CN108626209B - 一种电磁弹性锁紧装置 - Google Patents
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Abstract
一种电磁弹性锁紧装置，包括锁止线圈，锁止线圈绕在磁芯外壁上，磁芯外壁上装有绝缘板，缠有锁止线圈的磁芯插在锁止壳体内，磁芯上端与锁止壳体上端相连，锁止壳体底面设有导柱安装螺纹孔，锁止壳体底面设有弹簧壳体安装盲孔，吸合板上装有锁紧弹簧，吸合板上活动插装有导柱，导柱上端安装在导柱安装螺纹孔内，锁紧弹簧处于压缩状态，吸合板顶面与锁止壳体底面之间存在间隙S1，屏蔽罩下端口外沿设有压板，屏蔽罩上端先穿过吸合板再穿插在磁芯内，屏蔽罩上端通过连接环与锁止壳体上端相连，压板底面内圈设有内圈螺孔，压板底面外圈设有外圈螺孔，锁紧压板上端口设有连接部，连接部穿过相邻两个压板之间间隙与吸合板相连。适用于陀螺定向仪的锁紧。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，特别涉及一种电磁弹性锁紧装置。
背景技术
陀螺定向仪的原理是利用地球自转而使敏感元件上安装的陀螺电机产生进动性及定轴性，来自动确定地球真北方向，为保证敏感元件的测试精度，敏感元件要转至多个角度位置进行测试，再对测试数据进行筛选平均等数据处理后，来提高测试精度。为保证敏感元件测试精度的可靠性，敏感元件在二种状态下需要进行锁紧：一是在敏感元件旋转至下一工作位置前，主要是为了防止敏感元件转动时，位置发生微小变化；二是在整个陀螺定向仪存放及运输时，防止敏感元件不发生较大的位置变动或损坏。
目前，国内生产的陀螺定向仪中，其内部敏感元件的锁紧方式有很多种，主要有电机锁紧、螺母锁紧、气动锁紧和插销锁紧等形式，这些锁紧方式都能实现对敏感元件的锁紧，但这些锁紧机构的主要缺点是：机构及控制电路复杂，要通过与传感器进行配合使用；机构长期工作的可靠性较差；机构空间占用大，不利于产品的小型化。
除了以上锁紧机构，国内常用的适合于陀螺定向仪敏感元件用的锁紧机构中，还有齿盘式锁紧机构，端齿盘式锁紧机构主要是加工一对高精度齿盘分别安装在锁紧轴端面和锁紧机构的端面，利用相互啮合的齿轮进行锁紧，这种机构的优点是锁紧后的稳定性较好，可靠性高，缺点是成本高，整个机构占用轴向空间尺寸较大，设备内部的空间利用率较差。
而国外生产的陀螺定向仪中，其内部敏感元件的锁紧，大部分采用的是步进电机控制杠杆进行联动的锁紧方式，这种方式的优点是：结构紧凑、可靠性较高，但这种装置生产成本高，装配精度要求高，适合于大批量生产。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，而提供一种电磁弹性锁紧装置。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：一种电磁弹性锁紧装置，包括：锁止器、筒状结构的锁紧压板、连接环和筒状结构的屏蔽罩，其中，所述锁止器包括筒状结构的磁芯、锁紧弹簧、导柱、吸合板、绝缘板、筒状结构的锁止壳体和锁止线圈，所述锁止线圈缠绕在所述磁芯的外壁上，且所述磁芯的外壁上对应所述锁止线圈的上端面的位置装有所述绝缘板，缠有所述锁止线圈的所述磁芯插装在所述锁止壳体内，所述磁芯的上端与所述锁止壳体的上端相连，所述锁止壳体的底面沿圆周方向间隔设有用于安装所述导柱的导柱安装螺纹孔，所述锁止壳体的底面沿圆周方向间隔设有用于安装所述锁紧弹簧的弹簧壳体安装盲孔，所述吸合板上对应所述弹簧壳体安装盲孔