CN108381416B - 一种永磁吸盘 - Google Patents

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Abstract

本发明属于物料吸附装置领域，具体涉及一种永磁吸盘，包括外壳，外壳上设有两个圆孔，两个圆孔通过隔块隔离；各圆孔中均安装有一个转轴，转轴平行内嵌有两个条形磁体，两个条形磁体的侧面通过第一隔磁片隔离设置；第一隔磁片两侧的条形磁体的充磁方向相反；在条形磁体的充磁方向上，转轴的两侧均设有两个轴扁身；外壳内嵌有两个镶块，两个镶块通过第二隔磁片隔离设置，两个镶块的上表面为圆孔的内壁面，两个镶块的下表面为吸附面；第一、二隔磁片均由绝磁材料制成，转轴、隔块和镶块均由导磁材料制成。本发明的有益效果是：可减小条形磁体的外形尺寸，使产品实现轻量化、提高产品制造工艺性并降低其制造成本，以及提高条形磁体的利用效率。

Description

一种永磁吸盘
技术领域
本发明属于物料吸附装置领域，具体涉及一种永磁吸盘。
背景技术
永磁吸盘是利用磁通的连续性及磁场叠加原理设计的，通过永磁体的相对运动，实现工作磁极面上磁场强度的相加或相消，从而达到吸持和卸载的目的。
现有永磁吸盘的结构见附图1所示，采用第一永磁体10和第二永磁体13提供磁场，其中第一永磁体10内嵌于吸盘壳体12中，第二永磁体13内嵌于立轴11内。当转动立轴11，使第二永磁体13和第一永磁体10的充磁方向相同时，则贴合于工件表面后，两个永磁体会分别产生经过工件的封闭磁力线，相当于两个永磁体产生的磁场叠加，从而吸附工件。当转动立轴11，使第一永磁体10和第二永磁体13的充磁方向相反，磁力线将在第一永磁体10、第二永磁体13、吸盘壳体12、立轴11间形成封闭环路，永磁吸盘工作极面不位于磁场中，因此不会对工件产生吸力，从而顺利实现卸载。虽然现有永磁吸盘的结构简单，但永磁体利用效率不高，吸盘的吸附能力不足。此外，吸盘壳体12参与磁路设计，所以必须选用通磁效果良好的材料，比如纯铁或低碳钢，带来产品重量较大、制造工艺性较差等缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可减小条形磁体的外形尺寸，使产品实现轻量化、提高产品制造工艺性并降低其制造成本，以及提高条形磁体的利用效率的永磁吸盘。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种永磁吸盘，其包括外壳，外壳上设有两个圆孔，两个圆孔通过隔块隔离；各圆孔中均安装有一个转轴，转轴平行内嵌有两个条形磁体，两个条形磁体的侧面通过第一隔磁片隔离设置；同一第一隔磁片两侧的两个条形磁体的充磁方向相反；且在转轴的轴向上，两个条形磁体与第一隔磁片等长设置；在条形磁体的充磁方向上，转轴的两侧均设有两个轴扁身，两个轴扁身的间距等于两个条形磁体和第一隔磁片的宽度之和；位于转轴正下方的外壳内嵌有两个镶块，两个镶块通过第二隔磁片隔离设置，两个镶块的上表面为圆孔的内壁面，两个镶块的下表面为吸附面；第一隔磁片和第二隔磁片均由绝磁材料制成，转轴、隔块和镶块均由导磁材料制成。
当转动转轴，使第一隔磁片和第二隔磁片相接触并对接，从而完全阻隔位于两侧的两个条形磁体和两个镶块，磁力线从第一个条形磁体的N极出来，经过转轴、同侧的镶块及铁磁性工件，再经过另一侧的镶块、转轴、第二个条形磁体的S极、N极以及第一个条形磁体的S极，并最终返回至第一个条形磁体的N极，从而形成封闭的磁力线，使外壳的工作极面位于磁场中，且两个镶块的下表面为吸附面，这样就可把工件吸附起来。
旋转两个转轴，使两个第一隔磁片相对设置，从而使四个条形磁体通过隔块和转轴形成永磁吸盘内部磁路的闭合回路，从而使得永磁吸盘的工作极面不位于磁场中，所以对工件不会产生吸力，从而顺利实现工件卸载。
