第二面3212、3222的磁通强度变强，因此吸附对象2可被吸持到第二极片组件3200。然而，即使在此时，由于第一极片组件3100与连接极片组件3400隔开，通过连接极片组件3400的第一面3411、3421的磁通强度几乎接近零，连接极片组件3400的第一面3411、3421难以吸持吸附对象。
然后，对线圈3310、3320施加的如图3b所示方向的电流增加到规定数值以上时，第一极片组件3100在磁力作用下沿钢轨螺栓3001、3002滑动，第一极片组件3100与连接极片组件3400通过磁力接触，由此第一极片组件3100和第二极片组件3200配置为第一配置。当第一极片组件3100配置为如图3c所示的第一配置时，来自第一永磁铁3130的磁通贯穿吸附对象1而流过，因此吸附对象1也能被吸持到上侧。
然后，即使如图3c所示那样切断对线圈3310、3320施加的电流，也会保持已形成的虚线所示磁通，吸附对象1、2保持分别被吸持到第二极片组件3200的第二面3212、3222及连接极片组件3400的第一面3411、3421的状态。
若要重新从第一极片组件3100及第二极片组件3200解除吸附对象1、2，则对线圈3310、3320施加与图3b中的方向相反方向的电流，使得第一极片组件3100在磁力作用下沿钢轨螺栓3001、3002滑动，从而将第一极片组件3100和第二极片组件3200的配置切换为图3a所示的第二配置，恢复如图3a所示的磁通即可。
本实施例的磁体吸持装置3000具有如下的优点：其能双向吸持吸附对象1、2；并在如图3a所示的解除时，连接极片组件3400与第一极片组件2100隔开，磁通仅在第一极片组件3100和第二极片组件3200的内部循环，因此几乎不会产生残磁。
综上，控制装置通过调节施加到线圈3310、3320的电流，控制通过线圈3310、3320的磁通的方向和强度，从而使第一极片组件3100、第二极片组件3200及连接极片组件3400能够沿钢轨螺栓3001、3002在第一配置和第二配置之间进行切换，并且控制贯穿第一极片组件3100的第一面3111、3121及第二极片组件3200的第二面3211、3221的磁通的方向和强度。由此，能够实现作为磁体的吸附对象1、2在第二极片组件3200的第二面3212、3222及连接极片组件3400的第一面3411、3421的吸持及解除。
另外，虽然未图示，如图2中的第一极片1110'或第三极片1210'所示，第一连接极片1410'可以是至少两个。由此，在各第一连接极片1410'中，能够生成互不重叠的磁通。即，由第一永磁铁1130'或第二永磁铁1230'生成的各磁通能够在各第一连接极片1410'中的任一个上互不重叠。另外，各第一连接极片1410'可以彼此隔开地配置，也可以彼此接触地配置。
图4a至图4d为本发明的另一实施例的磁体吸持装置的示意性立体图及剖视图，图5a及图5b为图4a至图4d所示磁体吸持装置的变形实施例的磁体吸持装置的示意性剖视图。尤其是，图4a为示意地表示图4b至图4d、图5a及图5b所示磁体吸持装置的立体图，图4b的(a)、图4c的(a)、图4d的(a)、图5a的(a)及图5b的(a)为图4a的A-A向剖视图，图4b的(b)、图4c的(b)、图4d的(b)、图5a的(b)及图5b的(b)为图4a的B-B向剖视图，图4b的(c)、图4c的(c)、图4d的(c)、图5a的(c)及图5b的(c)为图4a的C-C向剖视图。
参照图4a至图4d，本实施例的磁体吸持装置4000包括第一极片组件4100、第二极片组件4200、线圈4300、连接极片组件4400和控制装置(未图示)。
第一极片组件4100、第二极片组件4200、线圈4310、4320及连接极片组件4400的结构分别与图3a至图3c中的第一极片组件3100、第二极片组件3200、线圈3310、3320及连接极片组件3400的结构相同，因此省略重复说明。但是，本实施例的特征在于变形了图3a至图3c中的第一极片组件3100、第二极片组件3200及连接极片组件3300的配置。
