CN115076214A - 电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法，电磁铰链机构，用于将转动构件转动连接至固定构件，所述电磁铰链机构包括连接组件，所述连接组件包括中间磁铁组件、位于所述中间磁铁组件两侧的电磁铁组件，所述中间磁铁组件与所述电磁铁组件转动连接，所述电磁铁组件用于与所述固定构件相连，所述中间磁铁组件用于与所述转动构件相连，所述电磁铁组件在通电的情况下形成磁场，以平衡所述转动构件的重力，使得所述转动构件可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。本发明可解决转动连接中悬停功能体验不好的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电磁连接设备领域，尤其涉及一种电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法。
背景技术
两个构件的转动连接可以通过铰链实现，铰链有无弹簧铰链、有弹簧铰链、摩擦力悬停铰链等多种结构，但是使用无弹簧铰链时，不管是开启过程还是关闭过程都是松弛无力，不容易实现任意角度悬停；使用有弹簧铰链时，有一个平衡角度，小于这个角度铰链加速关闭，易造成关闭声音过大，大于这个角度铰链加速开启，可能伤及人员，无法任意角度悬停；使用摩擦力悬停铰链时，靠摩擦力可以提供悬停功能，但摩擦力过大时操控困难，摩擦力过小时悬停不住，而且污染、温度、磨损等都可能影响摩擦力而造成转动连接中悬停功能体验不好。
发明内容
本发明公开一种电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法，以解决转动连接中悬停功能体验不好的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
一种电磁铰链机构，用于将转动构件转动连接至固定构件，其特征在于，所述电磁铰链机构包括连接组件，所述连接组件包括中间磁铁组件、位于所述中间磁铁组件两侧的电磁铁组件，所述中间磁铁组件与所述电磁铁组件转动连接，所述电磁铁组件用于与所述固定构件相连，所述中间磁铁组件用于与所述转动构件相连，所述电磁铁组件在通电的情况下形成磁场，以平衡所述转动构件的重力，使得所述转动构件可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
一种电磁铰链机构的控制方法，所述电磁铰链机构为上述电磁铰链机构，
向所述电磁铁组件通电，控制所述电磁铁组件在通电的情况下形成的磁场平衡所述转动构件的重力，使得所述转动构件可转动，且转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
采用本发明的电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法，中间磁铁组件两侧设置有电磁铁组件，中间磁铁组件与电磁铁组件转动连接，电磁铁组件在通电的情况下形成磁场，中间磁铁组件处于该磁场中，且中间磁铁组件与转动构件相连，形成的磁场可以平衡转动构件的重力，使得可以施加很小的力就能够转动与中间磁铁本体组件相连的转动构件，并且转动构件在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态；本发明中采用电磁铁组件，只要向电磁铁通电即可实现施加很小的力就能够转动与中间磁铁本体组件相连的转动构件，并且转动构件在转动至任意角度的情况下处于悬停状态，操作简单，便于操控人员单手操作。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的电磁铰链机构的结构示意图；
图2为本发明实施例中的连接组件的剖视图；
图3为本发明实施例中的中间磁铁组件的结构示意图；
图4为本发明实施例中的电磁铁组件的结构示意图；
图5为发明实施例中产生的磁场强度示意图。
附图标记说明：
100-转动构件、
300-连接组件、310-中间磁铁组件、311-中间磁铁本体、312-中间磁铁支架、320-电磁铁组件、321-电磁铁本体、322-电磁铁壳体、330-固定轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1至图5所示，本发明实施例提供一种电磁铰链机构，该电磁铰链机构用于将转动构件100转动连接至固定构件，通过该电磁铰链机构的连接，转动构件100可绕固定构件转动。
