CN108923597B - 一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，包括内芯夹具、底板和隔磁环填充夹具，所述内芯夹具为圆柱形，内芯夹具的顶端延伸有定位凸台，定位凸台插入底板的定位孔内，在内芯夹具与底板之间设有隔磁环填充夹具，内芯夹具位于外磁轭内，外磁轭的下端设有隔磁环，隔磁环为圆环体，隔磁环填充夹具一端位于隔磁环下方；在外磁轭外设有圆柱状的支撑台，支撑台的外壁上安装传动装置，所述内芯夹具与外磁轭中间设有缝隙，在缝隙内设有套筒，套筒的两侧壁设有平面，在平面内安装有齿条，齿条与传动装置啮合。本发明降低电磁直线执行器的安装成本，减少电磁直线执行器的安装风险，提高电磁直线执行器装配效率，提高装配精度。

Description

一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具

技术领域

本发明涉及带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，属于电机领域。

背景技术

电磁直线执行器是基于电磁转换原理驱动自身运动的一种直线执行器机构，与其他直线执行器相比，电磁直线执行器具有高频响、高精度等优势，因而得到了广泛的关注。近年来，在新的需求和新材料、新技术的推动下，尤其是烧结钕铁硼等永磁材料的广泛应用，使电磁直线执行器获得了更大的发展。

现阶段的电磁直线执行器使用高性能永磁材料提供稳定磁场，通过Halbach阵列来增强气隙磁场，Halbach阵列的永磁体分为径向充磁与轴向充磁两种，轴向充磁永磁体为圆环状，可直接黏贴在磁轭上，受目前的生产能力限制，无法完成径向磁化永磁体的磁环辐射状充磁，因此径向磁化的永磁体由多片磁瓦组合成磁环，粘接在磁扼上，由于磁体间互斥力的作用，磁环和磁瓦间不能直接粘贴，操作不当会损坏磁瓦甚至产生危险，对执行器的安装提出了考验；隔磁环是位于电磁直线执行器两端盖和外磁轭之间的环状硬铝合金部件，其存在的目的是减少磁场从端盖和外磁轭之间缝隙的损失量，达到隔磁和防漏磁的效果，隔磁环的存在极大的提高了执行器的输出力和输出力稳定性，但增加了执行器的装配难度。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，降低电磁直线执行器的安装成本，减少电磁直线执行器的安装风险，提高电磁直线执行器装配效率，提高装配精度。将永磁体固定在夹具中，削弱了永磁体间互斥力的作用，保证了磁环和磁瓦间相互拼接的准确性，避免了操作不当引起的磁体破坏。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，包括内芯夹具、底板和隔磁环填充夹具，所述内芯夹具为圆柱形，内芯夹具的顶端延伸有定位凸台，定位凸台插入底板的定位孔内，在内芯夹具与底板之间设有隔磁环填充夹具，内芯夹具位于外磁轭内，外磁轭的下端设有隔磁环，隔磁环为设有圆环凸台的圆环体，隔磁环填充夹具一端位于隔磁环下方；在外磁轭外设有圆柱状的支撑台，支撑台的外壁上安装有第一安装支架和第二安装支架，两根第一转轴分别安装在第一安装支架和第二安装支架上，第一转轴的一端安装有第一齿轮，第一齿轮一端通过轴肩安装在第一转轴上，另一端通过轴套和螺栓固定在第一转轴上，第一转轴的另一端安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，两个第二锥齿轮安装在第二转轴上，第二转轴安装在固定支架上，第二转轴上设有轮齿，第二转轴与第二齿轮啮合，第二齿轮安装在电机轴上；所述内芯夹具与外磁轭中间设有缝隙，在缝隙内填充有永磁铁，在缝隙内设有套筒，套筒的两侧壁设有平面，在平面内安装有齿条，齿条与第一齿轮啮合；当需要安装有永磁铁时，将缠绕内芯夹具一圈的永磁铁放置缝隙内，将套筒压在永磁铁上，将第一齿轮插入第一转轴上，第一齿轮与齿条啮合，依次安装轴套和螺栓，固定第一齿轮，启动电机，带动电机轴转动，从而带动第二转轴转动，第二转轴转动，从而带动两端的第二锥齿轮转动，从而通过第一锥齿轮带动第一转轴转动，第一齿轮转动，带动齿条下移，从而带动套筒下移，将永磁铁压入缝隙中。

