CN108832839A - 一种基于梁振动电磁驱动马达装置 - Google Patents

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李磊
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Abstract

本发明提供一种基于梁振动的电磁驱动马达装置,由电磁驱动系统、动力输出系统和马达启动停止系统三部分组成。对开启电磁铁进行通电操作,开启电磁铁通电,开启电磁铁产生电磁力,吸引铁磁性质量块向下运动,质量块带动梁产生弯曲变形,设计梁变形对应的连杆上端到达下止点,闭合电源开关;对开启电磁铁进行断电操作,开启电磁铁断电,开启电磁铁对质量块产生的电磁引力消失,梁在弹性力作用下向上运动,质量块推动连杆做平面运动,连杆推动惯性轮做定轴转动。本发明提供一种悬臂梁振动转化为惯性轮定轴转动的运动转化装置。

Description

一种基于梁振动电磁驱动马达装置
技术领域
本发明涉及一种电磁驱动马达装置,特别是一种基于梁振动的电磁驱动马达装置,属于微机械马达领域。
背景技术
随着机电系统等高新技术的迅速发展,要求机电驱动电机具有体积小、重量轻、高速等性能。传统电磁旋转电机在某些方面很难达到其发展要求,促使人们开发新原理、新结构的微型马达。电磁旋转马达利用磁极间产生的引力和斥力,把电能转换成机械能,但是旋转结构复杂,转子和定子质量较大,控制电路复杂,制造成本较高。目前的电磁马达多以旋转型电机和直线电机为主,结构复杂,影响了其工作稳定性,另外,还存在输出转矩小,驱动电压大,工作稳定性差和使用寿命短等问题。
发明内容
针对电磁驱动马达现有技术存在的缺陷,本发明提出一种基于梁振动的电磁驱动马达装置,由电磁驱动系统、动力输出系统和马达启动停止系统三部分组成。
电磁驱动系统由固定端、电源开关、直流电源、上电磁铁、上电磁铁接触弹簧开关、上永磁铁、梁、下永磁铁、下电磁铁接触弹簧开关和下电磁铁组成;固定端与底座连接,梁左端与固定端固定连接,右端与质量块固定连接,梁上表面和下表面分别安装上永磁铁和下永磁铁,上永磁铁和下永磁铁均为上端N极,下端S极,宽度与梁等宽,长度与上电磁铁和下电磁铁相等;上永磁铁与上电磁铁间距等于下永磁铁与下电磁铁间距,以梁轴线为对称轴对称分布,上电磁铁和下电磁铁分别与底座固定;上电磁铁接触弹簧开关固定在上电磁铁中央,下电磁铁接触弹簧开关固定在下电磁铁中央,上电磁铁接触弹簧开关和下电磁铁接触弹簧开关独自接通上电磁铁和下电磁铁,上电磁铁接触弹簧开关与上永磁铁接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合,下电磁铁接触弹簧开关与下永磁铁接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合;电源开关左端连接下电磁铁,右端连接直流电源,直流电源右端连接上电磁铁。
动力输出系统质量块、质量块铰链、惯性轮铰链、连杆、连杆铰链和惯性轮组成,连杆下端通过质量块铰链与质量块连接,上端通过连杆铰链与惯性轮连接,惯性轮轮心通过惯性轮铰链与底座连接。
马达启动系统由开启电磁铁、质量块和梁组成,开启电磁铁位于质量块正下方。
