CN109596052A - 一种电磁铁位移感应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁铁位移感应装置，包括电磁铁、电磁铁位移感应模块、非接触位移检测元件、控制元件；电磁铁感应模块固定在电磁铁的铁芯的一端；非接触位移检测元件根据其感应位移是否存在电磁铁感应模块产生不同的位移信号；控制元件连接非接触位移检测元件，以接收上述位移信号；控制元件同时连接所述电磁铁，以根据接收到的位移信号控制对电磁铁的供电。该发明通过非接触位移检测元件检测与电磁铁位移感应模块相连的电磁铁铁芯的位移，获取电磁铁状态并实现对电磁铁通断电的控制，避免了电磁铁动作过程及到位后被施加反作用力导致的隐患。

Description

一种电磁铁位移感应装置

技术领域

本发明涉及一种电磁铁位移感应装置，属于电磁铁应用技术领域。

背景技术

现阶段对于电磁铁的应用方式一般为单纯的插销或者利用电磁铁动铁芯推动物体做功的工作方式，而这里由于需要长时间带电工作，导致在需要克服外力做功情况下所需电磁铁体积较大，另外在实际应用中，很多领域中需要用到长时间带电驱动以及位移反馈信号的组合应用。而常规带动微动开关检测的方式中，电磁铁需要克服微动开关的反作用力做功，将会导致电磁铁需要更大的尺寸和做功电流，从而导致电磁铁体积过大或者温升过高而产生隐患。

发明内容

因此，希望开发一种采用非做功式的带动作信号检测反馈的低功耗新型电磁铁装置，通过非接触式检测元件与电磁铁的检测机构配合提供反馈信号，避免了直接带动微动开关等会在电磁铁动作过程以及到位后会被施加反作用力导致的隐患。

根据发明的一个方面，提供了一种电磁铁位移感应装置，包括电磁铁、包括非接触位移检测元件和与其对应的电磁铁位移感应模块的电磁铁位移检测组件、控制元件；

所述电磁铁位移感应模块与电磁铁的动铁芯保持同步运动；

所述非接触位移检测元件设置在电磁铁位移感应模块的原位或最大行程位移，根据其感应位移是否存在电磁铁位移感应模块产生判断电磁铁的动铁芯处于伸出或缩回状态的位移信号；

所述控制元件连接非接触位移检测元件，以接收非接触位移检测元件发送的位移信号；控制元件同时还连接所述电磁铁，以根据接收到的位移信号控制对电磁铁的供断电。

因为电磁铁位移感应模块与电磁铁的动铁芯保持同步运动，当电磁铁动铁芯因电磁铁被加电伸出至最大位移时，电磁铁位移感应模块同步运动至其最大行程，无论非接触位移检测元件位于电磁铁位移感应模块的原位移处或最大形成处，都会在离开原位移或运动至最大行程时被非接触位移检测元件感应到信号变化，这种信号可用于判断电磁铁动铁芯是处于缩回或伸出的位移状态，控制元件根据收到的电磁动铁芯位移状态信号，形成对电磁铁的通断电信号，使电磁铁在小电流、零电流等状态下工作，避免持续大电流供电导致的升温过高。

进一步的，本发明的电磁铁位移感应模块固定在电磁铁的动铁芯的一端。这样既实现了电磁铁位移感应模块与电磁铁动铁芯运动的完全同步，同时省去了需要额外空间来安装电磁铁位移感应模块、并需要专用装置来驱动电磁铁位移感应模块与电磁铁动铁芯同步运动。

更进一步的，本发明的所述非接触位移检测元件与所述电磁铁位移感应模块不接触。这也是检测电磁铁动铁芯位移的元件被命名为“非接触位移检测元件”原因。所述非接触位移检测元件与电磁铁位移感应模块不接触即非接触位移检测元件不对电磁铁及其动铁芯产生影响电磁铁动铁芯动作的力，避免了接触式或者相互产生作用力的位移检测对电磁铁动铁芯产生作用力导致电磁铁需要克服该作用力而做功产生热，同时该作用力可能对电磁铁铁芯产生机械损伤。

更进一步的，本发明的非接触位移检测元件为光电检测元件，对应的电磁铁位移感应模块为阻挡光的模块。当光电检测元件检测到其感应位移的光线被遮挡或发生明显变化，会形成不同的信号。