的位置安装有所述锁紧弹簧，所述吸合板上对应所述导柱安装螺纹孔的位置活动插装有所述导柱，所述导柱上端固定安装在所述导柱安装螺纹孔内，锁紧状态时，所述锁紧弹簧处于压缩状态，所述吸合板顶面与所述锁止壳体底面之间存在间隙S1，所述屏蔽罩的下端口外沿沿圆周方向设有压板，所述屏蔽罩上端先穿过所述吸合板再穿插在所述磁芯内，且所述屏蔽罩上端通过所述连接环与所述锁止壳体上端相连，所述压板底面内圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的悬浮控制线圈相连的内圈螺孔，所述压板底面外圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的基座相连的外圈螺孔，所述锁紧压板的上端口对应相邻两个所述压板之间间隙的位置设有连接部，所述连接部穿过相邻两个所述压板之间间隙与所述吸合板相连。
通过在同轴布置的锁止壳体与屏蔽罩之间安装缠有锁止线圈的磁芯，并在锁止壳体底面上安装可上下移动的吸合板，再在吸合板与锁止壳体之间加设锁紧弹簧，最后再在吸合板上安装锁紧压板，这样，当锁紧状态时，锁紧压板在自重和锁紧弹簧的弹力作用下将陀螺定向仪的敏感元件压紧，从而达到锁紧目的，当解锁状态时，锁止线圈通电，吸合板在磁力作用下带动锁紧压板向上移动，陀螺定向仪的敏感元件解除压紧，从而达到解锁目的，由此可见，本锁紧装置结构紧凑简单、成本低且使用方便；同时，由于磁芯内装有屏蔽罩，所以锁止线圈所产生的磁场小于30A/m，其并不会对陀螺定向仪中敏感元件的正常工作产生影响。
在上述方案中，所述吸合板位于所述锁止壳体底面与所述压板顶面之间，锁紧状态时，所述锁止壳体底面与所述压板顶面之间存在间隙S。通过将锁止壳体底面与压板顶面之间设计间隙S，这样可调节导柱拧入导柱安装螺纹孔的深度来调整吸合板的上下移动行程，从而能调节锁紧压板的锁紧行程，以适用于不同型号的陀螺定向仪。
在上述方案中，所述磁芯、所述锁止壳体和所述屏蔽罩均同轴布置。
在上述方案中，所述磁芯的上端与所述锁止壳体的上端之间通过沉头螺钉相连。
在上述方案中，所述磁芯的顶面设有与所述锁止线圈相连的接线端子，所述锁止壳体和所述连接环上对应所述接线端子的位置均设有接线孔。通过将接线端子设计在磁芯的顶面上，这样方便了接线。
在上述方案中，所述锁止壳体和所述吸合板的外壁上分别设有方便走线的走线槽。通过在锁止壳体和吸合板的外壁上分别加设走线槽，这样方便了走线。
在上述方案中，所述磁芯、所述吸合板及所述锁止壳体均采用磁导材料制成，所述锁紧压板、所述连接环、所述屏蔽罩、所述锁紧弹簧、所述导柱、所述接线端子和所述绝缘板均采用无磁性材料制成。
在上述方案中，所述锁止壳体的内壁上涂有胶水。通过在锁止壳体的内壁上加设胶水层，这样加固了缠有锁止线圈的磁芯的安装的稳固性。
在上述方案中，所述间隙S1为1～3mm，所述间隙S为1～5mm。
在上述方案中，所述吸合板的底面上对应所述导柱安装螺纹孔的位置设有倒T型孔，所述导柱活动插装在所述倒T型孔内。通过设计倒T型孔，这样能使得本装置更紧凑。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、通过在同轴布置的锁止壳体与屏蔽罩之间安装缠有锁止线圈的磁芯，并在锁止壳体底面上安装可上下移动的吸合板，再在吸合板与锁止壳体之间加设锁紧弹簧，最后再在吸合板上安装锁紧压板，这样，当锁紧状态时，锁紧压板在自重和锁紧弹簧的弹力作用下将陀螺定向仪的敏感元件压紧，从而达到锁紧目的，当解锁状态时，锁止线圈通电，吸合板在磁力作用下带动锁紧压板向上移动，陀螺定向仪的敏感元件解除压紧，从而达到解锁目的，由此可见，本锁紧装置结构紧凑简单、成本低且使用方便；