第一极片组件4100、第二极片组件4200及连接极片组件4400被形成及配置为能够吸持及解除一个吸附对象1。如本实施例所示，连接极片组件4400的第一面4411、4421可形成在同一个面上，第二极片组件4200的第二面4212、4222可形成在同一个面上，但根据吸附对象1的形状，也可以改变这种结构。
此外，第一极片组件4100能够沿第二极片组件4200的第二面4212、4222和连接极片组件4400的第一面4411、4421的延长面移动。即，第一极片组件4100能够横向移动。
另外，第二极片组件4200的第二面4212、4222可形成为与第二极片组件4200的第一面4211、4221彼此垂直，连接极片组件4400的第一面4411、4421可形成为与连接极片组件4400的第二面4412、4422彼此垂直。此时，如图4a至图4d所示，连接极片组件4400的第二面4412、4422和第二极片组件4200的第一面4211、4221隔着第一极片组件4100相对。
参照图4b，当控制装置未对线圈4310、4320施加电流，并且第一极片组件4100和第二极片组件4200配置为彼此接触的第二配置时，如图4b的(b)及图4b的(c)中的虚线所示，形成通过第一极片组件4100的第二面4112、4122及第二极片组件4200的第一面4211、4221的内循环结构的磁通。因此，在图4b所示的配置中，吸附对象不会被吸持到连接极片组件4400的第一面4411、4421及第二极片组件4200的第二面4212、4222。
但如图4c所示，当控制装置对线圈4310、4320施加电流时，通过第一极片组件4100的第二面4112、4122及第二极片组件4200的第一面4211、4221的磁通会断开，通过第二极片组件4200的第二面4212、4222的磁通强度会变强，在第二极片组件4200侧能够吸持吸附对象1。但即使在此时，由于第一极片组件4100与连接极片组件4400隔开，通过连接极片组件4400的第一面4411、4421的磁通强度几乎接近零，连接极片组件4400的第一面4411、4421难以吸持吸附对象1。
然后，当对线圈4310、4320施加的图4c所示方向的电流高达规定数值以上，第一极片组件4100在磁力下沿钢轨螺栓4001、4002移动并被吸附到连接极片组件4400，由此，第一极片组件4100、第二极片组件4200及连接极片组件4400配置为第一配置。当第一极片组件4100配置为图4d所示的第一配置，来自第一永磁铁4130的磁通贯穿吸附对象1而流过，连接极片组件4400的第一面4411、4421也能吸持吸附对象1。
然而，即使如图4d所示那样切断对线圈4310、4320施加的电流，也会保持已形成的虚线所示磁通，吸附对象1保持分别被吸持到第二极片组件4200的第二面4212、4222及连接极片组件4400的第一面4411、4421的状态。
本实施例的磁体吸持装置4000具有如下的优点：其能双向吸持吸附对象1；在如图4b所示的解除时，连接极片组件4400和第一极片组件4100隔开，磁通只在第一极片组件4100和第二极片组件4200的内部循环，因此几乎不会产生残磁。
另外，本发明的磁体吸持装置4000可以重叠配置永磁铁4130、4230的方式变形实施，从而能够获得更强的吸持力。
参照图5a，在第一极片4110'及第二极片4120'之间可分别配置有至少两个第一永磁铁4130'，在第三极片4210'及第四极片4220'之间可分别配置有至少两个第二永磁铁4230'。
此时，与第二极片4120'中的任一个接触的第一永磁铁4130'被配置为各自的相同的磁极与同一个极片(第一极片4110'或第二极片4120')接触。此外，与第二极片4120'中的任一个接触的多个第一永磁铁4130'可被配置为彼此接触，从而能够如同一个永磁铁，产生一个较强的磁通。
