CN107370326A - 一种电磁振动机 - Google Patents

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

本发明公开了一种电磁振动机，包括导轨，所述导轨上设置有磁铁和限位装置,所述磁铁包括固定磁铁和在导轨上做往复运动若干滑动磁铁；具有结构简单、使用方便直接输出机械振动的电磁振动机；电磁铁磁极方向随电流方向变换而变换、磁力大小随电流大小变化而变化以及磁极同性相斥异性相吸，本电磁振动机能够输出较大的瞬间加速度，其振幅、频率等振动参数对应于输入的电流参数；将在扑翼飞行器、振动翼飞行器、悬浮技术、空中升降、节能飞行器，低功耗动力推进等方面大有作为，大大简化了从传统电机得到机械振动所需要的一系列的机械转换，也降低机械传动过程中产生的能源浪费。

Description

一种电磁振动机
技术领域
本发明涉及一种输出振动的动力装置，尤其是涉及一种电磁振动机。
背景技术
传统旋转电机输出为旋转的动力，而直线电机通常被描述是展平的旋转电机提供直线动力。利用传统电机想要得到机械振动，则需要经过一些机械传动的变换，如旋转凸轮，曲轴等等，通过机械传动的变化过程中产生巨大的能量，增加了资源的极大浪费。电磁振动机是一种往复直线运动电机，随着振动技术的迅速发展，它的应用范围正在逐步扩大；而现有的振动机构大多动力消耗巨大,设备笨重,难以应用于飞行器领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电磁振动机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁振动机，其特征在于：包括导轨，所述导轨上设置有磁铁和限位装置, 所述磁铁包括固定磁铁和若干滑动磁铁，所述固定磁铁固定安装在所述导轨上；所述滑动磁铁设置于固定磁铁单侧或者两侧与导轨滑动配合,所述导轨的外端部固定有能够限制滑动磁铁脱轨的限位装置；
相邻两块磁铁中至少有一块为能够改变磁极方向的磁铁，相间隔的两块磁铁磁极方向一致；所述相邻两块磁铁相邻的磁极为同性时则会互相排斥，且滑动磁铁滑向固定磁铁相反的方向，相邻两块磁铁相邻的磁极为异性时则会互相吸引，且滑动磁铁滑向固定磁铁，在交变电流的作用下，滑动磁铁在导轨上做往复运动。
更进一步的，所述能够改变磁极方向的磁铁采用电磁铁。
更进一步的，所述滑动磁铁由若干个电磁铁和若干个永磁铁组成；所述永磁铁的磁极方向一致且每两个相邻的永磁铁之间设置有奇数个电磁铁。
更进一步的，所述限位装置为限制滑动磁铁位置的限位端头；所述限位端头为电磁铁或限位端头的内部设置有电磁铁。
更进一步的，所述限位端头上设置有缓冲作用的弹簧。
一种电磁振动机在有翼飞行器的应用，其特征在于：所述电磁振动机的滑动磁铁中最外侧的一块磁铁的振动输出点通过传动机构带动飞行器的翼动作；所述电磁振动机还安装有用于改变磁铁的磁极方向的控制系统；所述控制系统包括线圈，所述线圈与所述电磁铁通过有线连接或滑动接触连接。
更进一步的，所述每个电磁铁的线圈单独与控制系统连接或电磁铁的线圈汇总与控制系统连接。
更进一步的，第一种技术方案：电磁振动机为半幅振动机；所述半幅振动机的底部为固定安装在所述导轨的固定磁铁，固定磁铁的一侧为若干滑动磁铁，所述滑动磁铁与导轨滑动连接。
第二种技术方案：电磁振动机为全幅振动机；所述全幅振动机中固定磁铁固定安装于导轨的中部，固定磁铁的两侧分别安装若干滑动磁铁，所述滑动磁铁与导轨滑动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种结构简单、使用方便直接输出机械振动的电磁振动机；电磁铁磁极方向随电流方向变换而变换、磁力大小随电流大小变化而变化以及磁极同性相斥异性相吸输出较大的瞬间加速度，其振幅、频率等振动参数对应于输入的电流参数；本电磁振动机将在扑翼飞行器、振动翼飞行器、悬浮技术、空中升降、节能飞行器，低功耗动力推进等方面大有作为，大大降低传统电机想要得到机械振动，则需要经过一系列的机械转换，降低机械传动变化过程中产生的巨大浪费。