本发明实施例中，电磁铰链机构包括连接组件300，连接组件300包括中间磁铁组件310、位于中间磁铁组件310两侧的电磁铁组件320，中间磁铁组件310与电磁铁组件320转动连接，电磁铁组件320用于与固定构件相连，中间磁铁组件310用于与转动构件100相连，这样，通过中间磁铁组件310和位于中间磁铁组件310两侧的电磁铁组件320组成的连接组件300将转动构件100连接至固定构件，连接后，转动构件100可绕固定构件转动。
电磁铁组件320在通电的情况下形成磁场，形成的磁场可平衡转动构件100的重力，使得转动构件100可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。电磁组件的通电情况随着转动构件100的转动而改变，使得在转动至任意角度的情况下，电磁铁组件320在通电的情况下形成的磁场均可以平衡转动构件100的重力，使得转动构件100可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
采用本发明实施例的电磁铰链机构，中间磁铁组件310两侧设置有电磁铁组件320，中间磁铁组件310与电磁铁组件320转动连接，电磁铁组件320在通电的情况下形成磁场，中间磁铁组件310处于该磁场中，且中间磁铁组件310与转动构件100相连，形成的磁场可以平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动与中间磁铁本体311组件相连的转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
并且，本发明实施例中采用电磁铁组件320，只要向电磁铁通电即可实现施加很小的力就能够转动与中间磁铁本体311组件相连的转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下处于悬停状态，操作简单，便于操控人员单手操作。
本发明实施例中，连接组件300的数量可以为一个、两个或多个，本发明实施例不限定连接组件300的数量，当连接组件300的数量为一个时，中间磁铁组件310可位于转动构件100的中部，当连接组件300的数量为两个时，两个连接组件300可分别位于转动构件100的两端，当连接组件300的数量为多个时，多个连接组件300可均匀分布在转动构件100上。
本发明实施例中，中间磁铁组件310包括中间磁铁本体311和中间磁铁支架312，中间磁铁本体311设于中间磁铁支架312上，中间磁铁支架312用于与转动构件100相连，且中间磁铁支架312与电磁铁组件320转动连接，中间磁铁支架312用于安装中间磁铁本体311，且用于连接至转动构件100。
中间磁铁本体311的数量为至少两个，至少两个中间磁铁本体311均匀分布在中间磁铁支架312的圆周上。设置至少两个中间磁铁本体311可以中间磁铁组件310在电磁铁组件320在通电的情况下形成的磁场中受力更加均匀。当设置两个中间磁铁本体311时，两个中间磁铁本体311可以间隔180°，当设置三个中间磁铁本体311时，三个中间磁铁本体311可以间隔120°。
具体地，中间磁铁本体311为电磁铁或永磁铁。优选地采用永磁铁，不用通电，从而简化接线。
本发明实施例中，电磁铁组件320包括多个电磁铁本体321和电磁铁壳体322，多个电磁铁本体321均匀分布在电磁铁壳体322的圆周上，电磁铁壳体322用于与固定构件相连。电磁铁壳体322用于固定电磁铁本体321，且用于连接至固定构件。电磁铁本体321在通电的情况下形成磁场，中间磁铁组件310的中间磁铁本体311本体处于该磁场中，形成的磁场可以平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
电磁铁组件320中，可设置多个电磁铁本体321，随着转动构件100的转动，可改变每个电磁铁本体321的通电情况，使得多个电磁铁本体321形成的合磁场可以随着转动构件100的转动实时平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
