CN111082634A - 直线电机和场能位形变化执行器及开关执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直线电机和场能位形变化执行器及开关执行器，包括：运动件(1)、场能位形变化体、第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)；在运动件(1)轴向方向上，第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)分别紧邻在场能位形变化体的两侧。本发明结构合理，易于维护。是一种新型的直线电机，发明构思巧妙。

Description

直线电机和场能位形变化执行器及开关执行器

技术领域

本发明涉及电机领域，具体地，涉及直线电机和场能位形变化执行器及开关执行器。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能。现有技术中已公开了多种箝位机构例如本领域技术人员可以参考“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”[申请号201410387626.2，公开号CN104167957A]，其公开了电磁箝位机构，包括电磁体、永磁体及变形体，所述永磁体的磁极与电磁体的磁极直接接触或靠近，形成控制磁路，所述变形体与永磁体刚性连接；所述永磁体在控制磁路磁场的驱动下相对电磁体运动，并驱动变形体产生变形，进而实现箝位锁紧和释放。本领域技术人员还可以参考“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”[申请号201020603794.8，公开号CN201869079U]以及“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”[申请号201020603955.3，公开号CN201887641U]等专利文献来实现箝位机构，还可以参考“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”[申请号201610038564.3，公开号CN105527840A]。例如，基于“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”，箝位机构中的变形体作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”，箝位机构中的输出杆作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”，箝位机构中的输出轴作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”，箝位机构中的箝位部件作为输出件能够收紧、松弛以紧箍住、紧抵住被锁定对象进行锁定。本领域技术人员还可以参照“摆动式长行程运动装置和多维电机”[申请号201610351263.6，公开号CN207321084U]实现具有由宽到窄通道的箝位机构。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种直线电机和场能位形变化执行器。

根据本发明提供的一种直线电机，包括：运动件1、场能位形变化体、第一卡锁机构802、第二卡锁机构803；

在运动件1轴向方向上，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803分别紧邻在场能位形变化体的两侧；

场能位形变化体通过转动能够改变在运动件1轴向方向上的长度，从而改变第一卡锁机构802、第二卡锁机构803之间的间距；

当场能位形变化体转动至第一位置时，第一卡锁机构802释放运动件1，第二卡锁机构803释放运动件1；

当场能位形变化体转动至第二位置时，场能位形变化体一端的场能体驱动第一卡锁机构802释放运动件1，场能位形变化体另一端的场能体驱动第二卡锁机构803锁死运动件1。

优选地，场能位形变化体包括变长转动体601；

第一卡锁机构802、第二卡锁机构803均包括通道腔室8041；运动件1穿过通道腔室8041；通道腔室8041在运动件1的轴向方向上的宽度由宽变窄，形成宽径端80411、窄径端80412；滑动场能体8043位于通道腔室8041中，且滑动场能体8043与窄径端80412之间设置有卡锁件8042；

当卡锁件8042随滑动场能体8043运动至窄径端80412时，运动件1受到滑动场能体8043和通道腔室8041的挤压而被锁死；

当卡锁件8042随滑动场能体8043运动脱离窄径端80412时，运动件1被释放；

第一卡锁机构802、第二卡锁机构803的宽径端80411或窄径端80412之间相对设置。

优选地，所述直线电机还包括：驱动装置606；

变长转动体601在驱动装置606的驱动下发生转动；

所述驱动装置606包括：

-能够靠近及远离变长转动体601的永磁体；和/或

-电磁体。

优选地，在驱动装置606的驱动下，

当变长转动体601转动至第三位置时，第一卡锁机构802释放运动件1，第二卡锁机构803释放运动件1；第一位置与第三位置之间，变长转动体601姿态一致且两端的位置互换。

优选地，当变长转动体601转动至第四位置时，变长转动体601一端的场能体驱动第一卡锁机构802锁死运动件1，变长转动体601另一端的场能体驱动第二卡锁机构803释放运动件1；第二位置与第四位置之间，变长转动体601姿态一致且两端的位置互换。

根据本发明提供的一种场能位形变化执行器，包括场能位形变化体；

在场能的作用下，所述场能位形变化体至少在一个方向上的尺寸发生变化和/或施加出的场能也发生变化，其中，所述场能包括磁场、电场或者热力场。

优选地，所述尺寸发生变化，进而改变机械驱动力的输出；所述施加出的场能发生变化，进而改变场能力的输出。

根据本发明提供的一种场能力开关执行机构，运动件1、场能位形变化体、第一卡锁机构802；

当场能位形变化体转动至第一位置时，第一卡锁机构802单向锁死运动件1或双向锁死运动件1；

当场能位形变化体转动至第二位置时，场能位形变化体一端的场能体驱动第一卡锁机构802双向释放运动件1。

根据本发明提供的一种场能力开关执行机构，运动件1、场能位形变化体、第一卡锁机构802；

当场能位形变化体转动至不同位置时，能够驱使第一卡锁机构802在双向锁死状态、单向锁死状态、双向释放状态之间切换。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构合理，易于维护。是一种新型的直线电机。

