CN109217501A - 一种双向自锁旋转式磁保持器 - Google Patents

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智豪
王建飞
潘龙飞
井会所
陈伟
高向阳
谭欣
李学蛟
侯巧芳
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Abstract

本发明涉及一种双向自锁旋转式磁保持器，包括上端盖、下端盖、壳体、转子和定子，壳体的上端和下端分别连接安装上端盖和下端盖；转子由轴和轴套组件构成，轴套组件安装在轴上，轴的上部和下部分别通过轴承与上端盖和下端盖转动连接，且轴的上端延伸至上端盖的外侧；定子安装在上端盖和下端盖之间。本发明是一种设计科学、结构合理、空间结构紧凑且重量轻的双向自锁旋转式磁保持器，本产品具有双向断电自锁功能，可以起到较好的防振、防松效果，能够满足导弹系统的使用需求。

Description

一种双向自锁旋转式磁保持器
技术领域
本发明涉及电磁铁技术领域，尤其是一种双向自锁旋转式磁保持器。
背景技术
在火箭弹、炮弹等引信装置中，通常使用旋转式磁保持器实现机械运动、限位保护等功能，这就要求电磁铁能够具有足够大的驱动力矩、具备双向自锁功能等特点。目前，传统的旋转式磁保持器存在驱动力矩小、空间利用率低、无自锁力等问题，已经无法满足导弹系统的使用需求。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种双向自锁旋转式磁保持器，以解决现有的磁保持器驱动力矩小，不适用于小型化、轻量化系统，且无法提供足够的自锁力等问题。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：包括上端盖、下端盖、壳体、转子和定子，壳体的上端和下端分别连接安装上端盖和下端盖；转子由轴和轴套组件构成，轴套组件安装在轴上，轴的上部和下部分别通过轴承与上端盖和下端盖转动连接，且轴的上端延伸至上端盖的外侧；定子安装在上端盖和下端盖之间。
而且，所述的上端盖上有四个用来与外部系统连接的法兰。
而且，所述的上端盖的轴心制出安装通孔，该安装通孔内安装轴承一，下端盖的轴心制出安装盲孔，该安装盲孔内安装轴承二；轴的上端和下端通过带止档轴肩的轴伸分别与轴承一和轴承二的内圈连接安装。
而且，所述的轴套组件包括转子轴套、磁钢一、磁钢二、固定板一、固定板二、螺钉一和螺钉二，磁钢一和磁钢二分别用胶粘接在转子轴套的上部和下部，固定板一和固定板二贴合在转子轴套、磁钢一、磁钢二的外壁，并通过螺钉一和螺钉二固定在转子轴套上；转子轴套通过涂胶的圆柱销一与轴连接。
而且，所述的磁钢一和磁钢二的极性相反。
而且，所述的定子包括导磁环一、导磁环二、导磁柱、圆柱销二、圆柱销三、线圈一、线圈二、线圈三和线圈四，线圈一、线圈二和线圈三、线圈四分别紧密缠绕在导磁环一和导磁环二上，四个线圈分部在两个导磁环的两端，线圈一和线圈三绕向相反；线圈二和线圈四绕向相反，串联连接；线圈一和线圈二绕向相同、位于同一平面上，串联连接；线圈三和线圈四绕向相同、位于同一平面上，串联连接；通过对四个线圈的串联，构成了电机的引出线两端，分别从线圈一和线圈三引出；绕线后的导磁环一和导磁环二分别使用涂胶的圆柱销二和圆柱销三装配到导磁柱的上部和下部，共同构成了电机的定子；导磁柱的上端和下端分别与上端盖和下端盖连接安装。
而且，所述的导磁环一、导磁环二和导磁柱为导磁材料，圆柱销二和圆柱销三为非导磁材料。
本发明的优点和积极效果是：
1、本产品整体尺寸较小、空间利用率高、重量轻、内部结构紧凑，并且有较好的支撑强度，非常适合于轻量化系统应用。
2、本产品为整体封闭式结构，可避免多余物的进入，以防对整体性能产生影响。
3、本产品响应时间快，电气时间常数小。
4、本产品利用线圈通电产生的磁场与磁钢的相互作用产生旋转力矩，旋转力矩较大，能在有限空间内输出较大的力矩。
5、本产品中的定子有左右两组线圈，每组线圈中的两个线圈反向串联，构成闭合磁路，增强线圈磁场。左右两组线圈产生的磁场极性相反，分别对磁钢产生吸力和斥力，增大旋转力矩。