本发明实施例中，例如，中间磁铁组件310设置6个中间磁铁本体311，6个中间磁铁本体311间隔地均匀分布在中间磁铁支架312上，电磁铁组件320设置72个电磁铁本体321，72个电磁铁本体321相邻地均匀分布在电磁铁壳体322上，其中每个中间磁铁本体311与12个电磁铁本体321相对，该12个电磁铁本体321为一组，每个中间磁铁本体311两侧的电磁铁本体321通的电流为对称的，并且相邻中间磁铁本体311相对的多个电磁铁本体321的电流方向是相反的。
例如，本发明实施例中，72个电磁铁本体321的通电情况如下：
这样，转动构件100转动，中间磁铁本体311的位置也发生变化，中间磁铁本体311随中间磁铁支架312一起转动，相邻中间磁铁本体311相对的多个电磁铁本体321的电流方向是相反的，且每个中间磁铁本体311两侧的电磁铁本体321通的电流为对称的，从而保证多个电磁铁本体321形成的合磁场可以随着转动构件100的转动实时平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
本发明实施例中，连接组件300还包括固定轴330，位于中间磁铁组件310两侧的电磁铁壳体322通过固定轴330相连，中间磁铁组件310通过固定轴330与电磁铁壳体322转动连接。也就是，固定轴330将位于中间磁铁组件310两侧的电磁铁壳体322连接在一起，中间磁铁组件310的中间磁铁支架312与固定轴330转动连接，从而实现中间磁铁组件310和中间磁铁组件310两侧的电磁铁组件320的转动连接。
具体地，位于中间磁铁组件310一侧的电磁铁本体321的N极和中间磁铁本体311的S极相对，位于中间磁铁组件310另一侧的电磁铁本体321的S极和中间磁铁本体311的N极相对。使得位于中间磁铁本体311两侧的电磁铁本体321对中间磁铁本体311的力为吸力，从而电磁铁本体321形成的合磁场可以实时平衡转动构件100的重力。
本发明实施例中，电磁铁铰链机构还包括陀螺仪和控制器，陀螺仪用于检测转动构件100的转动角度和转动速度，陀螺仪与控制器相连，陀螺仪检测的数据可传递给控制器，且控制器与电磁铁组件320相连，控制器分析数据后决定电磁铁组件320的通电情况。
本发明实施例还提供一种电磁铰链机构的控制方法，该电磁铰链机构为上述电磁铰链机构。
电磁铰链机构的控制方法包括向电磁铁组件320通电，控制电磁铁组件320在通电的情况下形成的磁场平衡转动构件100的重力，使得转动构件100可转动，且转动至任意角度的情况下处于悬停状态。随着转动构件100的转动，改变电磁铁组件320的通电情况，使得电磁铁组件320形成的合磁场可以随着转动构件100的转动实时平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
其中，陀螺仪可以检测转动构件100的转动角度和转动速度，陀螺仪检测的数据可传递给控制器，控制器分析数据后决定电磁铁组件320的通电情况。
每个中间磁铁本体311与一组电磁铁本体321相对，每组电磁铁本体321为多个电磁铁本体321，控制相邻中间磁铁本体311相对的多个电磁铁本体321的电流方向是相反的，且每个中间磁铁本体311两侧的电磁铁本体321通的电流为对称的，从而保证多个电磁铁本体321形成的合磁场平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
并且，转动构件100被转动后，重新确定与中间磁铁本体311相对的电磁铁本体321，控制相邻中间磁铁本体311相对的多个电磁铁本体321的电流方向是相反的，且每个中间磁铁本体311两侧的电磁铁本体321通的电流为对称的，从而保证多个电磁铁本体321形成的合磁场可以随着转动构件100的转动实时平衡转动构件100的重力，使得可以施加很小的力就能够转动上述转动构件100，并且转动构件100在转动至任意角度的情况下可处于悬停状态。
本发明实施例中，在检测到转动构件100在预设位置处停留预设时间后，增大电磁铁组件320的电流，以通过增大形成的磁场强度将转动构件100保持在预设位置处，在检测到转动构件100在预设位置处停留预设时间后表明用户已经将转动构件100转动至所需的位置，此时，如果电磁铁组件320仍然保持原来的电流，较小的力还是能使转动构件100转动，振动、颠簸、误碰等都可能会造成误操作，使得转动构件100转动，如果增大电磁铁组件320的电流，以增大形成的磁场强度，将转动构件100保持在此处，可以将转动构件100维持在所需位置。也就是在检测到转动构件100在预设位置处停留预设时间后，将转动构件100锁定在该位置。