此外，与第四极片4220'中的任一个接触的第二永磁铁4230'被配置为各自的相同的磁极与同一个极片(第三极片4210'或第四极片4220')接触。此外，与第四极片4220'中的任一个接触的多个第二永磁铁4230'可被配置为彼此接触。
另外，被配置为两端分别与相同的极片接触的永磁铁4130'、4230'如图5a所示那样可被配置为形成四边形形状，或者如图5b所示那样也可被配置为一列。这种永磁铁4130'、4230'、4130″、4230″的数量及配置形状不限于图5a及图5b所示的数量及配置形状，根据设计条件，可以不同的数量及不同的形状配置。
如此，根据变形实施的磁体吸持装置4000'、4000″，在单位体积内配置有更多数量的永磁铁4130'、4230'、4130″、4230″，从而能够增加吸持力。
根据本发明的磁体吸持装置1000至4000，在解除吸附对象时能够最大限度地减小残磁。并且，不设置额外的电磁铁，而在极片上配置线圈，从而能用简单的结构获得较强的吸持力，并且只在切换吸持或解除时仅用小电流来控制永磁铁的磁力，仅用小尺寸空间获得较强的吸持力。
以上参照附图进一步详细说明了本发明的实施例，但本发明并不限于这种实施例，在不脱离本发明的技术思想的范围内能够以多种方式变形实施。因此，本发明中公开的实施例并非用于限定本发明的技术思想，而是用来进行说明。本发明的技术思想的范围不限于这种实施例。因此，应理解以上描述的实施例在所有方面是示意性的，而不是限定性的。本发明的保护范围应以所附的权利要求书来解释，与此等同范围内的所有技术思想应解释为纳入本发明的权利范围。

Claims (12)

1.一种磁体吸持装置，用于吸持及解除作为磁体的吸附对象，其特征在于，包括：
第一极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二极片；和至少两个第一永磁铁，所述第一永磁铁被配置为N极和S极中的一个磁极与所述第一极片接触，另一个磁极与各所述第二极片接触；
第二极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第三极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第四极片；和至少两个第二永磁铁，所述第二永磁铁被配置为N极和S极中的与所述第一永磁铁上的同所述第一极片接触的磁极不同的磁极与所述第三极片接触，与所述第一永磁铁上的同所述第一极片接触的磁极相同的磁极与各所述第四极片接触，所述第二极片组件被配置为所述第三极片的第一面与所述第一极片的第二面相对，各所述第四极片的第一面与各所述第二极片的第二面相对；
线圈，缠绕并配置于所述第一极片及所述第三极片中的至少一个上；以及
控制装置，用于控制施加到所述线圈上的电流，
所述第一极片组件及所述第二极片组件中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置和第二配置之间，所述第一配置为所述第一极片组件的第二面及所述第二极片组件的第一面隔开的配置，所述第二配置为所述第一极片组件的第二面及所述第二极片组件的第一面接触的配置，
所述控制装置通过控制施加到所述线圈的电流来切换所述第一配置和所述第二配置之间，从而控制所述吸附对象在所述第一极片组件的第一面或所述第二极片组件的第二面上的吸持及解除。
2.根据权利要求1所述的磁体吸持装置，其特征在于，
进一步包括基底，所述基底设置有接触面且为磁体，所述基底被配置为所述接触面与所述第一极片组件的第一面相对，
所述基底被配置为当所述第一极片组件和所述第二极片组件配置为第一配置时，所述第一极片组件的第一面和所述基底的接触面接触，当所述第一极片组件和所述第二极片组件配置为第二配置时，所述第一极片组件的第一面和所述基底的接触面隔开。
3.根据权利要求1所述的磁体吸持装置，其特征在于，
进一步包括设置有接触面且为磁体的基底，
所述基底被配置为所述基底的接触面与所述第一极片组件的第一面接触。
