CN107612270B - 一种顺序式波导开关驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种顺序式波导开关驱动装置，涉及微波开关领域；包括定子、转子、内齿、铜线圈和锁止结构；定子为圆环结构；转子为齿轮状结构；转子固定安装在定子的圆心位置；定子的内壁沿直径方向对称设置有突起的内齿；转子位于两个内齿之间；且铜线圈缠绕在内齿的外壁；锁止结构包括上层磁钢组和下层磁钢组；其中，上层磁钢组设置在定子的下端；且上层磁钢组的上表面与定子的下表面间距为8‑12mm；下层磁钢组设置在上层磁钢组的下端，且下层磁钢组与上层磁钢组的间距为0.8‑1.5mm。本发明实现将射频系统“到达”指×定状态，也实现了将射频系统稳定在指定状态。

Description

一种顺序式波导开关驱动装置

技术领域

本发明涉及一种微波开关领域，特别是一种顺序式波导开关驱动装置。

背景技术

微波波导开关按照切换方式可以分为随机式切换和顺序式切换两类。随机式切换微波开关是指微波开关可以在其多个工作状态间任意切换，因此对于驱动电机就需要有多个独立的线包去驱动每个工作状态，同时又需要多路控制电路以及多路指令去控制每个工作状态。多个独立的驱动线包增加了驱动电机的重量从而增加了整个微波开关的重量；多路控制电路需要多个二极管、干簧管等元器件，多个元器件的引入降低了整个微波开关的可靠性。

因此现有的随机式切换微波开关具有以下缺点：

1、体积重量较大；

2、可靠性较低；

3、控制指令较多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种顺序式波导开关驱动装置，实现将射频系统“到达”指×定状态，也实现了将射频系统稳定在指定状态。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种顺序式波导开关驱动装置，包括定子、转子、内齿和铜线圈；其中定子为圆环结构；转子为齿轮状结构；转子固定安装在定子的圆心位置；定子的内壁沿直径方向对称设置有突起的内齿；转子位于两个内齿之间；且铜线圈缠绕在内齿的外壁。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述转子内部为圆环结构；转子圆环结构的外壁沿周向均匀设置有8个相同的齿。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述定子和转子均采用导磁材料。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述定子的内壁沿直径方向对称设置有n个的内齿，n为偶数，且2≤n≤8；当n为2时，2个内齿沿定子圆心对称分布在定子的内壁；当n为4时，4个内齿沿周向均匀分布在定子的内壁；当n为6时，6个内齿分为两组，每组3个内齿；两组内齿沿定子圆心对称分布；且两组内齿间隔为88-92°的定子圆心角；每组内齿中相邻两个内齿间隔为44-46°的定子圆心角；当n为8时，8个内齿沿周向均匀分布在定子的内壁。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述波导开关驱动装置还包括锁止结构；锁止结构包括上层磁钢组和下层磁钢组；其中，上层磁钢组设置在定子的下端；且上层磁钢组的上表面与定子的下表面间距为8-12mm；下层磁钢组设置在上层磁钢组的下端，且下层磁钢组与上层磁钢组的间距为0.8-1.5mm。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述上层磁钢组包括8个吸引磁钢；8个吸引磁钢沿周向等距均匀分布呈环形结构；环状结构直径为25-35mm。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述下层磁钢组包括8个吸引磁钢和4个排斥磁钢；其中，8个吸引磁钢沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；4个排斥磁钢沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；且每2个吸引磁钢与1个排斥磁钢同圆交错分布；排斥磁钢与相临最近的吸引磁钢的间隔为19-22.5°圆心角。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，转子静止时，上层磁钢组的8个吸引磁钢与下层磁钢组的8个吸引磁钢对应放置；转子转动时，下层磁钢组随转子同轴转动。

在上述的一种顺序式波导开关驱动装置，所述吸引磁钢和排斥磁钢为相同的圆柱形结构，直径为2-2.5mm；高为2-3mm。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用了齿轮状的转子结构，与定子形成完整磁场回路，提高了磁感应的作用能力；