2、本发明的发明构思巧妙。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为本发明的结构示意图。

图6为本发明的结构示意图。

图7为本发明的结构示意图。

图8为本发明的结构示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

基本实施例B5

如图1所示，根据本发明提供的一种直线电机，包括：运动件1、场能位形变化体、第一卡锁机构802、第二卡锁机构803；场能位形变化体包括变长转动体601。

在运动件1轴向方向上，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803分别紧邻在变长转动体601的两侧；

变长转动体601通过转动能够改变在运动件1轴向方向上的长度，从而改变第一卡锁机构802、第二卡锁机构803之间的间距；

第一卡锁机构802、第二卡锁机构803均包括通道腔室8041；运动件1穿过通道腔室8041；通道腔室8041在运动件1的轴向方向上的宽度由宽变窄，形成宽径端80411、窄径端80412；滑动场能体8043位于通道腔室8041中，且滑动场能体8043与窄径端80412之间设置有卡锁件8042；

当卡锁件8042随滑动场能体8043运动至窄径端80412时，运动件1受到滑动场能体8043和通道腔室8041的挤压而被锁死；

当卡锁件8042随滑动场能体8043运动脱离窄径端80412时，运动件1被释放。

第一卡锁机构802、第二卡锁机构803的宽径端80411或窄径端80412之间相对设置。

当变长转动体601转动至第一位置时，第一卡锁机构802单向锁死运动件1，第二卡锁机构803单向锁死运动件1；

当变长转动体601转动至第二位置时，变长转动体601一端的场能体驱动第一卡锁机构802双向释放运动件1，变长转动体601另一端的场能体驱动第二卡锁机构803双向锁死运动件1。

场能体优选地包括磁体或者带电体，例如静电体。

滑动场能体优选地包括滑动磁体或者滑动带电体，例如静电体。

工作原理：

在场能的作用下，所述场能位形变化体至少在一个方向上的尺寸发生变化和/或施加出的场能也发生变化，其中，所述场能包括磁场、电场或者热力场。所述尺寸发生变化，进而改变机械驱动力的输出；所述施加出的场能发生变化，进而改变场能力的输出。

如图1所示，上中下三张子图，分别示出了变长转动体601位于第一位置、第二位置、第一位置时的结构示意图，其中，变长转动体601是由第一位置逆时针转动到第二位置，然后顺时针由第二位置转动到第一位置。

步骤A：在变长转动体601位于第一位置时，第一卡锁机构802单向锁死运动件1，第二卡锁机构803单向锁死运动件1；由于第一卡锁机构802、第二卡锁机构803的窄径端80412之间相对设置，因此运动件1实际上被双向锁死；

步骤B：在磁能或者机械能的驱动下，变长转动体601由第一位置转动到第二位置时，第一卡锁机构802中的滑动场能体8043与变长转动体601之间的同极性磁斥力增大，第一卡锁机构802中的卡锁件8042随滑动场能体8043运动脱离窄径端80412；第二卡锁机构803中的滑动场能体8043与变长转动体601之间的异极性磁吸力增大，卡锁件8042随滑动场能体8043运动至窄径端80412，运动件1受到滑动场能体8043和通道腔室8041的挤压而被锁死；

与此同步地是，在尺寸上，变长转动体601由第一位置转动到第二位置时，使得第一卡锁机构802与第二卡锁机构803之间的间距变大，由于第二卡锁机构803已将运动件1锁死，因此为了适应间距的变大趋势，第一卡锁机构802向图1中左侧运动距离X1；

步骤C：在磁能或者机械能的驱动下，变长转动体601由第二位置转动到第一位置时，第一卡锁机构802中的滑动场能体8043与变长转动体601之间的同极性磁斥力减小，第二卡锁机构803中的滑动场能体8043与变长转动体601之间的异极性磁吸力减小，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803均变为单向锁死状态，因此，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803之间将相互靠拢。

依次执行步骤A、步骤B、步骤C，就能够使第一卡锁机构802前进距离X，X＝1/2X1。

反复执行步骤A、步骤B、步骤C，就能够实现长行程运动。

下面通过优选例，对本发明进行更为具体的说明。

实施例B51

作为变化例，本发明还提供一种场能力开关执行机构，如图2、图3所示，当变长转动体601转动时，对滑动场能体8043施加的磁力将发生变化，从而使得滑动场能体8043带动卡锁件8042挤压或者脱离窄径端80412，从而改变第一卡锁机构802在双向锁死、单向锁死以及双向释放之间切换。

实施例B52

所述直线电机还包括：驱动装置；

变长转动体601在驱动装置的驱动下发生转动；

所述驱动装置包括：

-能够靠近及远离变长转动体601的永磁体；

-电磁体。

如图4、图5、图6、图7所示，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803、变长转动体601之间相对应的磁极之间可以根据实际情况设置为同极性或异极性。且弹性壳体