6、本产品断电后可依靠硬磁材料磁钢与软磁材料导磁环间的相吸作用实现自锁功能，自锁力较大，具有较强的抗冲击、振动功能。
7、本发明是一种设计科学、结构合理、空间结构紧凑且重量轻的双向自锁旋转式磁保持器，本产品具有双向断电自锁功能，可以起到较好的防振、防松效果，能够满足导弹系统的使用需求。
附图说明
图1-1是本发明旋转式磁保持器转子结构示意图一；
图1-2是本发明旋转式磁保持器转子结构示意图二；
图2-1是本发明旋转式磁保持器定子结构示意图一；
图2-2是本发明旋转式磁保持器定子结构示意图二；
图3是本发明旋转式磁保持器结构示意图。
附图中的各部件名称及件号如下：
1.固定板一；2.固定板二；3.转子轴套；4.磁钢一；5.螺钉一；6.螺钉二；7.磁钢二；8.圆柱销一；9.轴；10.线圈一；11.导磁柱；12.线圈二；13.导磁环一；14.线圈三；15.导磁环二；16.线圈四；17.圆柱销二；18.圆柱销三；19.上端盖；20.轴承一；21.壳体；22.轴承二；23.下端盖。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种双向自锁旋转式磁保持器，本旋转式磁保持器为径向磁路结构。包括上端盖19、下端盖23、壳体21、转子和定子，上端盖19上有四个用来与外部系统连接的法兰。上端盖的轴心制出安装通孔，该安装通孔内安装轴承一20(构成上端盖组件)，下端盖的轴心制出安装盲孔，该安装盲孔内安装轴承二22(构成下端盖组件)。壳体的上端和下端分别连接安装上端盖和下端盖，完成整机的封装。
转子由轴和轴套组件构成，轴的上部和下部分别通过轴承与上端盖和下端盖转动连接，且轴的上端延伸至上端盖的外侧，即：电机轴9两端有带止档轴肩的轴伸，用来安装轴承一20和轴承二22的内圈，构成电机的支撑轴系，使轴承内环和转子一起旋转。轴套组件安装在轴上，所述的轴套组件包括转子轴套3、磁钢一4、磁钢二7、固定板一1、固定板二2、螺钉一5和螺钉二6，磁钢一4和磁钢二7通过环氧树脂胶分别粘接在转子轴套的上部和下部，且上下两块磁钢(即：磁钢一4和磁钢二7)的极性相反，保证推力为同方向。固定板一1和固定板二2贴合在转子轴套3、磁钢一4、磁钢二7的外壁，并通过螺钉一5和螺钉二6固定在转子轴套3上；转子轴套通过涂胶的圆柱销一8与轴连接，共同组成电机的转子。
定子安装在上端盖和下端盖之间。所述的定子包括导磁环一13、导磁环二15、导磁柱11、圆柱销二17、圆柱销三18、线圈一10、线圈二12、线圈三14和线圈四16，两个导磁环分别通过圆柱销二和圆柱销三连接在导磁柱的上部和下部，四个线圈分部在两个导磁环的两端，形状如“工字形”。其中，导磁环一13、导磁环二15和导磁柱11作为导磁材料，构成了定子磁路部分。所述的圆柱销二和圆柱销三为非导磁材料。
线圈一10、线圈二12和线圈三14、线圈四16使用专用绕线设备将其分别紧密缠绕在导磁环一13和导磁环二15上，线圈一10和线圈三14绕向相反；线圈二12和线圈四16绕向相反，串联连接；线圈一10和线圈二12绕向相同、位于同一平面上，串联连接；线圈三14和线圈四16绕向相同、位于同一平面上，串联连接；通过对四个线圈的串联，构成了电机的引出线两端，分别从线圈一10和线圈三14引出；绕线后的导磁环一13和导磁环二15分别使用涂胶的圆柱销二17和圆柱销三18装配到导磁柱11的上部和下部，共同构成了电机的定子。导磁柱的上端和下端分别与上端盖和下端盖连接安装。给线圈通电，可以实现转子两位置的方向转动。
本发明的工作原理是：
左侧的线圈一10和线圈三14都位于磁场中，根据法拉第电磁感应定律，当线圈一10和线圈三14通电后与磁钢一4和磁钢二7相互作用会产生电磁驱动力，所产生的电磁力沿圆周方向，推动转子运动。右侧的线圈二12和线圈四16在通电后，对转子产生电磁吸力，吸引转子运动到位。根据通电电流的大小，会产生相应大小的驱动力矩，驱动转子旋转。
线圈一10和线圈三14是绕向相反；线圈二12和线圈四16是绕向相反，串联连接。磁钢一4、磁钢二7的极性相反，其放置位置的准确性和粘接极性的正确性会影响电机的转动方向。
上端盖19上有四个法兰，用来与系统连接，安装过程简单、方便。