(2)本发明采用了由导磁材料组成的电机转子和定子，增强磁场强度，实现了电机转子精准定位；

(3)本发明采用了上下两层磁钢组成的锁止结构，提高了驱动装置的锁止能力，实现了微波开关射频系统切换的稳定性。

附图说明

图1为本发明驱动系统电机示意图；

图2为本发明驱动系统电机结构形式2示意图；

图3为本发明驱动系统电机结构形式3示意图；

图4为本发明驱动系统电机结构形式4示意图；

图5为本发明锁止结构磁钢分布立体示意图；

图6为本发明锁止结构磁钢分布俯视图；

图7为本发明顺序式波导开关驱动装置整体示意图；

图8为本发明顺序式波导开关驱动系统功率原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

微波开关的驱动系统主要作用是根据指令要求驱动射频系统切换至指定工作状态。驱动系统主要有两部分组成：驱动电机和锁止结构。驱动电机的作用是驱动射频系统“到达”指定状态；锁止结构的作用是使射频系统稳定在指定状态。

如图1所示为驱动系统电机示意图，由图可知，一种顺序式波导开关驱动装置，包括定子1、转子2、内齿3和铜线圈4；其中定子1为圆环结构；转子2为齿轮状结构；转子2固定安装在定子1的圆心位置；定子1的内壁沿直径方向对称设置有突起的内齿3；转子2位于两个内齿3之间；且铜线圈4缠绕在内齿3的外壁。其中，转子2内部为圆环结构；转子2圆环结构的外壁沿周向均匀设置有8个相同的齿；定子1和转子2均采用导磁材料。

如图2所示为驱动系统电机结构形式2示意图，如图3所示为驱动系统电机结构形式3示意图，如图4所示为驱动系统电机结构形式4示意图，由图可知，定子1的内壁沿直径方向对称设置有n个的内齿3，n为偶数，且2≤n≤8；当n为2时，2个内齿3沿定子1圆心对称分布在定子1的内壁；当n为4时，4个内齿3沿周向均匀分布在定子1的内壁；当n为6时，6个内齿3分为两组，每组3个内齿3；两组内齿3沿定子1圆心对称分布；且两组内齿3间隔为88-92°的定子1圆心角；每组内齿3中相邻两个内齿3间隔为44-46°的定子1圆心角；当n为8时，8个内齿3沿周向均匀分布在定子1的内壁。

如图7所示为顺序式波导开关驱动装置整体示意图，由图可知，波导开关驱动装置还包括锁止结构；锁止结构包括上层磁钢组和下层磁钢组；其中，上层磁钢组设置在定子1的下端；且上层磁钢组的上表面与定子1的下表面间距为8-12mm；下层磁钢组设置在上层磁钢组的下端，且下层磁钢组与上层磁钢组的间距为0.8-1.5mm。

如图5所示为锁止结构磁钢分布立体示意图，如图6所示为锁止结构磁钢分布俯视图，由图可知，上层磁钢组包括8个吸引磁钢5-1-1；8个吸引磁钢5-1-1沿周向等距均匀分布呈环形结构；环状结构直径为25-35mm。下层磁钢组包括8个吸引磁钢5-1-1和4个排斥磁钢5-1-2；其中，8个吸引磁钢5-1-1沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；4个排斥磁钢5-1-2沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；且每2个吸引磁钢5-1-1与1个排斥磁钢5-1-2同圆交错分布；排斥磁钢5-1-2与相临最近的吸引磁钢5-1-1的间隔为19-22.5°圆心角。吸引磁钢5-1-1和排斥磁钢5-1-2为相同的圆柱形结构，直径为2-2.5mm；高为2-3mm。

转子2静止时，上层磁钢组的8个吸引磁钢5-1-1与下层磁钢组的8个吸引磁钢5-1-1对应放置；转子2转动时，下层磁钢组随转子2同轴转动。

工作原理：

本发明所述的驱动系统的锁止结构包括16个吸引磁钢5-1-1和4个排斥磁钢5-1-2，上层磁钢组中的吸引磁钢5-1-1与下层磁钢组的吸引磁钢5-1-1相互吸引；上层磁钢组中的吸引磁钢5-1-1与下层磁钢组的排斥磁钢5-1-2相互排斥；通过与驱动电机配合工作，使微波波导射频系统停在指定状态，完成状态切换。

