CN202839196U

CN202839196U - 新型电磁铁线性动力装置及使用该装置的摇摆床

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Publication number: CN202839196U
Application number: CN 201220385929
Authority: CN
Inventors: 陈军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-08-06

Abstract

本实用新型涉及新型电磁铁线性动力装置及使用该装置的摇摆床。新型电磁铁线性动力装置，其包括电磁铁组件，所述电磁铁组件包括：防护罩；设置于防护罩内壁上的线圈架，线圈架具有竖直的中空轴；绕设于线圈架上的线圈；套设于中空轴内且与中空轴滑动配合的主轴，主轴包括固接而成的主轴上段和主轴下段，主轴上段采用导磁材料制成，主轴下段采用非导磁材料制成；套设于线圈架两端且固定于防护罩内壁上的法兰；以及固定于所述法兰上的车轮轴承座和可转动连接于所述车轮轴承座上的丁腈胶圈车轮，丁腈胶圈车轮与主轴相接触，且主轴的中轴线与丁腈胶圈车轮的任一径向截面平行或者该中轴线落入丁腈胶圈车轮的任一径向截面内。通过丁腈胶圈车轮固定主轴解决了主轴在运动中所产生的摩擦大的问题。

Description

新型电磁铁线性动力装置及使用该装置的摇摆床

技术领域

本实用新型涉及电磁技术领域，具体新型电磁铁线性动力装置及使用该装置的摇摆床。

背景技术

现有市场上的摇摆床大部分都采用旋转电机配合曲柄连杆、凸轮的装置实现传动摇摆的，也有一个申请号为201010577803.5通过电磁作用控制主轴上、下运动实现床的摇摆作用的装置的实用新型申请专利，其公开了一种螺旋电磁铁线性动力装置，但其结构上为了减少运动时摩擦较大，需要定期的对电磁铁润滑保养，每次润滑保养时都要将主轴拉高，从主轴油咀注入黄油，这样保养非常麻烦，成本也大，而且主轴在运动时稍微会不平稳。并且在该装置运动中会产生大量的热量，其结构采用的是风机降温散热的方法，具体是在线圈的保护罩上部设有出风口，下部有进风口，进风口安装有风机，风机从进风口鼓入冷风，在线圈保护罩形成上升的涡流，将热量从出风口排除，但在散热降温上仍有不足，满足不了热量的完全排出。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的之一旨在提供一种新型电磁铁线性动力装置，其不仅解决了主轴在运动中所产生的摩擦大的问题，而且产品采用这种结构不需要去定期保养，大大减少了保养的麻烦，并且把保养的成本大大降低，也使主轴运动变得平稳。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

新型电磁铁线性动力装置，其包括用于驱动物体摇摆的电磁铁组件，所述电磁铁组件包括：防护罩；设置于所述防护罩内壁上的线圈架，所述线圈架具有竖直的中空轴；绕设于线圈架上的线圈；套设于中空轴内且与中空轴滑动配合的主轴，所述主轴包括固接而成的主轴上段和主轴下段，所述主轴上段采用导磁材料制成，所述主轴下段采用非导磁材料制成；套设于线圈架两端的法兰，所述法兰固定于防护罩的内壁上；以及固定于所述法兰上的车轮轴承座和可转动连接于所述车轮轴承座上用于对主轴进行定位的丁腈胶圈车轮，所述丁腈胶圈车轮与主轴相接触，且主轴的中轴线与丁腈胶圈车轮的任一径向截面平行或者该中轴线落入丁腈胶圈车轮的任一径向截面内。

为了使该装置更趋于自动化和智能化，该装置还包括一用于检测物体摇摆位置的检测器和一用于控制所述电磁铁组件工作与否的控制器，所述控制器的输入端电性连接至检测器的输出端，控制器的输出端电性连接至线圈。

优选地，检测器采用根据霍尔效应制作的霍尔传感器。

作为改进，所述法兰的外周缘上设有多个用于散热的凹槽，该多个凹槽使法兰形成一梅花状结构，有利于散热。

优选地，为了使丁腈胶圈车轮对主轴的定位更加准确，所述丁腈胶圈车轮为至少二个，其均匀分布于主轴外围，车轮轴承座与丁腈胶圈车轮的数量相适应。

针对现有技术的不足，本实用新型的目的之二旨在提供一种使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其不仅解决了主轴在运动中所产生的摩擦大的问题，而且产品采用这种结构不需要去定期保养，大大减少了保养的麻烦，并且把保养的成本大大降低，也使主轴运动变得平稳。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其包括床架、以及用于驱动床架摇摆的电磁铁组件，所述电磁铁组件包括：固定于床架上的防护罩；设置于所述防护罩内壁上的线圈架，所述线圈架具有竖直的中空轴；绕设于线圈架上的线圈；套设于中空轴内且与中空轴滑动配合的主轴，所述主轴包括固接而成的主轴上段和主轴下段，所述主轴上段采用导磁材料制成，其上端通过一绳子与床架相连，所述主轴下段采用非导磁材料制成；套设于线圈架两端的法兰，所述法兰固定于防护罩的内壁上；以及固定于所述法兰上的车轮轴承座和可转动连接于所述车轮轴承座上用于对主轴进行定位的丁腈胶圈车轮，所述丁腈胶圈车轮与主轴相接触，且主轴的中轴线与丁腈胶圈车轮的任一径向截面平行或者该中轴线落入丁腈胶圈车轮的任一径向截面内。

