CN1819076B - 双稳态电磁致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明的双稳态电磁致动器的活动部件(13，14)安装在永久磁铁(24，25)和低摩擦板(26，27)之间，其中的间隙大得足以使它在永久磁铁前部倾斜，且在其控制下跟随控制杠杆或其它传输机构横向移动。因此它能直接铰接于所述传输机构。该滑动部件无需支撑轴承。在每个开关操作后，磁力使滑动部件重新回到中心位置。

Description

双稳态电磁致动器
技术领域
本发明的主题是用于控制电气设备例如真空瓶的双稳态电磁致动器。
背景技术
一般而言，双稳态电磁致动器包括滑动致动器杆、施加使该杆移动的力的至少一个励磁线圈、用于将该杆保持在一个稳定位置的至少一个永久磁铁以及围绕该线圈和该永久磁铁的电磁轭，但是有杆穿过其中，该轭用来闭合磁力线。现有技术包括许多这种致动器，并且在专利WO 03/030188和EP 0883146中描述了某些例子。
这些致动器存在的问题容易发生在用杆来驱动摇杆或倾斜杆的普通情况中。该杆在与它垂直的一个方向上推动或拉动控制杠杆的一端。由于该动作发生在不可忽视的冲程，控制杠杆的该端被限制为沿着圆弧移动，由此还使得该滑动杆横向移动。为了吸收该横向移动并防止阻塞或损坏该致动器，一个中间连接装置例如链环是必要的。
发明内容
本发明的主要目的在于弥补缺陷并能使致动器杆在它的控制下经铰链直接连接到装置，例如摇杆。
本发明的基本特征在于致动器杆被允许在轴附近有角度地振荡，当该致动器在其稳定状态，以及同样当该致动器杆移动时，该磁力装置和永久磁铁趋向于回到中心位置。
更精确地，该致动器杆安装在具有使得该杆在平面中倾斜以及有效磁通穿过的间隙的磁轭中，其中该平面包含一个平行于面向滑动设备的磁体表面的方向。其没有支撑轴承或者实际上无间隙的类似装置，其用于现有技术的设计中以将杆恒定保持在特定方位。本发明的各种其它特性有助于增强上述描述的优点，并确保致动器灵活可靠地工作。
附图说明
接下来参照下列附图详细描述本发明的特定实施例：
图1是现有技术致动器的全视图；以及
图2、3、4、5、6和7示出了本发明的致动器以及如何操作它。
具体实施方式
图1示出的致动器应用也可以应用于本发明的致动器。真空瓶1在围绕轴3旋转的控制杠杆2的末端滑动。控制杠杆2的相对端铰接于链环4，链环自身的相对端铰接于双稳态电磁致动器6的驱动杆5。该致动器包括磁轭7、励磁线圈36以及永久磁铁37，用于将杆5从一种状态切换到另一种状态以及用于确保在每一种状态它的位置是稳定的。永久磁铁37占据磁轭7的两个相对表面。因为这种系统是已知的，并能采用多种形式，在此不再给出具体描述。杆5垂直穿过轭7，其经由一对支撑轴承8和轴承9支撑并导引它。当提升杆5时，与瓶1相联系的一对触头10和触头11移动分离并且断开穿过瓶1的电路，其中一个触头是由控制杠杆2驱动的动触头，另一个触头是静触头；当降低杆5时，触头10被提升且触头10和触头11彼此接触并闭合该电路。控制杠杆2的末端在这两种状态之间受到少量水平移动，使得需要使用链环4或一些其它中间零件来将其连接到杆5。
以下是涉及本发明的描述。致动器以附图标记12特别示于图2。它包含包括致动器杆13和比与其同轴连接的杆13更宽的柱塞14的活动部件。它还包括具有顶部平侧面15和底部平侧面16的框架形式的磁轭28，这两个侧面作为在致动器的稳定状态中柱塞14的相对的邻接表面，并设置有杆13穿过的开口17和开口18。该框架还具有用于将磁力线形成回路的两个横向侧面20和21。在与永久磁铁24和永久磁铁25接合的方向上，开口17和开口18(图3)与杆13的部分匹配(或者在图2中的水平方向，相交于它们面向滑动部件的表面)，以允许杆13穿过很小的间隙，并且提供机械导引以防止柱塞14粘在永久磁铁24和永久磁铁25的任何一个上，但是在经过永久磁铁24和永久磁铁25的所述表面前面的垂直方向间隙更大，在图3和图6中可以更清楚的看出这些特征。以这种方式提供更大的间隙，由此杆13可以在垂直于图2的该方向倾斜。如图7所示，开口17和开口18是长槽形。扁平永久磁铁24和永久磁铁25位于柱塞14的侧面39和侧面40的任一侧上、在横向侧面20和侧面21的半高处。它们可由钕铁硼合金制成。滑动板26和滑动板27即具有低摩擦系数的材料制成的板粘在所面对的有效磁通穿过的磁铁24和磁铁25的自由表面上。某些聚合物完全满足这些用途。如图3所示，轭28由两个近似E形的对称的半部29和半部30组成，其结构在厚度方向以传统方式层叠，以便限制磁漏。螺栓31将叠片层保持在一起。轭28还具有两个电磁线圈32和电磁线圈33环绕柱塞13，第一线圈用于闭合由致动器控制的真空瓶1或某些其它电气设备中的电路，且另一线圈用于断开所述电路。
柱塞14在轭28中形成的真空区34的高度的一部分延伸。在图4和图5中可以看出，分别示出了用于闭合和断开电路处于两个稳态的致动器柱塞14压在轭28的一端侧15或另一端侧16，并且经由所述的端侧15或端侧16以及永久磁铁24和永久磁铁25来闭合穿过的磁路。当来自励磁线圈32和励磁线圈33的激励消失时，尽管弹簧35迫使致动器杆13向上，即，朝向开路状态，永久磁铁24和永久磁铁25产生的相应磁场仍足以将致动器保持在稳态。
对于穿过真空瓶1的电路受激的线圈32使致动器从断开状态到闭合状态，并激励其它线圈33使它从闭合状态到断开状态。因为弹簧35已经鼓励断开，维持闭合状态的力少量减少足以引起这个方向的开关发生，且线圈33可以比线圈32更小。产生脉冲的一种可靠方式是将电容器放电引到线圈32或线圈33的端子，该脉冲足以将在闭合位置或断开位置的磁维持力产生的磁场反向。
图6示出系统所处的中间状态。无需中间链环4，致动器杆13直接铰接于控制杠杆2。因此，它在图6的平面水平移动，同时在两种极端状态之间移动。由于柱塞14相对于磁轭28中的槽17和18的水平方向自由移动，却是一个垂直于图平面方向的滑动配合，柱塞14可以在两个极端位置之间移动，同时在永久磁铁24和永久磁铁25的平面中振荡，没有粘住它们其中任一个，而产生显著增加的摩擦效果。在本发明中，不像图1所示的现有技术那样，柱塞14可以通过一个角度振荡，足以允许致动器杆横向移动。致动器杆13的振荡平面平行于永久磁铁的最大表面(有效磁通穿过该表面并且板26和27覆盖该表面)。由于柱塞不粘在任一个磁铁上，不会产生严重磨损。在开关操作期间，永久磁铁24和永久磁铁25使得柱塞14和致动器杆13与它们产生的磁力一起竖立，有助于最大化磁通。滑动部件的恰当和稳定的位置自动保持在每个开关操作，由此避免对致动器的过早损坏。