4.一种磁体吸持装置，用于吸持及解除作为磁体的吸附对象，其特征在于，包括：
第一极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二极片；和至少两个第一永磁铁，所述第一永磁铁被配置为N极和S极中的一个磁极与所述第一极片接触，另一个磁极与各所述第二极片接触；
第二极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第三极片；设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第四极片；和至少两个第二永磁铁，所述第二永磁铁被配置为N极和S极中的与所述第一永磁铁上的同所述第一极片接触的磁极不同的磁极与所述第三极片接触，与所述第一永磁铁上的同所述第一极片接触的磁极相同的磁极与各所述第四极片接触，所述第二极片组件被配置为所述第三极片的第一面与所述第一极片的第二面相对，各所述第四极片的第一面与各所述第二极片的第二面相对；
连接极片组件，包括：设置有第一面及第二面且为磁体的至少一个第一连接极片；和设置有第一面及第二面且为磁体的至少两个第二连接极片，所述连接极片组件被配置为所述第一连接极片的第二面与所述第一极片的第一面相对，各所述第二连接极片的第二面与各所述第二极片的第一面相对；
线圈，缠绕并配置于所述第一极片及所述第三极片中的至少一个上；以及
控制装置，用于控制施加到所述线圈上的电流，
所述第一极片组件、所述第二极片组件及所述连接极片组件中的一个以上被构造为能够移动，从而切换第一配置和第二配置之间，所述第一配置为所述第一极片组件的第二面和所述第二极片组件的第一面隔开、所述第一极片组件的第一面和所述连接极片组件的第二面接触的配置；所述第二配置为所述第一极片组件的第二面和所述第二极片组件的第一面接触、所述第一极片组件的第一面和所述连接极片组件的第二面隔开的配置，
所述控制装置通过控制施加到所述线圈的电流来切换所述第一配置和所述第二配置之间，从而控制吸附对象在所述连接极片组件的第一面或所述第二极片组件的第二面上的吸持及解除。
5.根据权利要求4所述的磁体吸持装置，其特征在于，
所述连接极片组件的第一面及所述第二极片组件的第二面形成为能够吸持及解除一个吸附对象。
6.根据权利要求5所述的磁体吸持装置，其特征在于，
所述第一极片组件能够沿所述第二极片组件的第二面和所述连接极片组件的第一面的延长面的方向移动。
7.根据权利要求4所述的磁体吸持装置，其特征在于，
在所述第一极片与各所述第二极片之间配置有至少两个所述第一永磁铁，
在所述第三极片与各所述第四极片之间配置有至少两个所述第二永磁铁。
8.根据权利要求7所述的磁体吸持装置，其特征在于，
所述第一永磁铁在所述第一极片与各所述第二极片之间配置为一列，
所述第二永磁铁在所述第三极片与各所述第四极片之间配置为一列。
9.根据权利要求1或4所述的磁体吸持装置，其特征在于，
所述第一极片组件包括至少两个第一极片，
所述第二极片组件包括至少两个第三极片，
在各所述第一极片与各所述第二极片之间配置有至少一个所述第一永磁铁，
在各所述第三极片与各所述第四极片之间配置有至少一个所述第二永磁铁。
10.根据权利要求1或4所述的磁体吸持装置，其特征在于，
所述第四极片的第一面的面积小于所述第二极片的第二面的面积，所述第四极片的第二面的面积小于所述第四极片的第一面的面积。
11.根据权利要求2所述的磁体吸持装置，其特征在于，
进一步包括钢轨螺栓，所述钢轨螺栓固定于所述第二极片组件和所述基底并且贯穿所述第一极片组件，用于引导所述第一极片组件进行滑动。
12.根据权利要求4所述的磁体吸持装置，其特征在于，
进一步包括钢轨螺栓，所述钢轨螺栓固定于所述第二极片组件和所述连接极片组件并且贯穿所述第一极片组件，用于引导所述第一极片组件进行滑动。
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