Claims (7)

1.一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：包括上端盖、下端盖、壳体、转子和定子，壳体的上端和下端分别连接安装上端盖和下端盖；转子由轴和轴套组件构成，轴套组件安装在轴上，轴的上部和下部分别通过轴承与上端盖和下端盖转动连接，且轴的上端延伸至上端盖的外侧；定子安装在上端盖和下端盖之间。
2.根据权利要求1所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的上端盖上有四个用来与外部系统连接的法兰。
3.根据权利要求1所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的上端盖的轴心制出安装通孔，该安装通孔内安装轴承一，下端盖的轴心制出安装盲孔，该安装盲孔内安装轴承二；轴的上端和下端通过带止档轴肩的轴伸分别与轴承一和轴承二的内圈连接安装。
4.根据权利要求1所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的轴套组件包括转子轴套、磁钢一、磁钢二、固定板一、固定板二、螺钉一和螺钉二，磁钢一和磁钢二分别用胶粘接在转子轴套的上部和下部，固定板一和固定板二贴合在转子轴套、磁钢一、磁钢二的外壁，并通过螺钉一和螺钉二固定在转子轴套上；转子轴套通过涂胶的圆柱销一与轴连接。
5.根据权利要求4所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的磁钢一和磁钢二的极性相反。
6.根据权利要求1所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的定子包括导磁环一、导磁环二、导磁柱、圆柱销二、圆柱销三、线圈一、线圈二、线圈三和线圈四，线圈一、线圈二和线圈三、线圈四分别紧密缠绕在导磁环一和导磁环二上，四个线圈分部在两个导磁环的两端，线圈一和线圈三绕向相反；线圈二和线圈四绕向相反，串联连接；线圈一和线圈二绕向相同、位于同一平面上，串联连接；线圈三和线圈四绕向相同、位于同一平面上，串联连接；通过对四个线圈的串联，构成了电机的引出线两端，分别从线圈一和线圈三引出；绕线后的导磁环一和导磁环二分别使用涂胶的圆柱销二和圆柱销三装配到导磁柱的上部和下部，共同构成了电机的定子；导磁柱的上端和下端分别与上端盖和下端盖连接安装。
7.根据权利要求1所述的一种双向自锁旋转式磁保持器，其特征在于：所述的导磁环一、导磁环二和导磁柱为导磁材料，圆柱销二和圆柱销三为非导磁材料。
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