Claims (5)

1.一种用于控制电气设备的双稳态电磁致动器，该致动器包含滑动部件，该滑动部件包括致动器杆(13)，该致动器还包括磁轭(28)，所述磁轭(28)包括至少一个永久磁铁(24、25)和至少一个励磁线圈(32，33)，致动器杆穿过磁轭，并且磁轭包含永久磁铁和励磁线圈，励磁线圈围绕滑动部件，且永久磁铁在滑动部件旁边，致动器杆(13)安装在具有在第一方向上提供机械导引的间隙的磁轭(28)中，所述永久磁铁包括面向滑动部件的表面，所述第一方向朝向所述表面定向，该致动器的特征在于，它包括由致动器杆(13)驱动的控制杠杆(2)，以绕枢轴(3)摇摆，并直接铰接于致动器杆，且该致动器杆安装于磁轭中，其中在垂直于第一方向的第二方向在所述致动器杆和磁轭之间具有大的间隙，并在永久磁铁的所述表面的前面经过，以使得该致动器杆能够倾斜。
2.根据权利要求1的双稳态电磁致动器，其特征在于，磁轭(28)具有端面(15，16)，该端面具有穿过所述致动器杆(13)的通孔(17，18)，其在第二方向比在第一方向更长。
3.根据权利要求1的双稳态电磁致动器，其特征在于，所述永久磁铁表面承载用于滑动部件的滑动板(26，27)。
4.根据权利要求1的双稳态电磁致动器，其特征在于，磁轭由两个装配在一起的半部组成，每个半部(29，30)承载扁平永久磁铁。
5.根据权利要求1到4的任一项的双稳态电磁致动器，其特征在于，它具有两个所述励磁线圈，它们设置成在受激励时它们对滑动部件提供相反的力，所述相反的力被定向成将滑动部件分别推向致动器的闭合电路状态和断开电路状态，以及所述致动器还包括复位弹簧，复位弹簧迫使滑动部件朝向断开电路状态。
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