CN117411267A - 一种电磁驱动装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁驱动装置，可应用于深海环境，包括电磁线圈封装体和推拉杆芯封装体，电磁线圈封装体围合形成一空腔，空腔沿电磁线圈封装体轴线的两端开设有通孔，推拉杆芯封装体设置在空腔内，并可沿电磁线圈封装体的轴向在空腔内移动；推拉杆芯封装体的至少一端通过通孔伸出电磁线圈封装体；电磁线圈封装体和推拉杆芯封装体之间连接有复位弹簧；电磁线圈封装体包括封装外壳和设置在封装外壳内的环形电磁线圈，推拉杆芯封装体包括推拉杆和设置在推拉杆内部的纯铁心棒。本发明的电磁驱动装置具有良好的封装防水、抗压效果，且具有良好的电磁力传递效率，使得驱动装置具有体积小、重量轻的优势。

Description

一种电磁驱动装置及其应用

技术领域

本发明涉及水下工程器械领域，具体涉及一种体积小、重量轻、电磁力传递效率高的直浸式电磁驱动装置及其在深海的应用。

背景技术

深海水下释放器的触发多用到电机或电螺旋管等执行机构，这些部件常用的防水、高压防压处理方式是油浸式或耐压壳等，但发明人发现，现有执行机构一般都为体积大、重量重、电磁驱动力较大的装置，因此现有上述两种防水、防压均是针对上述执行机构设计的，不适用于体积小、重量轻、较小电磁力驱动的执行机构；油浸式处理方式是在部件内部用油进行填充，一方面隔绝海水、空气起到耐腐蚀效果，一方面利用部件内部的油压平衡外部压力，该种处理方法基于平衡内外压力平衡的考量，导致体积庞大，十分沉重，同时油浸密封后对执行机构的力的输出以及电磁线圈的感应磁吸力有较大的损耗，因此不适用于体积小、重量轻、力输出较小的机构；而耐压壳式的处理工艺随着水压的升高，机构的外壳壁厚也随之增厚，在深海的使用工况下，同样存在体积大、重量大的劣势，同时耐压壳壁厚的增加还将导致电磁力的传递效率的指数级降低，难以满足实际使用需求。

因此在全海域环境下，如要实现体积小、重量轻、较小电磁力驱动执行机构的实际使用，需要解决封装防水、提高电磁力传递效率等问题。

发明内容

本发明提供了一种体积小、重量轻、提高电磁力传递效率高、更好的适配潜水器搭载使用的直浸式电磁驱动装置及其应用，以至少解决现有技术难以适用高压力、强腐蚀的全海域环境的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电磁驱动装置，包括电磁线圈封装体和推拉杆芯封装体，所述电磁线圈封装体围合形成一空腔，所述空腔沿电磁线圈封装体轴线的两端开设有第一通孔，所述推拉杆芯封装体设置在所述空腔内，并可沿电磁线圈封装体的轴向在所述空腔内移动；所述推拉杆芯封装体的至少一端通过所述通孔伸出电磁线圈封装体；所述电磁线圈封装体和推拉杆芯封装体之间连接有复位弹簧；

所述电磁线圈封装体包括封装外壳和设置在所述封装外壳内的电磁线圈，所述推拉杆芯封装体包括推拉杆和设置在推拉杆内部的纯铁心棒，所述推拉杆采用双相不锈钢2205制成。

本技术方案的设计思路在于，通过将电磁驱动装置的结构设计为电磁线圈封装体和推拉杆芯封装体二者的配合结构，避免了深海高压下海水与铁芯、线圈之间的接触以及腐蚀，提升了电磁驱动装置的防水耐压效果，使得电磁驱动装置可适用于深海环境下的使用工况，扩宽了其使用场景。同时在对推拉杆芯封装体封装体的材质进行选择时，发明人发现双相不锈钢2205具有极强的耐海水腐蚀性和一定的导磁性能，但其导磁性能不能满足电磁驱动装置的传力需求，单纯以双相不锈钢2205作为推拉杆芯封装体会导致电磁线圈对推拉杆芯封装体的吸力过小，因此本发明选用双相不锈钢2205作为推拉杆，以纯铁心帮作为铁芯，二者结合形成复合的推拉杆芯封装体，在保证推拉杆芯封装体具有合格的耐腐蚀性能的同时，增加了推拉杆芯封装体导磁能力、增强吸力，使推拉杆芯封装体具有与纯铁相近的电磁力传递效率和使用吸力，在电磁线圈通电情况下，磁力线通过推拉杆和纯铁心棒，提高了电磁驱动力。

