CN109733343B - 永磁螺线管助力器 - Google Patents

Abstract

本发明公开并提供了一种结构简单、利用电磁驱动产生助力且助力稳定的永磁螺线管助力器。本发明所采用的技术方案是：本发明包括壳体、贯通所述壳体的两侧的推杆和固定设置在所述壳体内部中部的第一安装座，所述第一安装座中固定设置有若干组串联的螺线管环，所述螺线管环与所述推杆同轴设置且每个所述螺线管环上均设置有触点，所述推杆的中部套设有内磁铁环，所述内磁铁环的外端面上设置有与所述触点相配合的第一触块，所述内磁铁环的一侧外部设置有与所述触点相配合的第二触块，所述第一触块和所述第二触块分别通过导线连接至供电电路的正负极。本发明可用于助力器的技术领域。

Description

永磁螺线管助力器

技术领域

本发明涉及一种永磁螺线管助力器。

背景技术

因人的力量有限，车辆的操作往往需要助力装置，例如，车辆借助压缩空气、高压油等助力器操控车辆的相关装置，以达到使用轻便的目的。传统的助力器常为真空助力器或是电动助力器，真空助力器的使用需要配套发动机、真空泵和电机共同作用才能实现助力效果，组件较多；而电动助力器利用电动机直接驱动助力元件产生助力，马达负担较重；中国专利公告号为203996170U的发明专利公开了一种制动踏板助力器，其主要包括踏板、推杆、回位弹簧、壳体、导向轴承、电磁线圈、铁芯、电流控制器、压力传感器，该制动踏板助力器使用电磁线圈产生磁场，再利用磁场吸引铁芯的特性产生的吸力转化为助力，但该助力器在使用时，由于铁芯距离电磁线圈的远近不同导致吸力不同，可能出现吸力太小或太大的情况，故而助力效果不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、利用电磁驱动产生助力且助力稳定的永磁螺线管助力器。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括壳体、贯通所述壳体的两侧的推杆和固定设置在所述壳体内部中部的第一安装座，所述第一安装座中固定设置有若干组串联的螺线管环，所述螺线管环与所述推杆同轴设置且每个所述螺线管环上均设置有触点，所述推杆的中部套设有内磁铁环，所述内磁铁环的外端面上设置有与所述触点相配合的第一触块，所述内磁铁环的一侧外部设置有与所述触点相配合的第二触块，所述第一触块和所述第二触块分别通过导线连接至供电电路的正负极。

在上述方案中，利用供电电路通过第一触块和第二触块导通串联的螺线管环产生磁场，并在推杆上套设的内磁铁环，磁场吸引内磁铁环，使得推杆依据吸力形成助力。在本发明中，第一触块和第二触块的距离始终保持不变，人为踩下车内需要助力的踏板时，推杆运动带动第一触块和第二触块一起同步运动，第一触块和第二触块分别接触到螺线管环上的触点后仅导通该两个触点之间的那部分螺线管环并也就只有该部分螺线管环中产生了磁场，即使说，磁场产生的区域由第一触块和第二触块所在的位置决定，另外，由于第一触块安装在内磁铁环上，内磁铁环与产生磁场的区域始终相对位置固定，故而使得吸力平稳，最终助力平稳。另一方面，使用电磁力驱动所设计的助力器，无需配套发动机、真空泵和电机等，大大简化结构和整体重量。

进一步地，所述第一安装座的外部套设有固定在所述推杆上的第二安装座，所述第二安装座上固定设置有外磁铁环，所述外磁铁环位于所述内磁铁环的外部，所述螺线管环位于所述外磁铁环和所述内磁铁环之间。

在上述方案中，第二安装座与推杆相对位置固定，即是说外磁铁环同样与与产生磁场的区域始终相对位置固定，增加外磁铁环可以充分利用“通电螺线管”的外磁场，进而起到增加吸力的作用，提供助强度。