永磁吸盘在使用时，由于被吸附工件表面可能的缺陷，比如铁锈或磕碰，使永磁吸盘与工件之间产生间隙。ANSYS软件对拥有相同永磁材料的传统永磁吸盘及本发明采用的新型结构的永磁吸盘分析相比(本发明的新结构四条12mm×12mm×100mm条形磁体\现有技术的结构采用类似的两条12mm×12mm×200mm条形磁体)：当本发明的工作极面与工件表面的间隙分别为0.1mm、0.15mm、0.25mm、0.5mm时，新型吸盘的吸力为传统吸盘吸力的185.4％、147.6％、112.7％、112.7％。从分析结果看，当间隙值较大时，新型永磁吸盘比传统吸盘吸力大12.7％；当间隙较小时(更接近实际工况)，新型永磁吸盘比传统吸盘吸力要大得多(超过50％以上)，从而可减小条形磁体的外形尺寸，使产品实现轻量化、提高产品制造工艺性并降低其制造成本，以及提高条形磁体的利用效率。
另外，传统吸盘对吸盘壳体材料的导磁性有严格要求，而本发明的永磁吸盘的外壳材料对吸盘性能没有影响，所以可以采用的铸铁、或非金属材料，并通过工艺性及效率更好的模具来制作。
具体地，转轴一端安装有齿轮，两个齿轮相互啮合，通过齿轮旋转调整，可方便使得转轴的转向位置正确调整到位，从而精确地调整两个条形磁体的方位。
作为优选，绝磁材料为铝合金，材质轻；或绝磁材料为黄铜，性能更好；导磁材料为45号钢，导磁性好，但材料不限于此，也可采用其他材料。条形磁体由Nd-Fe-B材料制成，牌号N40，该零件可在专业厂家定做。
进一步地，第一隔磁片和第二隔磁片均沿圆孔径向设置，方便第一隔磁片和第二隔磁片的中心平面对接重合，从而可完全阻隔位于两侧的两个条形磁体和两个镶块的磁力线。
本发明的一种永磁吸盘的有益效果是：可减小条形磁体的外形尺寸，使产品实现轻量化、提高产品制造工艺性并降低其制造成本，以及提高条形磁体的利用效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有的永磁吸盘的结构示意图；
图2是本发明的一种永磁吸盘的半剖示图；
图3是本发明的一种永磁吸盘的处于吸料状态时的示意图；
图4是本发明的一种永磁吸盘的处于未吸料状态时的示意图。
其中:1.外壳；2.圆孔；3.隔块；4.转轴，401.轴扁身；5.条形磁体；6.第一隔磁片；7.镶块；8.第二隔磁片；9.齿轮；10.第一永磁体；11.立轴；12.吸盘壳体；13.第二永磁体。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图2-图4所示的本发明的一种永磁吸盘的具体实施例，其包括外壳1，外壳1上设有两个圆孔2，两个圆孔2通过隔块3隔离；各圆孔2中均安装有一个转轴4，转轴4平行内嵌有两个条形磁体5，两个条形磁体5的侧面通过第一隔磁片6隔离设置；同一第一隔磁片6两侧的两个条形磁体5的充磁方向相反；且在转轴4的轴向上，两个条形磁体5与第一隔磁片6等长设置；在条形磁体5的充磁方向上，转轴4的两侧均设有两个轴扁身401，两个轴扁身401的间距等于两个条形磁体5和第一隔磁片6的宽度之和；位于转轴4正下方的外壳1内嵌有两个镶块7，两个镶块7通过第二隔磁片8隔离设置，两个镶块7的上表面为圆孔2的内壁面，两个镶块7的下表面为吸附面；第一隔磁片6和第二隔磁片8均由绝磁材料制成，转轴4、隔块3和镶块7均由导磁材料制成。
当转动转轴4，使第一隔磁片6和第二隔磁片8相接触并对接，从而完全阻隔位于两侧的两个条形磁体5和两个镶块7，使条形磁体5处于图3所示的状态，磁力线从第一个条形磁体5的N极出来，经过转轴4、同侧的镶块7及铁磁性工件，再经过另一侧的镶块7、转轴4、第二个条形磁体5的S极、N极以及第一个条形磁体5的S极，并最终返回至第一个条形磁体5的N极，从而形成封闭的磁力线，使外壳1的工作极面位于磁场中，且两个镶块7的下表面为吸附面，这样就可把工件吸附起来。