2、由于磁芯内装有屏蔽罩，所以锁止线圈所产生的磁场小于30A/m，其并不会对陀螺定向仪中敏感元件的正常工作产生影响；
3、通过将锁止壳体底面与压板顶面之间设计间隙S，这样可调节导柱拧入导柱安装螺纹孔的深度来调整吸合板的上下移动行程，从而能调节锁紧压板的锁紧行程，以适用于不同型号的陀螺定向仪；
4、通过将接线端子设计在磁芯的顶面上，这样方便了接线；
5、通过在锁止壳体和吸合板的外壁上分别加设走线槽，这样方便了走线；
6、通过在锁止壳体的内壁上加设胶水层，这样加固了缠有锁止线圈的磁芯的安装的稳固性；
7、通过设计倒T型孔，这样能使得本装置更紧凑。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的剖面结构示意图；
图3是本发明中锁止器的剖面结构示意图；
图4是本发明中锁止器的另一剖面结构示意图；
图5是本发明的轴侧结构示意图；
图6是本发明的另一轴侧结构示意图；
图7是本发明的爆炸结构示意图；
图8是本发明的锁紧状态结构示意图；
图9是本发明的解锁状态结构示意图。
图中，锁止器1，磁芯1a，锁紧弹簧1b，导柱1c，吸合板1d，接线端子1e，绝缘板1f，锁止壳体1g，锁止线圈1h，锁紧压板2，连接部2a，连接环3，屏蔽罩4，压板4a。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供的一种电磁弹性锁紧装置，包括：锁止器1、筒状结构的锁紧压板2、连接环3和筒状结构的屏蔽罩4，其中，所述锁止器1包括筒状结构的磁芯1a、锁紧弹簧1b、导柱1c、吸合板1d、绝缘板1f、筒状结构的锁止壳体1g和锁止线圈1h，所述锁止线圈1h缠绕在所述磁芯1a的外壁上，且所述磁芯1a的外壁上对应所述锁止线圈1h的上端面的位置装有所述绝缘板1f，缠有所述锁止线圈1h的所述磁芯1a插装在所述锁止壳体1g内，所述磁芯1a的上端与所述锁止壳体1g的上端相连，所述锁止壳体1g的底面沿圆周方向间隔设有若干个用于安装所述导柱1c的导柱安装螺纹孔，所述锁止壳体1g的底面沿圆周方向间隔设有若干个用于安装所述锁紧弹簧1b的弹簧壳体安装盲孔，所述吸合板1d上对应所述弹簧壳体安装盲孔的位置安装有所述锁紧弹簧1b，所述吸合板1d上对应所述导柱安装螺纹孔的位置活动插装有所述导柱1c，所述导柱1c上端固定安装在所述导柱安装螺纹孔内，锁紧状态时，所述锁紧弹簧1b处于压缩状态，所述吸合板1d顶面与所述锁止壳体1g底面之间存在间隙S1，所述屏蔽罩4的下端口外沿沿圆周方向设有若干个压板4a，所述屏蔽罩4上端先穿过所述吸合板1d再穿插在所述磁芯1a内，且所述屏蔽罩4上端通过所述连接环3与所述锁止壳体1g上端相连，所述压板4a底面内圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的悬浮控制线圈G相连的内圈螺孔，所述压板4a底面外圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的基座H相连的外圈螺孔，所述锁紧压板2的上端口对应相邻两个所述压板4a之间间隙的位置设有连接部2a，所述连接部2a穿过相邻两个所述压板4a之间间隙与所述吸合板1d相连。