进一步地，所述推杆包括前段杆和后段杆，所述前段杆的后部设置有台阶凸块，所述后段杆的前部设置有与所述台阶凸块相适配的凹槽，所述台阶凸块外部套设有与所述后段杆相配合的第一弹簧。

在上述方案中，将推杆设计成两段式，有效减缓一段式推杆反复运动时，由于刚性连接汽车踏板，导致驱动马达负担大的缺点；两段式推杆通过第一弹簧弹性连接配合。

进一步地，所述前段杆的后部和所述后段杆前部的中轴心均设置有中空通道，所述中空通道用于埋设所述第一触块和所述第二触块的导线，所述后段杆的中空通道中固定设置有连接至所述前段杆的中空通道的连接管。

在上述方案中，导线较软，设计连接管可以封住前段杆插入后段杆中存在的间隙，从而防止导线误落入该间隙中并被压坏。

进一步地，本发明还包括滑动变阻器组件， 所述推杆的前部套设有固定套，所述滑动变阻器组件包括设置在所述壳体上的滑头和设置在所述固定套的外表面上的线圈，所述线圈与所述第二触块的导线相串联。

在上述方案中，所述滑动变阻器组件串联至所述供电电路中，滑动变阻器组件用于在推杆运动过程中相应改变供电电路内阻值令电流变化继而改变磁场强度；推杆受汽车踏板推压时，推杆向后方移动，电阻变小，电流变大，磁场强度变大，最终助力变大。

进一步地，所述内磁铁环的后侧外部设置橡胶圈，所述第二触块设置在所述橡胶圈上。

在上述方案中，橡胶圈属于绝缘体，橡胶圈的设计保证第二触块与第一触块相对位置固定的同时，又保证第一触块和第二触块相隔离。

进一步地，所述第一触块与所述内磁铁环之间和所述第二触块与所述橡胶圈之间分别设置有第二弹簧。

在上述方案中，第二弹簧具有简单的伸缩作用，第二弹簧用于保证第一触块和第二触块在整体移动过程中可以分别与螺线管环接触稳定。

进一步地，所述第二安装座的后部设置有第三弹簧，所述第三弹簧的后部与所述壳体内部侧壁相配合。

在上述方案中，第三弹簧用于对推杆的整体复位。

进一步地，本发明还包括位置检测组件，所述位置检测组件包括与所述推杆的前端固定连接的连接块，所述连接块为与所述推杆的长度方向相平行的齿条，所述齿条适配设置有定轴齿轮，所述定轴齿轮上设置有角度传感器。

在上述方案中，推杆运动后即会引发齿条带动定轴齿轮旋转，利用角度传感器检测定轴齿轮的旋转角度从而测算出实际推杆的运动距离。设计位置检测组件用于测试推杆的移动的距离，属于一项附加功能。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是推杆的结构示意图。

具体实施方式

如图1与图2所示，本发明的具体实施方式是：本发明包括壳体1、贯通所述壳体1的两侧的推杆2和固定设置在所述壳体1内部中部的第一安装座3，所述第一安装座3中固定设置有若干组串联的螺线管环4，所述螺线管环4与所述推杆2同轴设置且每个所述螺线管环4上均设置有触点5，所述推杆2的中部套设有与其固定连接的内磁铁环6，所述内磁铁环6的外端面上设置有与所述触点5相配合的第一触块7，所述内磁铁环6的一侧外部设置有与所述触点5相配合的第二触块8，所述第一触块7和所述第二触块8分别通过导线9连接至供电电路的正负极。在本方案中，利用供电电路通过第一触块7和第二触块8导通串联的螺线管环4产生磁场，并在推杆2上套设的内磁铁环6，磁场吸引内磁铁环6，使得推杆2依据吸力形成助力。在本发明中，第一触块7和第二触块8的距离始终保持不变，人为踩下车内需要助力的踏板时，推杆2运动带动第一触块7和第二触块8一起同步运动，第一触块7和第二触块8分别接触到螺线管环4上的触点5后仅导通该两个触点5之间的那部分螺线管环4并也就只有该部分螺线管环4中产生了磁场，即使说，磁场产生的区域由第一触块7和第二触块8所在的位置决定，另外，由于第一触块7安装在内磁铁环6上，内磁铁环6与产生磁场的区域始终相对位置固定，故而使得吸力平稳，最终助力平稳。值得注意的是，螺线管环4随着第一安装座3固定设置在壳体1上始终保持不动，而第一触块7和第二触块8以及内磁铁环6则均与推杆2同步运动，但不影响内磁铁环6与产生磁场的区域始终相对位置固定。另一方面，使用电磁力驱动所设计的助力器，无需配套发动机、真空泵和电机等，大大简化结构和整体重量。