作为上述技术方案的进一步优选，所述推杆活动套设置于推拉杆芯封装体和电磁线圈封装体之间，并处于推拉杆芯封装体和电磁线圈封装体的接触面上，所述推杆活动套采用非导磁材料制成。推杆活动套的存在可增加封装外壳和推拉杆芯封装体接触部分的抗磨性，同时还可防止电磁线圈通电情况下磁力线穿过推杆活动套，避免电磁驱动力降低的现象发生，当推拉杆芯封装体放置于电磁线圈中间时，电磁线圈内部的磁力线大部分通过推拉杆芯封装体导通，提高了电磁线圈对推拉杆芯封装体的吸力。

作为上述技术方案的进一步优选，所述推杆活动套不锈钢316制成。

作为上述技术方案的进一步优选，所述推杆活动套与封装外壳的接触面上开设有凹槽，凹槽中设置有密封圈。

作为上述技术方案的进一步优选，所述封装外壳采用双相不锈钢2205制成。上述封装外壳具有良好的耐腐蚀性能，可增强磁力线，提高电磁驱动力，在电磁线圈通电情况下，推拉杆芯封装体吸合在封装外壳上，电磁磁力线通过推拉杆芯封装体、封装外壳回到电磁体形成磁力线闭环，在无需改变装置体积的条件下即实现了电磁驱动装置驱动力的大幅提升。

作为上述技术方案的进一步优选，所述电磁线圈封装体还包括设置在封装外壳内的推杆挡圈；所述推杆挡圈的截面呈T型，并沿轴线方向开设有用于容纳推拉杆芯封装体的第二通孔，所述推杆挡圈抵靠于封装外壳和电磁线圈之间，用于限制推拉杆芯封装体的移动。推杆挡圈的设置一方面可限制推拉杆芯封装体的移动范围，一方面还可对电磁线圈起到固定的作用，在一方面更可对电磁线圈封装体的封装外壳起到支撑的作用，提升了电磁线圈封装体整体的强度和电磁驱动装置整体的耐压性能，降低了封装外壳的壁厚要求，使得本申请的电磁驱动装置具有体积小、重量轻的优势。

作为上述技术方案的进一步优选，所述封装外壳、电磁线圈、推杆挡圈之间的空隙内填充有绝缘胶体。封装外壳内部空隙间填充的绝缘胶体可完全排除电磁线圈封装体内部的空气，使得电磁线圈封装体作为一个结构整体进行承压，进一步提升了本发明电磁驱动装置整体的耐压性能，实现全海域的使用。

作为上述技术方案的进一步优选，所述推杆挡圈的侧面沿轴向开设有胶水导槽。胶水导槽的存在可利于向电磁线圈封装体内部灌注绝缘胶水的顺利进行，保证绝缘胶体的完全填充。

作为上述技术方案的进一步优选，所述推杆挡圈由双相不锈钢2205制成。上述推杆挡圈具有良好的耐腐蚀性能，可增强磁力线，提高电磁驱动力，在电磁线圈通电情况下，推拉杆芯封装体吸合在封装外壳和推杆挡圈上，电磁磁力线通过推拉杆芯封装体、封装外壳、推杆挡圈回到电磁体形成磁力线闭环，在无需改变装置体积的条件下即实现了电磁驱动装置驱动力的大幅提升。

基于同一技术构思，本发明还提供一种上述电磁驱动装置的应用，该电磁驱动装置应用于如深海等工况的高压力、强腐蚀环境下的作业。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的深海电磁驱动装置具有良好的封装防水、抗压效果，且通过不同的技术手段使装置各组件均具有良好的电磁力传递效率，使得驱动装置具有体积小、重量轻的优势。

附图说明

图1是本发明实施例1的深海电磁驱动装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1的电磁线圈封装体的结构示意图；

图3是本发明实施例1的推拉杆芯封装体的结构示意图；

图4是本发明实施例1的推拉杆圈的结构示意图。

图例说明：

1、电磁线圈封装体；11、封装外壳；12、电磁线圈；13、推杆挡圈；14、推杆活动套；15、绝缘胶体；16、胶水导槽；17、密封圈；18、第一通孔；19、第二通孔；2、推拉杆芯封装体；21、推拉杆；22、纯铁心棒；3、复位弹簧。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

实施例1：

本实施例的电磁驱动装置结构如图1所示，可用于深海环境下的作业，包括电磁线圈封装体1、推拉杆芯封装体2；其中电磁线圈封装体1围合形成空腔，空腔沿电磁线圈封装体1轴线的两端开设有第一通孔18，推拉杆芯封装体2设置于该空腔内，且推拉杆芯封装体2一端经过第一通孔18伸出电磁线圈封装体1，起到拉杆轴作用，推拉杆芯封装体2另一端经过第一通孔18伸出电磁线圈封装体1，起到推杆轴作用；空腔内还设置有复位弹簧3，复位弹簧3一端连接在空腔内壁，另一端与推拉杆芯封装体2连接。