通过在同轴布置的锁止壳体1g与屏蔽罩4之间安装缠有锁止线圈1h的磁芯1a，并在锁止壳体1g底面上安装可上下移动的吸合板1d，再在吸合板1d与锁止壳体1g之间加设锁紧弹簧1b，最后再在吸合板1d上安装锁紧压板2，这样，当锁紧状态时，锁紧压板2在自重和锁紧弹簧1b的弹力作用下将陀螺定向仪的敏感元件F压紧，从而达到锁紧目的，当解锁状态时，锁止线圈1h通电，吸合板1d在磁力作用下带动锁紧压板2向上移动，陀螺定向仪的敏感元件F解除压紧，从而达到解锁目的，由此可见，本锁紧装置结构紧凑简单、成本低且使用方便；同时，由于磁芯1a内装有屏蔽罩4，所以锁止线圈1h所产生的磁场小于30A/m，其并不会对陀螺定向仪中敏感元件F的正常工作产生影响。
上述吸合板1d位于所述锁止壳体1g底面与所述压板4a顶面之间，锁紧状态时，所述锁止壳体1g底面与所述压板4a顶面之间存在间隙S。通过将锁止壳体1g底面与压板4a顶面之间设计间隙S，这样可调节导柱1c拧入导柱安装螺纹孔的深度来调整吸合板1d的上下移动行程，从而能调节锁紧压板2的锁紧行程，以适用于不同型号的陀螺定向仪。所述磁芯1a、所述锁止壳体1g和所述屏蔽罩4均同轴布置。所述磁芯1a的上端与所述锁止壳体1g的上端之间通过沉头螺钉相连。
上述磁芯1a的顶面设有与所述锁止线圈1h相连的接线端子1e，所述锁止壳体1g和所述连接环3上对应所述接线端子1e的位置均设有接线孔。通过将接线端子1e设计在磁芯1a的顶面上，这样方便了接线。所述锁止壳体1g和所述吸合板1d的外壁上分别设有方便走线的走线槽。通过在锁止壳体1g和吸合板1d的外壁上分别加设走线槽，这样方便了走线。锁止器1的供电电缆通过走线槽与接线端子1e进行焊接。
上述磁芯1a、所述吸合板1d及所述锁止壳体1g均采用磁导材料制成，所述锁紧压板2、所述连接环3、所述屏蔽罩4、所述锁紧弹簧1b、所述导柱1c、所述接线端子1e和所述绝缘板1f均采用无磁性材料制成。上述锁紧压板2采用铝棒进行加工，连接环3采用黄铜板进行加工，屏蔽罩4采用铝青铜棒QAL9进行加工。
本实施例中，磁芯1a、吸合板1d及锁止壳体1g采用电工纯铁DT3进行加工，弹簧1b采用锡青铜丝QSi3进行加工，导柱1c采用铜棒H62进行加工，绝缘板1f采用绝缘纸板进行加工，锁止线圈1h采用圆漆包线进行缠绕。
整个锁紧装置，除磁芯1a、吸合板1d及锁止壳体1g采用磁导率较高的电工纯铁DT3进行加工外，其余零件全部采用铜、铝或非金属等无磁性材料进行加工，紧固标准件也采用铜制件进行紧固。
上述锁止壳体1g的内壁上涂有胶水。通过在锁止壳体1g的内壁上加设胶水层，这样加固了缠有锁止线圈1h的磁芯1a的安装的稳固性。所述间隙S1为1～3mm，所述间隙S为1～5mm。所述吸合板1d的底面上对应所述导柱安装螺纹孔的位置设有倒T型孔，所述导柱1c活动插装在所述倒T型孔内。通过设计倒T型孔，这样能使得本装置更紧凑。
安装时，通过锁紧压板2的底面将敏感元件F进行压紧固定，通过屏蔽罩4上的底面将整个锁紧装置与陀螺定向仪的外部壳体进行固定。
本发明所采用的是电磁锁紧方式，电磁锁紧方式一直没在陀螺定向仪中使用，其主要原因是：由于陀螺定向仪中敏感元件F工作时，周围的磁场大小对其工作时影响较大，当敏感元件F工作时，要求周围磁场小于30A/m，而一般锁止器上的电磁线圈通电时，产生的磁场都远远大于30A/m，因而国内生产的陀螺定向仪，在设计内部敏感元件锁紧机构时，都不采用电磁离合的方法进行锁紧，主要是考虑电磁锁紧装置工作时，线圈所产生的磁场对敏感元件F工作会产生一定的影响，最终会影响测试精度。本发明中通过在锁止器1中加入屏蔽罩4，避免了线圈产生的磁场对敏感元件F产生的影响，从而既可解决现有敏感元件锁紧机构结构复杂、可靠性较差的问题，又能够具有较高测试精度。