作为优选，所述套筒底端安装有压力传感器。

作为优选，所述压力传感器通过无线信号与控制器连接，控制器与电机连接，通过控制器控制电机转动。

作为优选，所述电机为步进电机。

作为优选，所述永磁铁与外磁轭之间设有胶水。

作为优选，所述电机轴与外永磁体转子连接，外永磁体转子的内壁安装有第一永磁体，与第一永磁体对应设置有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体设有间隙，第二永磁体安装在同步回转轴上，同步回转轴通过轴承安装在固定支架上。

为了高效便利的装配电磁直线执行器，减少电磁直线执行器安装过程中不必要的损失，降低安装风险，发明人采用了理论设计与试验对比相匹配的方法，将理论与试验结合在一起，通过试验验证，提出本发明的安装夹具。提高执行器安装效率，降低安装危险的同时，减少电磁直线执行器永磁体安装过程中不必要的破坏和损失，且具有结构简单，制造成本低，可靠性高，装配精度高等优势，能够保证安装夹具具有较大的适用性，为以后批量化生产电磁直线执行器奠定了基础。

有益效果：在本发明的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，电磁直线执行器永磁体装配过程中由于互斥力的存在，磁环和磁瓦间不能直接粘贴，操作不当会损坏磁体甚至造成危险，在考虑电磁直线执行器磁体特性和隔磁环安装位置的基础上，综合考虑电磁直线执行器装配过程中的不确定因素，提高执行器安装效率，降低安装危险的同时，减少电磁直线执行器永磁体安装过程中不必要的破坏和损失。制造成本低，将有效降低电磁直线执行器的安装成本，减少电磁直线执行器的安装风险，提高电磁直线执行器装配效率，提高装配精度，具有重要的战略意义；本发明的电磁直线执行器永磁体安装夹具实际应用后，能够显著提高电磁直线执行器装配效率，为以后批量化生产电磁直线执行器奠定了基础，进而带来较大的经济效益。

附图说明

图1为本发明的主视示意图。

图2为本发明俯视示意图。

图3为本发明中电机示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的一种带隔磁环4的电磁直线执行器永磁体安装夹具，包括内芯夹具1、底板7和隔磁环填充夹具5，所述内芯夹具1为圆柱形，内芯夹具1的顶端延伸有定位凸台，定位凸台插入底板7的定位孔内，在内芯夹具1与底板7之间设有隔磁环填充夹具5，内芯夹具1位于外磁轭3内，外磁轭3的下端设有隔磁环4，隔磁环4为设有圆环凸台的圆环体，隔磁环填充夹具5一端位于隔磁环4下方；在外磁轭3外设有圆柱状的支撑台8，支撑台8的外壁上安装有第一安装支架和第二安装支架，两根第一转轴13分别安装在第一安装支架和第二安装支架上，第一转轴13的一端安装有第一齿轮9，第一齿轮9一端通过轴肩安装在第一转轴13上，另一端通过轴套12和螺栓11固定在第一转轴13上，第一转轴13的另一端安装有第一锥齿轮14，第一锥齿轮14与第二锥齿轮15啮合，两个第二锥齿轮15安装在第二转轴16上，第二转轴16安装在固定支架上，第二转轴16上设有轮齿，第二转轴16与第二齿轮17啮合，第二齿轮17安装在电机轴19上；所述内芯夹具1与外磁轭3中间设有缝隙2，在缝隙2内填充有永磁铁，永磁铁与外磁轭3之间设有胶水，通过胶水粘结，在缝隙2内设有套筒10，套筒10的两侧壁设有平面，在平面内安装有齿条，齿条与第一齿轮9啮合；当需要安装有永磁铁时，将缠绕内芯夹具1一圈的永磁铁放置缝隙2内，将套筒10压在永磁铁上，将第一齿轮9插入第一转轴13上，第一齿轮9与齿条啮合，依次安装轴套12和螺栓11，固定第一齿轮9，启动电机18，带动电机轴19转动，从而带动第二转轴16转动，第二转轴16转动，从而带动两端的第二锥齿轮15转动，从而通过第一锥齿轮14带动第一转轴13转动，第一齿轮9转动，带动齿条下移，从而带动套筒10下移，将永磁铁压入缝隙2中。