附图说明
图1-1、图1-2所示为电磁振动机两种实施例的结构示意图；
图2所示为电磁振动机在有翼飞行器的应用的一种结构示意图；
图3所示为电磁振动机在有翼飞行器的应用的另一种结构示意图；
图4所示为电磁振动机在有翼飞行器的应用控制系统与电磁铁线圈连接结构示意图；
图5所示为电磁振动机在有翼飞行器的应用控制系统与电磁铁线圈的另一种连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-1、图1-2所示，一种电磁振动机，包括导轨1，所述导轨1上设置有磁铁和限位装置, 所述磁铁包括固定磁铁4和若干滑动磁铁3，所述固定磁铁4固定安装在所述导轨1上；所述滑动磁铁3设置于固定磁铁4单侧（如图1-1）或者两侧（如图1-2）与导轨1滑动配合,所述导轨1的外端部固定有能够限制滑动磁铁脱轨的限位装置；
相邻两块磁铁中至少有一块为能够改变磁极方向的磁铁，相间隔的两块磁铁磁极方向一致；所述相邻两块磁铁相邻的磁极为同性时滑动磁铁滑3向固定磁铁4相反的方向，相邻两块磁铁相邻的磁极为异性时滑动磁铁3滑向固定磁铁4，滑动磁铁3在导轨1上做往复运动。
所述能够改变磁极方向的磁铁采用电磁铁。所述滑动磁铁3由若干个电磁铁和若干个永磁铁组成；所述永磁铁的磁极方向一致且每两个相邻的永磁铁之间设置有奇数个电磁铁。
导轨1上安装的滑动磁铁3在沿着导轨1方向能够上下滑动，其它维度上不能移动或转动；两个磁铁之间的磁力大小除了和磁量有关之外，跟距离的平方成反比，所以当磁铁间距离变大时，其磁力会急速变小，两个磁铁距离越近，它们之间的作用力就越大，距离越远，作用力越小，因此，在能够提供相同磁力的条件下，当需要输出较大振幅的振动时，需要排列更多的磁铁，以达到对输出机械振动磁力和振幅的要求。
更进一步的，所述限位装置为限制滑动磁铁位置的限位端头2；根据需要限位端头2的位置可调整，调整方式可以是手动或者自动的方式；为了加强对振动输出点的磁力作用，限位端头2既可以是一个电磁铁，也可以在其内部安装电磁铁；所述限位端头2上设置孔6。限位端头2安装有弹簧5，起到缓冲撞击保护的作用，并可以将多余的动能存储成弹性势能，在后续的振动周期释放出来。
如图2、3、4、5所示，电磁振动机应用于有翼飞行器，所述电磁振动机的滑动磁铁3中最外侧的一块磁铁的振动输出点8通过传动机构7带动飞行器的翼动作；所述电磁振动机还安装有用于改变电磁铁的磁极方向的控制系统9；所述控制系统9包括线圈10，所述线圈10与所述电磁铁通过有线连接或滑动接触连接。
更进一步的，所述电磁铁的线圈10单独与控制系统9连接或电磁铁的线圈10汇总与控制系统9连接。
更进一步的，电磁振动机包括半幅振动机（如图1-1）和全幅振动机（如图1-2）；所述半幅振动机的底部为固定安装在所述导轨1的固定磁铁4，固定磁铁4的一侧为若干滑动磁铁3，所述滑动磁铁3与导轨滑动连接；述全幅振动机中固定磁铁4固定安装于导轨1的中部，固定磁铁4的两侧分别安装若干滑动磁铁3，所述滑动磁铁3与导轨1滑动连接。
半幅振动机的顶部为振动输出点8；全幅振动机，包括上、下两个振动输出点8。
电磁振动机的控制系统9通过控制各个电磁铁的电流保证振动机的振动输出点8振动；当所有磁铁3磁极方向排列一致，则每个相邻的磁极都是异性相吸，这些磁铁会紧紧吸在一起，改变电磁铁电流方向就可以改变电磁铁的磁极方向，当改变相隔位置电磁铁的电流方向时，所有相邻的磁极则同性相斥，它们会互相排斥而分开。周期性的改变相隔位置电磁铁的电流方向，最外端的磁铁就会呈现出按电流变化规律的往复机械振动；每个电磁铁线圈10提供电流通过导线引出，因某些需要在轨道上滑动的电磁铁，要使用软导线连接方式或者滑动接触方式；电磁铁线圈的端子单独引出，也可以部分或者全部汇总，便于与控制系统9连接。