在运动件1轴向方向上，第一卡锁机构802、第二卡锁机构803之所以能够分别紧邻在变长转动体601的两侧，可以是通过图1中的弹性外壳805的约束实现，也可以通过第一卡锁机构802、第二卡锁机构803中的铁磁体结构始终被变长转动体601中的永磁体或电磁体吸引来实现保持紧邻接触。

实施例B53

在驱动装置的驱动下，当变长转动体601转动至第三位置时，第一卡锁机构802单向锁死运动件1，第二卡锁机构803单向锁死运动件1。第一位置与第三位置之间，变长转动体601姿态一致且两端的位置互换。

当变长转动体601转动至第四位置时，变长转动体601一端的场能体驱动第一卡锁机构802双向锁死运动件1，变长转动体601另一端的场能体驱动第二卡锁机构803双向释放运动件1。第二位置与第四位置之间，变长转动体601姿态一致且两端的位置互换。

如图8所示，箭头上方的子图为初始状态，驱动装置606可位移，在驱动装置606的吸引下，变长转动体601的S极将从右侧被吸引到最上方的位置，然后驱动装置606向左位移，则S极将继续转动进入左侧，然后驱动装置606中的电磁体的电流方向改变，从而通过斥力驱动S极向下运动，从而实现变长转动体601的90度以及大于90度的翻转。这样，结合图1来看，图1所示弹性外壳805的移动方向仅是向左移动，当变长转动体60190度以及大于90度，例如180度的翻转后，能够将移动方向改变为向右移动。从而本发明能够在两个方向之间切换移动。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：运动件(1)、场能位形变化体、第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)；

在运动件(1)轴向方向上，第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)分别紧邻在场能位形变化体的两侧；

场能位形变化体通过转动能够改变在运动件(1)轴向方向上的长度，从而改变第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)之间的间距；

当场能位形变化体转动至第一位置时，第一卡锁机构(802)单向锁死运动件(1)，第二卡锁机构(803)单向锁死运动件(1)；

当场能位形变化体转动至第二位置时，场能位形变化体一端的场能体驱动第一卡锁机构(802)释放运动件(1)，场能位形变化体另一端的场能体驱动第二卡锁机构(803)锁死运动件(1)。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，场能位形变化体包括变长转动体(601)；

第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)均包括通道腔室(8041)；运动件(1)穿过通道腔室(8041)；通道腔室(8041)在运动件(1)的轴向方向上的宽度由宽变窄，形成宽径端(80411)、窄径端(80412)；滑动场能体(8043)位于通道腔室(8041)中，且滑动场能体(8043)与窄径端(80412)之间设置有卡锁件(8042)；

当卡锁件(8042)随滑动场能体(8043)运动至窄径端(80412)时，运动件(1)受到滑动场能体(8043)和通道腔室(8041)的挤压而被锁死；

当卡锁件(8042)随滑动场能体(8043)运动脱离窄径端(80412)时，运动件(1)被释放；

第一卡锁机构(802)、第二卡锁机构(803)的宽径端(80411)或窄径端(80412)之间相对设置。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括：驱动装置；

变长转动体(601)在驱动装置的驱动下发生转动；

所述驱动装置包括：

-能够靠近及远离变长转动体(601)的永磁体或静电体；

-电磁体；或者

-静电体。

4.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，在驱动装置的驱动下，

当变长转动体(601)转动至第三位置时，第一卡锁机构(802)单向锁死运动件(1)，第二卡锁机构(803)单向锁死运动件(1)；第一位置与第三位置之间，变长转动体(601)姿态一致且两端的位置互换。

5.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，当变长转动体(601)转动至第四位置时，变长转动体(601)一端的场能体驱动第一卡锁机构(802)锁死运动件(1)，变长转动体(601)另一端的场能体驱动第二卡锁机构(803)释放运动件(1)；第二位置与第四位置之间，变长转动体(601)姿态一致且两端的位置互换。

6.一种场能位形变化执行器，其特征在于，包括场能位形变化体；

在场能的作用下，所述场能位形变化体至少在一个方向上的尺寸发生变化和/或施加出的场能也发生变化，其中，所述场能包括磁场、电场或者热力场。

7.根据权利要求6所述的场能位形变化执行器，其特征在于，所述尺寸发生变化，进而改变机械驱动力的输出；所述施加出的场能发生变化，进而改变场能力的输出。

8.一种场能力开关执行机构，其特征在于，运动件(1)、场能位形变化体、第一卡锁机构(802)；

当场能位形变化体转动至第一位置时，第一卡锁机构(802)单向锁死运动件(1)或双向锁死运动件(1)；

当场能位形变化体转动至第二位置时，场能位形变化体一端的场能体驱动第一卡锁机构(802)双向释放运动件(1)。

9.一种场能力开关执行机构，其特征在于，运动件(1)、场能位形变化体、第一卡锁机构(802)；

当场能位形变化体转动至不同位置时，能够驱使第一卡锁机构(802)在双向锁死状态、单向锁死状态、双向释放状态之间切换。

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