装配时，将陀螺定向仪的悬浮控制线圈G固定在屏蔽罩4的底面上，陀螺定向仪的基座H也安装在屏蔽罩4的底面上，陀螺定向仪的敏感元件F通过D面与基座H定位。
锁紧时，锁止器1断电，吸合板1d与锁紧压板2在锁紧弹簧1b的作用下降，通过锁紧压板2的底面将敏感元件F固定在基座H的D面上。解锁时，锁止器1通电，吸合板1d与锁紧压板2在磁力作用上升，敏感元件F就可上下进行运动或悬浮，从而达到解锁。
装配后对锁紧装置进行试验验证：对锁止线圈1h进行通电测试，锁止线圈1h启动电流为1A，当锁止壳体1g与吸合板1d贴合后，锁止线圈1h维持电流为20mA。单独对锁止器1进行磁场强度测试(未安装屏蔽罩4时)，锁止线圈1h通电瞬间，内部磁场强度最大为200A/m，锁止线圈1h通电维持时，内部磁场强度为80A/m；对整个锁紧装置(安装屏蔽罩4后)内部进行磁场强度测试，锁止线圈1h通电瞬间，屏蔽罩4内部磁场强度最大为40A/m，锁止线圈1h通电维持时，屏蔽罩4内部磁场强度为20A/m，虽然锁止线圈1h通电瞬间，磁场强度超出磁场强度范围，但由于其工作时间短，且敏感元件工作时，是在锁紧装置处于解锁状态下(即锁止线圈1h通电维持时)，此时的磁场强度小于30A/m。通过试验证明：这种锁紧装置对敏感元件工作没有影响。
本实施例通过在同轴布置的锁止壳体1g与屏蔽罩4之间安装缠有锁止线圈1h的磁芯1a，并在锁止壳体1g底面上安装可上下移动的吸合板1d，再在吸合板1d与锁止壳体1g之间加设锁紧弹簧1b，最后再在吸合板1d上安装锁紧压板2，这样，当锁紧状态时，锁紧压板2在自重和锁紧弹簧1b的弹力作用下将陀螺定向仪的敏感元件F压紧，从而达到锁紧目的，当解锁状态时，锁止线圈1h通电，吸合板1d在磁力作用下带动锁紧压板2向上移动，陀螺定向仪的敏感元件F解除压紧，从而达到解锁目的，由此可见，本锁紧装置结构紧凑简单、成本低且使用方便；由于磁芯1a内装有屏蔽罩4，所以锁止线圈1h所产生的磁场小于30A/m，其并不会对陀螺定向仪中敏感元件F的正常工作产生影响。
另外，本实施例通过将锁止壳体1g底面与压板4a顶面之间设计间隙S，这样可调节导柱1c拧入导柱安装螺纹孔的深度来调整吸合板1d的上下移动行程，从而能调节锁紧压板2的锁紧行程，以适用于不同型号的陀螺定向仪；通过将接线端子1e设计在磁芯1a的顶面上，这样方便了接线；通过在锁止壳体1g和吸合板1d的外壁上分别加设走线槽，这样方便了走线。
最后，本实施例通过在锁止壳体1g的内壁上加设胶水层，这样加固了缠有锁止线圈1h的磁芯1a的安装的稳固性；通过设计倒T型孔，这样能使得本装置更紧凑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，包括：锁止器(1)、筒状结构的锁紧压板(2)、连接环(3)和筒状结构的屏蔽罩(4)，其中，
所述锁止器(1)包括筒状结构的磁芯(1a)、锁紧弹簧(1b)、导柱(1c)、吸合板(1d)、绝缘板(1f)、筒状结构的锁止壳体(1g)和锁止线圈(1h)，所述锁止线圈(1h)缠绕在所述磁芯(1a)的外壁上，且所述磁芯(1a)的外壁上对应所述锁止线圈(1h)的上端面的位置装有所述绝缘板(1f)，缠有所述锁止线圈(1h)的所述磁芯(1a)插装在所述锁止壳体(1g)内，所述磁芯(1a)的上端与所述锁止壳体(1g)的上端相连，所述锁止壳体(1g)的底面沿圆周方向间隔设有用于安装所述导柱(1c)的导柱安装螺纹孔，所述锁止壳体(1g)的底面沿圆周方向间隔设有用于安装所述锁紧弹簧(1b)的弹簧壳体安装盲孔，所述吸合板(1d)上对应所述弹簧壳体安装盲孔的位置安装有所述锁紧弹簧(1b)，所述吸合板(1d)上对应所述导柱安装螺纹孔的位置活动插装有所述导柱(1c)，所述导柱(1c)上端固定安装在所述导柱安装螺纹孔内，锁紧状态时，所述锁紧弹簧(1b)处于压缩状态，所述吸合板(1d)顶面与所述锁止壳体(1g)底面之间存在间隙S1，