工作过程：

开关在初始位置依靠8对上下分布的吸引磁钢5-1-1的相互吸引，使得开关稳定在一种工作状态，如图8所示的顺序式波导开关驱动系统功率原理起始状态示意图，而此时转子2的齿与定子1的内齿3并不对齐，二者之间有一定的角度；此时给驱动系统加驱动指令给电机定子上的铜导线加电，电机转子2在磁力扭矩的作用下发生转动，转动一定角度后使得定子1的内齿3与转子2的齿对齐，此时到达中间状态平衡状态，驱动指令断电后，上下分布的吸引磁钢5-1-1与排斥磁钢5-1-2磁极方向相反会产生斥力，继续推动电机转子2转动，直到图8中结束状态所示位置，此时8对上下分布的吸引磁钢5-1-1的又是相互吸引的状态，使电机转子2最终停在此状态。以此类推，可以完成往其他状态的切换。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种顺序式波导开关驱动装置，其特征在于：包括定子(1)、转子(2)、内齿(3)和铜线圈(4)；其中定子(1)为圆环结构；转子(2)为齿轮状结构；转子(2)固定安装在定子(1)的圆心位置；定子(1)的内壁沿直径方向对称设置有突起的内齿(3)；转子(2)位于两个内齿(3)之间；且铜线圈(4)缠绕在内齿(3)的外壁；

所述转子(2)内部为圆环结构；转子(2)圆环结构的外壁沿周向均匀设置有8个相同的齿；

所述定子(1)和转子(2)均采用导磁材料；

所述定子(1)的内壁沿直径方向对称设置有n个的内齿(3)，n为偶数，且2≤n≤8；当n为2时，2个内齿(3)沿定子(1)圆心对称分布在定子(1)的内壁；当n为4时，4个内齿(3)沿周向均匀分布在定子(1)的内壁；当n为6时，6个内齿(3)分为两组，每组3个内齿(3)；两组内齿(3)沿定子(1)圆心对称分布；且两组内齿(3)间隔为88-92°的定子(1)圆心角；每组内齿(3)中相邻两个内齿(3)间隔为44-46°的定子(1)圆心角；当n为8时，8个内齿(3)沿周向均匀分布在定子(1)的内壁；

所述波导开关驱动装置还包括锁止结构(5)；锁止结构(5)包括上层磁钢组(5-1)和下层磁钢组(5-2)；其中，上层磁钢组(5-1)设置在定子(1)的下端；且上层磁钢组(5-1)的上表面与定子(1)的下表面间距为8-12mm；下层磁钢组(5-2)设置在上层磁钢组(5-1)的下端，且下层磁钢组(5-2)与上层磁钢组(5-1)的间距为0.8-1.5mm；

所述上层磁钢组(5-1)包括8个吸引磁钢(5-1-1)；8个吸引磁钢(5-1-1)沿周向等距均匀分布呈环形结构；环状结构直径为25-35mm；

所述下层磁钢组(5-2)包括8个吸引磁钢(5-1-1)和4个排斥磁钢(5-1-2)；其中，8个吸引磁钢(5-1-1)沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；4个排斥磁钢(5-1-2)沿周向等距均匀分布呈环形结构，直径为25-35mm；且每2个吸引磁钢(5-1-1)与1个排斥磁钢(5-1-2)同圆交错分布；排斥磁钢(5-1-2)与相临最近的吸引磁钢(5-1-1)的间隔为19-22.5°圆心角。

2.根据权利要求1所述的一种顺序式波导开关驱动装置，其特征在于：转子(2)静止时，上层磁钢组(5-1)的8个吸引磁钢(5-1-1)与下层磁钢组(5-2)的8个吸引磁钢(5-1-1)对应放置；转子(2)转动时，下层磁钢组(5-2)随转子(2)同轴转动。

3.根据权利要求2所述的一种顺序式波导开关驱动装置，其特征在于：所述吸引磁钢(5-1-1)和排斥磁钢(5-1-2)为相同的圆柱形结构，直径为2-2.5mm；高为2-3mm。