进一步地，所述第一安装座3的外部套设有固定在所述推杆2上的第二安装座10，所述第二安装座10上固定设置有外磁铁环11，所述外磁铁环11位于所述内磁铁环6的外部，所述螺线管环4位于所述外磁铁环11和所述内磁铁环6之间。在本方案中，第二安装座10与推杆2相对位置固定，即是说外磁铁环11同样与与产生磁场的区域始终相对位置固定，增加外磁铁环11可以充分利用“通电螺线管”的外磁场，进而起到增加吸力的作用，提供助强度。

进一步地，所述推杆2包括前段杆和后段杆，所述前段杆的后部设置有台阶凸块12，所述后段杆的前部设置有与所述台阶凸块12相适配的凹槽13，所述台阶凸块12外部套设有与所述后段杆相配合的第一弹簧14。在本方案中，将推杆2设计成两段式，有效减缓一段式推杆反复运动时，由于刚性连接汽车踏板，导致驱动马达负担大的缺点；两段式推杆2通过第一弹簧14弹性连接配合。

进一步地，所述前段杆的后部和所述后段杆前部的中轴心均设置有中空通道15，所述中空通道15用于埋设所述第一触块7和所述第二触块8的导线9，所述后段杆的中空通道15中固定设置有连接至所述前段杆的中空通道15的连接管16。在本方案中，导线9较软，设计连接管16可以封住前段杆插入后段杆中存在的间隙，从而防止导线9误落入该间隙中并被压坏。

进一步地，所述永磁螺线管助力器还包括滑动变阻器组件17， 所述推杆2的前部套设有固定套18，所述滑动变阻器组件17包括设置在所述壳体1上的滑头19和设置在所述固定套18的外表面上的线圈20，所述线圈20与所述第二触块8的导线9相串联。在本方案中，所述滑动变阻器组件17串联至所述供电电路中，滑动变阻器组件17用于在推杆2运动过程中相应改变供电电路内阻值令电流变化继而改变磁场强度；推杆2受汽车踏板推压时，推杆2向后方移动，电阻变小，电流变大，磁场强度变大，最终助力变大。

进一步地，所述内磁铁环6的后侧外部设置橡胶圈21，所述第二触块8设置在所述橡胶圈21上。在本方案中，橡胶圈21属于绝缘体，橡胶圈21的设计保证第二触块8与第一触块7相对位置固定的同时，又保证第一触块7和第二触块8相隔离。

进一步地，所述第一触块7与所述内磁铁环6之间和所述第二触块8与所述橡胶圈21之间分别设置有第二弹簧。在本方案中，第二弹簧具有简单的伸缩作用，第二弹簧用于保证第一触块7和第二触块8在整体移动过程中可以分别与螺线管环4接触稳定。

进一步地，所述第二安装座10的后部设置有第三弹簧22，所述第三弹簧22的后部与所述壳体1内部侧壁相配合。在本方案中，第三弹簧22用于对推杆2的整体复位。

进一步地，所述永磁螺线管助力器还包括位置检测组件23，所述位置检测组件23包括与所述推杆2的前端固定连接的连接块24，所述连接块24为与所述推杆2的长度方向相平行的齿条，所述齿条适配设置有定轴齿轮25，所述定轴齿轮25上设置有角度传感器26。在本方案中，推杆2运动后即会引发齿条带动定轴齿轮25旋转，利用角度传感器26检测定轴齿轮25的旋转角度从而测算出实际推杆2的运动距离。设计位置检测组件23用于测试推杆2的移动的距离，属于一项附加功能。