所述屏蔽罩(4)的下端口外沿沿圆周方向设有压板(4a)，所述屏蔽罩(4)上端先穿过所述吸合板(1d)再穿插在所述磁芯(1a)内，且所述屏蔽罩(4)上端通过所述连接环(3)与所述锁止壳体(1g)上端相连，所述压板(4a)底面内圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的悬浮控制线圈(G)相连的内圈螺孔，所述压板(4a)底面外圈沿圆周方向设有若干个用于与陀螺定向仪的基座(H)相连的外圈螺孔，所述锁紧压板(2)的上端口对应相邻两个所述压板(4a)之间间隙的位置设有连接部(2a)，所述连接部(2a)穿过相邻两个所述压板(4a)之间间隙与所述吸合板(1d)相连；所述吸合板(1d)位于所述锁止壳体(1g)底面与所述压板(4a)顶面之间，锁紧状态时，所述锁止壳体(1g)底面与所述压板(4a)顶面之间存在间隙S；所述磁芯(1a)、所述锁止壳体(1g)和所述屏蔽罩(4)均同轴布置。
2.根据权利要求1所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述磁芯(1a)的上端与所述锁止壳体(1g)的上端之间通过沉头螺钉相连。
3.根据权利要求1所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述磁芯(1a)的顶面设有与所述锁止线圈(1h)相连的接线端子(1e)，所述锁止壳体(1g)和所述连接环(3)上对应所述接线端子(1e)的位置均设有接线孔。
4.根据权利要求3所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述锁止壳体(1g)和所述吸合板(1d)的外壁上分别设有方便走线的走线槽。
5.根据权利要求3所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述磁芯(1a)、所述吸合板(1d)及所述锁止壳体(1g)均采用磁导材料制成，所述锁紧压板(2)、所述连接环(3)、所述屏蔽罩(4)、所述锁紧弹簧(1b)、所述导柱(1c)、所述接线端子(1e)和所述绝缘板(1f)均采用无磁性材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述锁止壳体(1g)的内壁上涂有胶水。
7.根据权利要求1所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述间隙S1为1～3mm，所述间隙S为1～5mm。
8.根据权利要求1所述的一种电磁弹性锁紧装置，其特征在于，所述吸合板(1d)的底面上对应所述导柱安装螺纹孔的位置设有倒T型孔，所述导柱(1c)活动插装在所述倒T型孔内。
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2018
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