在检测到预设手势时，减小电磁铁组件320的电流，以通过减小形成的磁场强度使得转动构件100可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。也就是在检测到预设手势时，将转动构件100解除锁定。
例如，预设手势可以为快速按压转动构件100的手势，在检测到快速按压转动构件100的手势时，减小电磁铁组件320的电流，以减小形成的磁场强度，使得转动构件100可转动，如图5中磁场强度由曲线①变为曲线②。
例如，陀螺仪可以检测预设手势，陀螺仪检测的数据可传递给控制器，控制器分析数据后决定电磁铁组件320的通电情况。
本发明实施例中所提供的电磁铰链机构及电磁铰链机构的控制方法中，转动构件100可以任何需要转动且需要悬停的构件，例如可以为汽车中的中控台扶手或者尾门等构件。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁铰链机构，用于将转动构件(100)转动连接至固定构件，其特征在于，所述电磁铰链机构包括连接组件(300)，所述连接组件(300)包括中间磁铁组件(310)、位于所述中间磁铁组件(310)两侧的电磁铁组件(320)，所述中间磁铁组件(310)与所述电磁铁组件(320)转动连接，所述电磁铁组件(320)用于与所述固定构件相连，所述中间磁铁组件(310)用于与所述转动构件(100)相连，所述电磁铁组件(320)在通电的情况下形成磁场，以平衡所述转动构件(100)的重力，使得所述转动构件(100)可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
2.根据权利要求1所述的电磁铰链机构，其特征在于，所述中间磁铁组件(310)包括中间磁铁本体(311)和中间磁铁支架(312)，所述中间磁铁本体(311)设于所述中间磁铁支架(312)上，所述中间磁铁支架(312)用于与所述转动构件(100)相连，且所述中间磁铁支架(312)与所述电磁铁组件(320)转动连接。
3.根据权利要求2所述的电磁铰链机构，其特征在于，所述中间磁铁本体(311)的数量为至少两个，至少两个所述中间磁铁本体(311)均匀分布在所述中间磁铁支架(312)的圆周上。
4.根据权利要求2所述的电磁铰链机构，其特征在于，所述中间磁铁本体(311)为电磁铁或永磁铁。
5.根据权利要求2所述的电磁铰链机构，其特征在于，所述电磁铁组件(320)包括多个电磁铁本体(321)和电磁铁壳体(322)，多个所述电磁铁本体(321)均匀分布在所述电磁铁壳体(322)的圆周上，所述电磁铁壳体(322)用于与所述固定构件相连。
6.根据权利要求5所述的电磁铰链机构，其特征在于，所述连接组件(300)还包括固定轴(330)，位于所述中间磁铁组件(310)两侧的所述电磁铁壳体(322)通过所述固定轴(330)相连，所述中间磁铁组件(310)通过所述固定轴(330)与所述电磁铁壳体(322)转动连接。
7.根据权利要求5所述的电磁铰链机构，其特征在于，位于所述中间磁铁组件(310)一侧的所述电磁铁本体(321)的N极和所述中间磁铁本体(311)的S极相对，位于所述中间磁铁组件(310)另一侧的所述电磁铁本体(321)的S极和所述中间磁铁本体(311)的N极相对。
8.根据权利要求1所述的电磁铰链机构，其特征在于，还包括陀螺仪和控制器，所述陀螺仪用于检测所述转动构件(100)的转动角度和转动速度，所述陀螺仪与所述控制器相连，且所述控制器与所述电磁铁组件(320)相连。
9.一种电磁铰链机构的控制方法，其特征在于，所述电磁铰链机构为权利要求1-8任一所述的电磁铰链机构，
向所述电磁铁组件(320)通电，控制所述电磁铁组件(320)在通电的情况下形成的磁场平衡所述转动构件(100)的重力，使得所述转动构件(100)可转动，且转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
10.根据权利要求9所述的电磁铰链机构的控制方法，其特征在于，
在检测到所述转动构件(100)在预设位置处停留预设时间后，增大所述电磁铁组件(320)的电流，以通过增大形成的磁场强度将所述转动构件(100)保持在所述预设位置处；
在检测到预设手势时，减小所述电磁铁组件(320)的电流，以通过减小形成的磁场强度使得所述转动构件(100)可转动，且在转动至任意角度的情况下处于悬停状态。
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