或者，本发明的非接触位移检测元件为红外检测元件，对应的电磁铁位移感应模块为自发热模块。自发热模块因为比周边环境及组件的温度高，当其经过红外检测元件的感应位移时，会被检测到形成位移信号。

更或者，本发明的非接触位移检测元件为磁检测元件，对应的电磁铁位移感应模块为磁性模块。

进一步的，本发明的所述电磁铁为自保持电磁铁或常规非自保持电磁铁，当电磁铁为常规非自保持电磁铁时，对电磁铁的供电采用高压启动低压保持电路。

进一步的，本发明的包括非接触位移检测元件和与其对应的电磁铁位移感应模块的电磁铁位移检测组件多于一组。比如，可以通过非接触位移检测元件的位移设定，使电磁铁动铁芯伸出至最大状态时电磁铁位移感应模块位于非接触位移检测元件的感应位移，则电磁铁动铁芯缩回原位时电磁铁位移感应模块位于非接触位移检测元件的非感应位移；当然也可以进行反向设定，即将电磁铁动铁芯缩回原位时电磁铁位移感应模块对应于非接触位移检测元件的感应位移；然后在电磁铁动铁芯的一端的分别并列安装两组或更多组电磁铁位移感应模块和对应的非接触位移检测元件，以分别测定电磁铁动铁芯的伸出和缩回状态，或者在电磁铁动铁芯的两端分别安装一组或多组电磁铁位移感应模块和对应的非接触位移检测元件，以分别测定电磁铁动铁芯的伸出和缩回状态。

进一步的，非接触位移检测元件的感应位移为凹槽，电磁铁位移感应模块为与所述凹槽形状匹配的位移挡块。

在电磁铁位移感应模块固定于电磁铁动铁芯后端(动铁芯伸出方向后端)的技术方案中，为了电磁铁自身装配方便，可将技术方案变通为，在电磁铁动铁芯和电磁铁位移感应模块之间增加动铁芯推杆，即动铁芯推杆两端分别固定连接动铁芯和电磁铁位移感应模块，并且如果动铁芯推杆具有电磁铁位移感应模块的性能，则可取代电磁铁位移感应模块，作为被非接触位移检测元件检测的电磁铁位移感应模块使用，对应的非接触位移检测元件安装位移根据电磁铁位移感应模块或取代的动铁芯推杆位移改变进行调整，这种技术方案变动不影响其他技术细节，仅是为了装配方便。

进一步的，本发明的非接触位移检测元件与电磁铁和电磁铁位移感应模块相互固定在辅助电路板上。它们通过螺丝或铆接或粘结或外部固定等方式固定在辅助电路板上。

本发明通过与电磁铁动铁芯同步运动甚至相互固定的非接触位移感应模块，可以与非接触位移检测元件在相对位移运动并进行检测，以达到及时反馈电磁铁工作状态的目的。同时，电磁铁动铁芯伸出或其动铁芯伸出端延长部分的插销杆伸出，同门闩原理一样来与机构配合达到结构实现目的。另外，由于本发明采用了非直接接触式的位移感应方式，电磁铁运动过程中无需对外做功，只需要克服自身阻力(重力，磁阻等)，故可以选取尽量小的电磁铁。

本发明相比于现有技术，先进点在于：

1、电磁铁集成了非接触式位移检测元件，实现电磁铁工作状态检测与控制。

2、本发明的电磁铁可用自保持电磁铁或常规电磁铁用高压启动低压保持电路使得电磁铁在小电流或者零电流下工作。

3、本发明采用的非接触式位移检测元件，可以用磁感应，热感应，光感应等非接触式方式。

4、本发明的电磁铁上具有与非接触式位移检测元件相对应配合的感应模块。

5、本发明的控制元件具有给电磁铁供电以及提供位移信号反馈的功能。

6、本发明的电磁铁与非接触式位移检测元件可以通过PCB板用螺丝等紧固连接方式或用塑封等方式紧固在一起。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

附图1为根据本发明实施例的电磁铁位移感应装置立体结构示意图；

附图2为根据本发明实施例的电磁铁位移感应装置另一角度的立体示意图；

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

下面的示例性描述中，以单保持电磁铁的位移感应装置为例加以说明，不过这仅为示例，本发明实施例的电磁铁、光耦检测元件、位移挡块(电磁铁位移感应模块)等都可被取代成其他方式。