机械马达工作原理表述如下:对开启电磁铁进行通电操作,开启电磁铁通电,开启电磁铁产生电磁力,吸引铁磁性质量块向下运动,质量块带动梁产生弯曲变形,设计梁变形对应的连杆上端到达下止点,闭合电源开关;对开启电磁铁进行断电操作,开启电磁铁断电,开启电磁铁对质量块产生的电磁引力消失,梁在弹性力作用下向上运动,质量块推动连杆做平面运动,连杆推动惯性轮做定轴转动。
梁向上运动,下电磁铁接触弹簧开关与粘贴在梁下表面的下永磁铁脱离接触,下电磁铁接触弹簧开关闭合,上电磁铁和下电磁铁通电,下电磁铁形成上端S极下端N极的电磁场;与下永磁铁极性相反,上电磁铁产生上端N极下端S极的电磁场,与上永磁铁极性相同,梁受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向上振动,越过平衡位置,向上振动。
梁向上运动,上电磁铁接触弹簧开关与固定在梁上表面的上永磁铁接触,上电磁铁接触弹簧开关断开,上电磁铁和下电磁铁断电,梁不受电磁力作用,向上做减速振动,达到上止点时速度为零,连杆在梁弹性力作用下做向下的平面运动,推动惯性轮做定轴转动。
梁向下运动,上电磁铁接触弹簧开关与固定在梁上表面的上永磁铁脱离接触,上电磁铁接触弹簧开关闭合,上电磁铁和下电磁铁通电,下电磁铁形成上端N极下端S极的电磁场,与下永磁铁极性相同,上电磁铁产生上端S极下端N极的电磁场,与上电磁铁极性相反;梁受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向下振动,越过平衡位置,向下振动。
梁向下运动,下电磁铁接触弹簧开关与固定在梁上的上永磁铁接触,上电磁铁接触弹簧开关断开,上电磁铁和下电磁铁断电,梁不受电磁力作用,做向下减速振动,达到下止点时速度为零,连杆在梁弹性力作用下做向上的平面运动,推动惯性轮做定轴转动。
电磁马达做周期性重复运动,驱动惯性轮转动。断开直流电源开关,电磁铁通电结束,电磁马达在自身阻尼作用下运动幅值逐步减小,直到静止,电磁马达转动停止。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.利用振动梁位移放大效应,梁右端质量块产生振动位移,能将梁的振动转化为驱动惯性轮的转动运动。
2.提供一种悬臂梁振动转化为惯性轮定轴转动的运动转化装置,将电磁能转化为梁的机械能,再换化为惯性轮的机械能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
附图1基于梁振动的电磁驱动马达装置图;
图中,1、固定端,2、电源开关,3、直流电源,4、上电磁铁,5、上电磁铁接触弹簧开关,6、上永磁铁,7、梁,8、下永磁铁,9、下电磁铁接触弹簧开关,10、下电磁铁,11、开启电磁铁,12、质量块,13、质量块铰链,14、惯性轮铰链,15、连杆,16、连杆铰链,17、惯性轮
具体实施方案
下面结合附图1对本发明进一步说明:
本发明提出一种基于梁振动的电磁驱动马达装置,由电磁驱动系统、动力输出系统和马达启动停止系统三部分组成。电磁驱动系统由固定端1、电源开关2、直流电源3、上电磁铁4、上电磁铁接触弹簧开关5、上永磁铁6、梁7、下永磁铁8、下电磁铁接触弹簧开关9和下电磁铁10组成;固定端1与底座连接,梁7左端与固定端1固定连接,右端与质量块12固定连接,梁7上表面和下表面分别安装上永磁铁6和下永磁铁8,上永磁铁6和下永磁铁8均为上端N极,下端S极,宽度与梁7等宽,长度与上电磁铁4和下电磁铁10相等;上永磁铁6与上电磁铁4间距等于下永磁铁8与下电磁铁10间距,以梁7轴线为对称轴对称分布,上电磁铁4和下电磁铁10分别与底座固定;上电磁