在本发明中，所述套筒10底端安装有压力传感器，所述压力传感器通过无线信号与控制器连接，控制器与电机18连接，通过控制器控制电机18转动，所述电机18优选为步进电机18。

在本发明中，所述电机轴19与外永磁体转子20连接，外永磁体转子的内壁安装有第一永磁体21，与第一永磁体21对应设置有第二永磁体23，第一永磁体21和第二永磁体23设有间隙，第二永磁体23安装在同步回转轴22上，同步回转轴22通过轴承安装在固定支架上。通过电机18与齿轮间设有柔性结构，可以在套筒10将永磁体压入底部后，永磁体不动，而电机18继续转动，不会导致电机18由于传动机构停止转动而烧坏。

在本发明中，内芯夹具1通过内芯夹具定位凸台和隔磁环填充夹具5、底板7的定位槽相连接，进行干涉检查，确保无误后，将隔磁环4水平平稳放置于隔磁环填充夹具5上，用皮锤轻敲各夹具，确保达到相应的接触质量且固定贴合面的贴合程度较好；装配的永磁体最外端面与隔磁环4凸台下端面平齐，隔磁环填充夹具5填充隔磁环4空缺部分，便于永磁体粘贴时达到相应位置，减少误差，底板7用于平衡整套夹具，充当有效工作台；夹具组装完成后，将外磁轭3平稳放置于隔磁环4上，形成磁体填充槽，配合充当磁体填装内芯的内芯夹具1，有效杜绝永磁体粘贴过程中错位、不平出现的断裂、破坏和发生危险等现象。减少电磁直线执行器的安装风险，提高电磁直线执行器装配效率，提高装配精度，为以后批量化生产电磁直线执行器奠定了基础，进而带来较大的经济效益。

Claims (6)

1.一种带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：包括内芯夹具、底板和隔磁环填充夹具，所述内芯夹具为圆柱形，内芯夹具的顶端延伸有定位凸台，定位凸台插入底板的定位孔内，在内芯夹具与底板之间设有隔磁环填充夹具，内芯夹具位于外磁轭内，外磁轭的下端设有隔磁环，隔磁环为设有圆环凸台的圆环体，隔磁环填充夹具一端位于隔磁环下方；在外磁轭外设有圆柱状的支撑台，支撑台的外壁上安装有第一安装支架和第二安装支架，两根第一转轴分别安装在第一安装支架和第二安装支架上，第一转轴的一端安装有第一齿轮，第一齿轮一端通过轴肩安装在第一转轴上，另一端通过轴套和螺栓固定在第一转轴上，第一转轴的另一端安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，两个第二锥齿轮安装在第二转轴上，第二转轴安装在固定支架上，第二转轴上设有轮齿，第二转轴与第二齿轮啮合，第二齿轮安装在电机轴上；所述内芯夹具与外磁轭中间设有缝隙，在缝隙内填充有永磁铁，在缝隙内设有套筒，套筒的两侧壁设有平面，在平面内安装有齿条，齿条与第一齿轮啮合；当需要安装有永磁铁时，将缠绕内芯夹具一圈的永磁铁放置缝隙内，将套筒压在永磁铁上，将第一齿轮插入第一转轴上，第一齿轮与齿条啮合，依次安装轴套和螺栓，固定第一齿轮，启动电机，带动电机轴转动，从而带动第二转轴转动，第二转轴转动，从而带动两端的第二锥齿轮转动，从而通过第一锥齿轮带动第一转轴转动，第一齿轮转动，带动齿条下移，从而带动套筒下移，将永磁铁压入缝隙中。

2.根据权利要求1所述的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：所述套筒底端安装有压力传感器。

3.根据权利要求2所述的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：所述压力传感器通过无线信号与控制器连接，控制器与电机连接，通过控制器控制电机转动。

4.根据权利要求1至3任一项所述的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：所述电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：所述永磁铁与外磁轭之间设有胶水。

6.根据权利要求1所述的带隔磁环的电磁直线执行器永磁体安装夹具，其特征在于：所述电机轴与外永磁体转子连接，外永磁体转子的内壁安装有第一永磁体，与第一永磁体对应设置有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体设有间隙，第二永磁体安装在同步回转轴上，同步回转轴通过轴承安装在固定支架上。

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