一种电磁铁位移感应装置，包括电磁铁、包括非接触位移检测元件和与其对应的电磁铁位移感应模块的电磁铁位移检测组件、控制元件、带电子电路的辅助电路板，以及将辅助电路板与电磁铁相互连接的螺丝。辅助电路板有引脚导线引出与控制元件连接进行控制接收。

电磁铁采用单保持电磁铁1，非接触位移检测元件为光耦检测元件21，本实施例采取电磁铁位移感应模块固定在电磁铁动铁芯伸出方向后端的方案，为电磁铁装配方便，电磁铁动铁芯伸出方向后端固定有动铁芯推杆，电磁铁位移感应模块固定在动铁芯推杆的另一端，电磁铁位移感应模块为位移挡块11，电磁铁动铁芯伸出方向前端固定有插销；光耦检测元件21的感应位移设置在电磁铁动铁芯伸出时位移挡块11所处位移。电磁铁由直流控制，当电磁铁通正向直流电时，在磁力作用下，电磁铁动铁芯推杆运动到最大位移并保持，此时动铁芯向前推出，达到插销的目的，同时电磁铁的位移挡块11位移到光耦开关21的感应位移，使得开关量输出变化，并向外部控制电路给出到位反馈信号，此时，控制元件接收到信号后，停止输出直流电给电磁铁1，电磁铁保持在动铁芯伸出的工作位移。

而当控制元件给电磁铁1通反向直流电时，在磁力作用下，电磁铁动铁芯推杆反向运动到最大位移并保持，此时插销杆12向后回退，达到解除插销的目的，同时电磁铁的位移挡块11位移到光耦开关21的非感应位移，使得开关量输出变化，并向控制元件给出到位反馈信号，此时，控制元件接收到信号后，停止输出直流电给电磁铁1，电磁铁保持在动铁芯缩回的非工作位移。

需要说明的是，本专利的实施方式不限于前面描述的例子，也可演化成其他类似的结构方式，例如采用常规非自保持电磁铁，或者采用红外感应开关，磁感应开关等非接触式感应方式以相同的目的。

上述实施例中，以单保持电磁铁和光耦检测元件分别作为电磁铁和非接触位移检测元件的示例，不过这仅作为示例而非作为限制，可以采取其它的开关形式。以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电磁铁位移感应装置，包括电磁铁(1)、电磁铁位移检测组件、控制元件，电磁铁位移检测组件包括非接触位移检测元件(21)和与其对应的电磁铁位移感应模块(11)；所述电磁铁位移感应模块(11)与电磁铁(1)的动铁芯(12)保持同步运动；所述非接触位移检测元件(21)设置在电磁铁位移感应模块(11)的原位或最大行程位置，根据其感应位移是否存在电磁铁位移感应模块(11)产生指示电磁铁(1)的动铁芯(12)处于伸出或缩回状态的位移信号；所述控制元件连接非接触位移检测元件(21)，以接收非接触位移检测元件(21)发送的位移信号；控制元件同时还连接所述电磁铁(1)，以根据接收到的位移信号控制对电磁铁(1)的供断电。

2.根据权利要求1所述的一种电磁铁位移感应装置，其中所述电磁铁位移感应模块(11)固定在电磁铁(1)的动铁芯(12)的一端。

3.根据权利要求2所述的一种电磁铁位移感应装置，其中所述非接触位移检测元件(21)与所述电磁铁位移感应模块(11)不接触。

4.根据权利要求3所述的一种电磁铁位移感应装置，其中的非接触位移检测元件(21)为光电检测元件，对应的电磁铁位移感应模块(11)为阻挡光的模块。

5.根据权利要求3所述的一种电磁铁位移感应装置，其中非接触位移检测元件(21)为红外检测元件，对应的电磁铁位移感应模块(11)为自发热模块。

6.根据权利要求3所述的一种电磁铁位移感应装置，其中非接触位移检测元件(21)为磁检测元件，对应的电磁铁位移感应模块(11)为磁性模块。

7.根据权利要求3所述的一种电磁铁位移感应装置，其中所述电磁铁(1)为自保持电磁铁或常规非自保持电磁铁，当电磁铁(1)为常规电磁铁时，对电磁铁(1)的供电采用高压启动低压保持电路。

8.根据权利要求3所述的一种电磁铁位移感应装置，所述非接触位移检测元件(21)的感应位置为凹槽，电磁铁位移感应模块(11)为与所述凹槽形状匹配的位移挡块。