铁接触弹簧开关5固定在上电磁铁4中央,下电磁铁接触弹簧开关9固定在下电磁铁10中央,上电磁铁接触弹簧开关5和下电磁铁接触弹簧开关9独自接通上电磁铁4和下电磁铁10,上电磁铁接触弹簧开关5与上永磁铁6接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合,下电磁铁接触弹簧开关9与下永磁铁8接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合;电源开关2左端连接下电磁铁10,右端连接直流电源3,直流电源3右端连接上电磁铁4。
动力输出系统质量块12、质量块铰链13、惯性轮铰链14、连杆15、连杆铰链16和惯性轮17组成,连杆15下端通过质量块铰链13与质量块12连接,上端通过连杆铰链16与惯性轮17连接,惯性轮17轮心通过惯性轮铰链14与底座连接。
马达启动系统由开启电磁铁11、质量块12和梁7组成,开启电磁铁11位于质量块12正下方。
机械马达工作原理表述如下:对开启电磁铁11进行通电操作,开启电磁铁11通电,开启电磁铁11产生电磁力,吸引铁磁性质量块12向下运动,质量块12带动梁7产生弯曲变形,设计梁7变形对应的连杆15上端到达下止点,闭合电源开关2;对开启电磁铁11进行断电操作,开启电磁铁11断电,开启电磁铁11对质量块12产生的电磁引力消失,梁7在弹性力作用下向上运动,质量块12推动连杆15做平面运动,连杆15推动惯性轮17做定轴转动。
梁7向上运动,下电磁铁接触弹簧开关9与粘贴在梁7下表面的下永磁铁8脱离接触,下电磁铁接触弹簧开关9闭合,上电磁铁4和下电磁铁10通电,下电磁铁10形成上端S极下端N极的电磁场;与下永磁铁8极性相反,上电磁铁4产生上端N极下端S极的电磁场,与上永磁铁6极性相同,梁7受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向上振动,越过平衡位置,向上振动。
梁7向上运动,上电磁铁接触弹簧开关5与固定在梁7上表面的上永磁铁6接触,上电磁铁接触弹簧开关5断开,上电磁铁4和下电磁铁10断电,梁7不受电磁力作用,向上做减速振动,达到上止点时速度为零,连杆15在梁7弹性力作用下做向下的平面运动,推动惯性轮17做定轴转动。
梁7向下运动,上电磁铁接触弹簧开关5与固定在梁7上表面的上永磁铁6脱离接触,上电磁铁接触弹簧开关5闭合,上电磁铁4和下电磁铁10通电,下电磁铁10形成上端N极下端S极的电磁场,与下永磁铁8极性相同,上电磁铁4产生上端S极下端N极的电磁场,与上电磁铁4极性相反;梁7受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向下振动,越过平衡位置,向下振动。
梁7向下运动,下电磁铁接触弹簧开关9与固定在梁7上的上永磁铁6接触,上电磁铁接触弹簧开关5断开,上电磁铁4和下电磁铁10断电,梁7不受电磁力作用,做向下减速振动,达到下止点时速度为零,连杆15在梁7弹性力作用下做向上的平面运动,推动惯性轮17做定轴转动。
电磁马达做周期性重复运动,驱动惯性轮17转动。断开直流电源开关2,电磁铁通电结束,电磁马达在自身阻尼作用下运动幅值逐步减小,直到静止,电磁马达转动停止。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则内,所作的任何修改、等同替换以及改进,均应包含在本发明所述的保护范围之内。