电磁线圈封装体1的结构如图2所示，包括封装外壳11、以及设置在封装外壳11内的推杆挡圈13和电磁线圈12，电磁线圈12连接一线圈出线电缆引出封装外壳11；如图4所示，推杆挡圈13的截面呈T型，并沿轴线方向开设有用于容纳推拉杆芯封装体2的第二通孔19，推杆挡圈13设置于封装外壳11和电磁线圈12之间，用于限制推拉杆芯封装体2的移动，推杆挡圈13的侧面沿轴向开设有胶水导槽16；推杆活动套14设置于推拉杆芯封装体2和电磁线圈12之间，并处于推拉杆芯封装体2和电磁线圈12的接触面上，使所述电磁线圈12位于封装外壳11和推杆活动套14的包围空间内，推杆活动套14采用非耐海水腐蚀、不具有导磁性的不锈钢316制成，推杆活动套14与封装外壳11的接触面上开设有凹槽，凹槽中设置有密封圈17；封装外壳11、电磁线圈12和推杆挡圈13之间的空隙填充有绝缘胶体15。

推拉杆芯封装体2的结构如图3所示，推拉杆芯封装体2，包括推拉杆21和纯铁心棒22；纯铁心棒22嵌入推拉杆21内，推拉杆21和纯铁心棒22同心，推拉杆芯封装体2中推拉杆21采用耐海水腐蚀、具有导磁性的双相不锈钢2205制成。

在本实施例中，电磁线圈封装体1的封装外壳11采用耐海水腐蚀、具有导磁性的双相不锈钢2205制成。

在本实施例中，电磁线圈封装体1内部空隙填充绝缘胶体15。

在使用时，电磁线圈12在通电后产生电磁吸力，推拉杆芯封装体2内嵌有纯铁心棒22，推拉杆芯封装体2在电磁力作用下开始向电磁线圈12方向移动，在移动过程中推拉杆芯封装体2吸入端产生一个拉力，推拉杆芯封装体2退出端产生一个推力。电磁线圈12断电后，电磁力消失，复位弹簧3推动推拉杆芯封装体2恢复到初始位置。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁驱动装置，其特征在于，包括电磁线圈封装体（1）和推拉杆芯封装体（2），所述电磁线圈封装体（1）围合形成一空腔，所述电磁线圈封装体（1）轴线的两端均开设有第一通孔（18）使空腔与外部连通；所述推拉杆芯封装体（2）设置在所述空腔内，并可沿电磁线圈封装体（1）的轴向在所述空腔内移动，且所述推拉杆芯封装体（2）的至少一端通过所述第一通孔（18）伸出电磁线圈封装体（1）；所述电磁线圈封装体（1）和推拉杆芯封装体（2）之间连接有复位弹簧（3）；

所述电磁线圈封装体（1）包括封装外壳（11）和设置在所述封装外壳（11）内的电磁线圈（12）；

所述推拉杆芯封装体（2）包括推拉杆（21）和设置在推拉杆（21）内部的纯铁心棒（22），所述推拉杆（21）采用双相不锈钢2205制成。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁线圈封装体（1）还包括推杆活动套（14），所述推杆活动套（14）设置于推拉杆芯封装体（2）和电磁线圈（12）之间，并处于推拉杆芯封装体（2）和电磁线圈（12）的接触面上，使所述电磁线圈（12）位于封装外壳（11）和推杆活动套（14）的包围空间内；所述推杆活动套（14）采用非导磁材料制成。

3.据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述推杆活动套（14）由不锈钢316制成。

4.据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述推杆活动套（14）与封装外壳（11）的接触面上开设有凹槽，凹槽中设置有密封圈（17）。

5.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述封装外壳（11）采用导磁材料制成，所述导磁材料为双相不锈钢2205。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁线圈封装体（1）还包括设置在封装外壳（11）内的推杆挡圈（13）；所述推杆挡圈（13）的截面呈T型，并沿轴线方向开设有用于容纳推拉杆芯封装体（2）的第二通孔（19），所述推杆挡圈（13）抵靠于封装外壳（11）和电磁线圈（12）之间，用于限制推拉杆芯封装体（2）的移动。

7.根据权利要求6所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述封装外壳（11）、电磁线圈（12）、推杆挡圈（13）之间的空隙内填充有绝缘胶体（15）。

8.根据权利要求7所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述推杆挡圈（13）的侧面沿轴向开设有胶水导槽（16）。

9.根据权利要求6所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述推杆挡圈（13）由采用导磁材料制成，所述导磁材料为双相不锈钢2205。

10.一种权利要求1-9任一项所述的电磁驱动装置在高压力、强腐蚀性环境下的应用。