旋转两个转轴4，使两个第一隔磁片6相对设置，从而使四个条形磁体5通过隔块3和转轴4形成永磁吸盘内部磁路的闭合回路，如图4所示，从而使得永磁吸盘的工作极面不位于磁场中，所以对工件不会产生吸力，从而顺利实现工件卸载。
永磁吸盘在使用时，由于被吸附工件表面可能的缺陷，比如铁锈或磕碰，使永磁吸盘与工件之间产生间隙。ANSYS软件对拥有相同永磁材料的传统永磁吸盘及本实施例采用的新型结构的永磁吸盘分析相比(本实施例的新结构四条12mm×12mm×100mm条形磁体5\现有技术的结构采用类似的两条12mm×12mm×200mm条形磁体5)：当本实施例的工作极面与工件表面的间隙分别为0.1mm、0.15mm、0.25mm、0.5mm时，新型吸盘的吸力为传统吸盘吸力的185.4％、147.6％、112.7％、112.7％。从分析结果看，当间隙值较大时，新型永磁吸盘比传统吸盘吸力大12.7％；当间隙较小时(更接近实际工况)，新型永磁吸盘比传统吸盘吸力要大得多(超过50％以上)，从而可减小条形磁体5的外形尺寸，使产品实现轻量化、提高产品制造工艺性并降低其制造成本，以及提高条形磁体5的利用效率。
另外，传统吸盘对吸盘壳体12材料的导磁性有严格要求，而本实施例的永磁吸盘的外壳1材料对吸盘性能没有影响，所以可以采用的铸铁、或非金属材料，并通过工艺性及效率更好的模具来制作。
具体地，转轴4一端安装有齿轮9，两个齿轮9相互啮合，通过齿轮9旋转调整，可方便使得转轴4的转向位置正确调整到位，从而精确地调整两个条形磁体5的方位。
作为优选，绝磁材料为铝合金，材质轻；或绝磁材料为黄铜，性能更好；导磁材料为45号钢，导磁性好，但材料不限于此，也可采用其他材料。条形磁体5由Nd-Fe-B材料制成，牌号N40，该零件可在专业厂家定做。
进一步地，第一隔磁片6和第二隔磁片8均沿圆孔2径向设置，方便第一隔磁片6和第二隔磁片8的中心平面对接重合，从而可完全阻隔位于两侧的两个条形磁体5和两个镶块7的磁力线。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种永磁吸盘，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)上设有两个圆孔(2)，两个圆孔(2)通过隔块(3)隔离；各圆孔(2)中均安装有一个转轴(4)，所述转轴(4)平行内嵌有两个条形磁体(5)，两个条形磁体(5)的侧面通过第一隔磁片(6)隔离设置；同一第一隔磁片(6)两侧的两个条形磁体(5)的充磁方向相反；且在转轴(4)的轴向上，两个条形磁体(5)与第一隔磁片(6)等长设置；在条形磁体(5)的充磁方向上，所述转轴(4)的两侧均设有两个轴扁身(401)，两个轴扁身(401)的间距等于两个条形磁体(5)和第一隔磁片(6)的宽度之和；位于转轴(4)正下方的外壳(1)内嵌有两个镶块(7)，两个镶块(7)通过第二隔磁片(8)隔离设置，两个镶块(7)的上表面为圆孔(2)的内壁面，两个镶块(7)的下表面为吸附面；所述第一隔磁片(6)和第二隔磁片(8)均由绝磁材料制成，所述转轴(4)、隔块(3)和镶块(7)均由导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种永磁吸盘，其特征在于：所述转轴(4)一端安装有齿轮(9)，两个齿轮(9)相互啮合。
3.根据权利要求1或2所述的一种永磁吸盘，其特征在于：所述绝磁材料为铝合金或黄铜，所述导磁材料为45号钢，所述条形磁体(5)由Nd-Fe-B材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种永磁吸盘，其特征在于：所述第一隔磁片(6)和第二隔磁片(8)均沿圆孔(2)径向设置。
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