所述推杆2的前端与汽车刹车踏板相连接，所述推杆2的后端连接汽车的刹车总泵的活塞，本专利不仅可以应用于刹车踏板的助力器，也可以用于其它踏板例如离合踏板等。

本发明使用电磁驱动产生助力的助力器，使用螺线管产生磁场，再利用磁场吸引电磁铁的特性产生的吸力转化为助力从而设计产生的助力器，仅靠电力即可实现磁场吸力从而形成助力器的助力效果，可以简化、轻化组成部件。

本发明可用于助力器的技术领域。

Claims (5)

1.一种永磁螺线管助力器，其特征在于：它包括壳体（1）、贯通所述壳体（1）的两侧的推杆（2）和固定设置在所述壳体（1）内部中部的第一安装座（3），所述第一安装座（3）中固定设置有若干组串联的螺线管环（4），所述螺线管环（4）与所述推杆（2）同轴设置且每个所述螺线管环（4）上均设置有触点（5），所述推杆（2）的中部套设有内磁铁环（6），所述内磁铁环（6）的外端面上设置有与所述触点（5）相配合的第一触块（7），所述内磁铁环（6）的一侧外部设置有与所述触点（5）相配合的第二触块（8），所述第一触块（7）和所述第二触块（8）分别通过导线（9）连接至供电电路的正负极；所述第一安装座（3）的外部套设有固定在所述推杆（2）上的第二安装座（10），所述第二安装座（10）上固定设置有外磁铁环（11），所述外磁铁环（11）位于所述内磁铁环（6）的外部，所述螺线管环（4）位于所述外磁铁环（11）和所述内磁铁环（6）之间；所述推杆（2）包括前段杆和后段杆，所述前段杆的后部设置有台阶凸块（12），所述后段杆的前部设置有与所述台阶凸块（12）相适配的凹槽（13），所述台阶凸块（12）外部套设有与所述后段杆相配合的第一弹簧（14）；所述前段杆的后部和所述后段杆前部的中轴心均设置有中空通道（15），所述中空通道（15）用于埋设所述第一触块（7）和所述第二触块（8）的导线（9），所述后段杆的中空通道（15）中固定设置有连接至所述前段杆的中空通道（15）的连接管（16）；所述永磁螺线管助力器还包括滑动变阻器组件（17）， 所述推杆（2）的前部套设有固定套（18），所述滑动变阻器组件（17）包括设置在所述壳体（1）上的滑头（19）和设置在所述固定套（18）的外表面上的线圈（20），所述线圈（20）与所述第二触块（8）的导线（9）相串联。

2.根据权利要求1所述的永磁螺线管助力器，其特征在于：所述内磁铁环（6）的后侧外部设置橡胶圈（21），所述第二触块（8）设置在所述橡胶圈（21）上。

3.根据权利要求2所述的永磁螺线管助力器，其特征在于：所述第一触块（7）与所述内磁铁环（6）之间和所述第二触块（8）与所述橡胶圈（21）之间分别设置有第二弹簧。

4.根据权利要求1所述的永磁螺线管助力器，其特征在于：所述第二安装座（10）的后部设置有第三弹簧（22），所述第三弹簧（22）的后部与所述壳体（1）内部侧壁相配合。

5.根据权利要求1所述的永磁螺线管助力器，其特征在于：所述永磁螺线管助力器还包括位置检测组件（23），所述位置检测组件（23）包括与所述推杆（2）的前端固定连接的连接块（24），所述连接块（24）为与所述推杆（2）的长度方向相平行的齿条，所述齿条适配设置有定轴齿轮（25），所述定轴齿轮（25）上设置有角度传感器（26）。