本电磁振动机根据产品精度和输出要求，还可设置有其他辅助功能，如信号反馈功能包括位置传感器、速度传感器、频率传感器、温度传感器、磁场强度传感器、同步信号、计数器，用于实现精确的控制；还可以是振动机冷却保护、消除共振、自激保护、涡流保护、端头位置调整、振幅限制的调整辅助控制，这些信号反馈及调整辅助控制都要与控制系统9进行连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对不同的用途、场合，对电磁振动机的功率、力、振幅、频率等规格参数进行分别设计，形成不同的产品系列和型号系列，以满足不同的应用,对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁振动机，其特征在于：包括导轨，所述导轨上设置有磁铁和限位装置, 所述磁铁包括固定磁铁和若干滑动磁铁，所述固定磁铁固定安装在所述导轨上；所述滑动磁铁设置于固定磁铁单侧或者两侧与导轨滑动配合,所述导轨的外端部固定有能够限制滑动磁铁脱轨的限位装置；
相邻两块磁铁中至少有一块为能够改变磁极方向的磁铁，相间隔的两块磁铁磁极方向一致；所述相邻两块磁铁相邻的磁极为同性时则会互相排斥，且滑动磁铁滑向固定磁铁相反的方向，相邻两块磁铁相邻的磁极为异性时则会互相吸引，且滑动磁铁滑向固定磁铁，在交变电流的作用下，滑动磁铁在导轨上做往复运动。
2.根据权利要求1所述的电磁振动机，其特征在于：所述能够改变磁极方向的磁铁采用电磁铁。
3.根据权利要求1所述的电磁振动机，其特征在于：所述滑动磁铁由若干个电磁铁和若干个永磁铁组成；所述永磁铁的磁极方向一致且每两个相邻的永磁铁之间设置有奇数个电磁铁。
4.根据权利要求1所述的电磁振动机，其特征在于：所述限位装置为限制滑动磁铁位置的限位端头；所述限位端头为电磁铁或限位端头的内部设置有电磁铁。
5.根据权利要求4所述的电磁振动机，其特征在于：所述限位端头上设置有缓冲作用的弹簧。
6.根据权利要求1所述的电磁振动机在有翼飞行器的应用，其特征在于：所述电磁振动机的滑动磁铁中最外侧的一块磁铁的振动输出点通过传动机构带动飞行器的翼动作；所述电磁振动机还安装有用于改变磁铁的磁极方向的控制系统；所述控制系统包括线圈，所述线圈与所述电磁铁通过有线连接或滑动接触连接。
7.根据权利要求6所述的电磁振动机在振动翼飞行器的应用，其特征在于：所述每个电磁铁的线圈单独与控制系统连接或电磁铁的线圈汇总与控制系统连接。
8.根据权利要求6所述的电磁振动机在振动翼飞行器的应用，其特征在于：电磁振动机为半幅振动机；所述半幅振动机只有一个振动输出点和一个限位端头，所述半幅振动机的底部为固定安装在所述导轨的固定磁铁,即为固定点；固定磁铁的一侧为若干滑动磁铁，所述滑动磁铁与导轨滑动连接，距离固定磁铁远端的滑动磁铁为振动输出点即为振动点，在交变电流的作用下，振动点在固定点单侧做半幅振动。
9.根据权利要求6所述的电磁振动机在振动翼飞行器的应用，其特征在于：电磁振动机为全幅振动机；所述全幅振动机有两个振动输出点和两个限位端头，所述全幅振动机中固定磁铁固定安装于导轨的中部，即为固定点；固定磁铁的两侧分别安装若干滑动磁铁，所述滑动磁铁与导轨滑动连接，距离固定磁铁远端的滑动磁铁为振动输出点即为振动点，在交变电流的作用下，两个振动点在固定点两侧做全幅振动。
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