Claims (1)

1.本发明专利提供一种基于梁振动的电磁驱动马达装置,由电磁驱动系统、动力输出系统和马达启动停止系统三部分组成;电磁驱动系统由固定端(1)、电源开关2、直流电源(3)、上电磁铁(4)、上电磁铁接触弹簧开关(5)、上永磁铁(6)、梁(7)、下永磁铁(8)、下电磁铁接触弹簧开关(9)和下电磁铁(10)组成;固定端(1)与底座连接,梁(7)左端与固定端(1)固定连接,右端与质量块(12)固定连接,梁(7)上表面和下表面分别安装上永磁铁(6)和下永磁铁(8),上永磁铁(6)和下永磁铁(8)均为上端N极,下端S极,宽度与梁(7)等宽,长度与上电磁铁(4)和下电磁铁(10)相等;上永磁铁(6)与上电磁铁(4)间距等于下永磁铁(8)与下电磁铁(10)间距,以梁(7)轴线为对称轴对称分布,上电磁铁(4)和下电磁铁(10)分别与底座固定;上电磁铁接触弹簧开关(5)固定在上电磁铁(4)中央,下电磁铁接触弹簧开关(9)固定在下电磁铁(10)中央,上电磁铁接触弹簧开关(5)和下电磁铁接触弹簧开关(9)独自接通上电磁铁(4)和下电磁铁(10),上电磁铁接触弹簧开关(5)与上永磁铁(6)接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合,下电磁铁接触弹簧开关(9)与下永磁铁(8)接触时,开关断开,脱离接触时,开关闭合;电源开关(2)左端连接下电磁铁(10),右端连接直流电源(3),直流电源(3)右端连接上电磁铁(4);动力输出系统质量块(12)、质量块铰链(13)、惯性轮铰链(14)、连杆(15)、连杆铰链(16)和惯性轮(17)组成,连杆(15)下端通过质量块铰链(13)与质量块(12)连接,上端通过连杆铰链(16)与惯性轮(17)连接,惯性轮(17)轮心通过惯性轮铰链(14)与底座连接;马达启动系统由开启电磁铁(11)、质量块(12)和梁(7)组成,开启电磁铁(11)位于质量块(12)正下方;
机械马达工作过程表述如下:对开启电磁铁(11)进行通电操作,开启电磁铁(11)通电,开启电磁铁(11)产生电磁力,吸引铁磁性质量块(12)向下运动,质量块(12)带动梁(7)产生弯曲变形,设计梁(7)变形对应的连杆(15)上端到达下止点,闭合电源开关(2);对开启电磁铁(11)进行断电操作,开启电磁铁(11)断电,开启电磁铁(11)对质量块(12)产生的电磁引力消失,梁(7)在弹性力作用下向上运动,质量块(12)推动连杆(15)做平面运动,连杆(15)推动惯性轮(17)做定轴转动;
梁(7)向上运动,下电磁铁接触弹簧开关(9)与粘贴在梁(7)下表面的下永磁铁(8)脱离接触,下电磁铁接触弹簧开关(9)闭合,上电磁铁(4)和下电磁铁(10)通电,下电磁铁(10)形成上端S极下端N极的电磁场;与下永磁铁(8)极性相反,上电磁铁(4)产生上端N极下端S极的电磁场,与上永磁铁(6)极性相同,梁(7)受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向上振动,越过平衡位置,向上振动;
梁(7)向上运动,上电磁铁接触弹簧开关(5)与固定在梁(7)上表面的上永磁铁(6)接触,上电磁铁接触弹簧开关(5)断开,上电磁铁(4)和下电磁铁(10)断电,梁(7)不受电磁力作用,向上做减速振动,达到上止点时速度为零,连杆(15)在梁(7)弹性力作用下做向下的平面运动,推动惯性轮(17)做定轴转动;
梁(7)向下运动,上电磁铁接触弹簧开关(5)与固定在梁(7)上表面的上永磁铁(6)脱离接触,上电磁铁接触弹簧开关(5)闭合,上电磁铁(4)和下电磁铁(10)通电,下电磁铁(10)形成上端N极下端S极的电磁场,与下永磁铁(8)极性相同,上电磁铁(4)产生上端S极下端N极的电磁场,与上电磁铁(4)极性相反;梁(7)受电磁力作用,在电磁力和弹性力作用下向下振动,越过平衡位置,向下振动;
梁(7)向下运动,下电磁铁接触弹簧开关(9)与固定在梁(7)上的上永磁铁(6)接触,上电磁铁接触弹簧开关(5)断开,上电磁铁(4)和下电磁铁(10)断电,梁(7)不受电磁力作用,做向下减速振动,达到下止点时速度为零,连杆(15)在梁(7)弹性作用下做向上的平面运动,推动惯性轮(17)做定轴转动;
电磁马达做周期性重复运动,驱动惯性轮(17)转动;断开直流电源开关(2),电磁铁通电结束,电磁马达在自身阻尼作用下运动幅值逐步减小,直到静止,电磁马达转动停止。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639955A (zh) * 2002-03-11 2005-07-13 精爱普生株式会社 转动/移动转换致动器
CN103244603A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 青岛理工大学 板梁结构振动的主动电磁控制系统
CN106787586A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 尹梓又 一种电磁式驱动发动机
EP3301730A1 (de) * 2016-09-29 2018-04-04 Airbus Defence and Space GmbH Energiewandlervorrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639955A (zh) * 2002-03-11 2005-07-13 精爱普生株式会社 转动/移动转换致动器
CN103244603A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 青岛理工大学 板梁结构振动的主动电磁控制系统
EP3301730A1 (de) * 2016-09-29 2018-04-04 Airbus Defence and Space GmbH Energiewandlervorrichtung
CN106787586A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 尹梓又 一种电磁式驱动发动机

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