为了使该装置更趋于自动化和智能化，该摇摆床还包括一固定于床架上用于检测床架摇摆位置的检测器以及一固定于床架上且位于控制器下侧的用于控制所述电磁铁组件工作与否的控制器，所述控制器的输入端电性连接至检测器的输出端，控制器的输出端电性连接至线圈。

优选地，为了使电磁铁组件牢固固定于床架上，所述电磁铁组件进一步包括一安装码，防护罩通过该安装码固定于床架上。

本实用新型所阐述的新型电磁铁线性动力装置，与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型通过丁腈胶圈车轮固定主轴，形成像导轨一样的通道，不仅解决了主轴在运动中所产生的摩擦大的问题，而且采用这种结构不需要去定期保养，大大减少了保养的麻烦，并且把保养的成本大大降低，也使主轴运动变得平稳。

附图说明

附图1为本实用新型电磁铁组件的结构示意图;

附图2为图1的A-A剖视图；

附图3为图1除去防护罩后的结构示意图；

附图4为新型电磁铁线性动力装置应用于摇摆床上的结构示意图；

附图5为在附图4中的摇摆床上增设平衡校正装置的结构示意图。

其中：1、检测器；2、电磁铁组件；21、绳子；22、主轴；221、主轴上段；222、主轴下段；23、线圈架；231、中空轴；24、丁腈胶圈车轮；25、车轮轴承座；26、法兰；27、线圈；28、防护罩；281、上端盖；282、下端盖；29、安装码；291、固定圈；3、控制器；4、床垫；5、底座；6、床架；61、摇摆架；611、固定板；62、固定架；7、散热风机；81、平推马达；82、配重块；83、连杆；831、浮动接头；832、浮动接头；84、推杆马达；85、推杆马达。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型的新型电磁铁线性动力装置做进一步描述，以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思想。

如图1~3所示，新型电磁铁线性动力装置，其主要结构为电磁铁组件2，该电磁铁组件2包括：防护罩28，防护罩28的上、下两端分别连接一上端盖281和一下端盖282，防护罩28形成一容置线圈27的容置空间，对其内的装置起到保护的作用，设置于防护罩28内壁上的线圈架23，该线圈架具有竖直的中空轴231，线圈27绕设于线圈架23上，主轴22套设于中空轴231内，该主轴22包括主轴上段221和主轴下段222，其中主轴上段221采用导磁材料制成，用于通过磁场的作用力使其上下运动从而带动物体的摆动，主轴下段222采用非导磁材料制成，用于固定主轴22上、下运动时的稳定性。在本实用新型较佳的实施例中，主轴上段221采用45号钢制成，主轴下段222采用304号不锈钢材料制成，二者通过焊接固定在一起。线圈架23上、下两端均套设有一法兰26，该法兰26通过螺钉与线圈架23固定，并且法兰26的外周缘与防护罩28的内壁固定，法兰26采用45号钢材料制作，其除可使线圈架23稳固于防护罩28中外，还可以减少磁力扩散,提高磁力效率，法兰的外周缘设有多个凹槽（未标示），这些凹槽使法兰26形成一梅花状结构，起散热作用，并且在下端盖282处设有一散热风机7，可使通过梅花状结构的法兰26散发出来的热量通过散热风机7排出防护罩中。

为了解决主轴在运动中所产生的摩擦大的问题，在本实用新型较佳的实施例中，线圈架23上侧的法兰向上、线圈架23下侧的法兰向下均固定连接多个车轮轴承座25，丁腈胶圈车轮24可转动连接在车轮轴承座25上，丁腈胶圈车轮24与主轴22相接触，其对主轴22进行定位，减少主轴22与中空轴231的摩擦，当主轴22上下运动时，该丁腈胶圈车轮24需要随之旋转，所以要满足主轴22的中轴线与丁腈胶圈车轮24的任一径向截面平行或者该中轴线落入丁腈胶圈车轮24的任一径向截面内。丁腈胶圈车轮24的数量与车轮轴承座25相适应，丁腈胶圈车轮24的数量至少为二个才能使其对主轴22定位更加准确，一般地，可采用2~4个，且它们均匀分布于主轴22的外围。为了使该装置更趋于自动化和智能化，该新型电磁铁线性动力装置还包括一用于检测物体摇摆位置的检测器1（见图4）和一用于控制电磁铁组件2工作与否的控制器3，控制器3的输入端电性连接至检测器1的输出端，控制器3的输出端电性连接至线圈，检测器1采用根据霍尔效应制作的霍尔传感器。

以下以该新型电磁铁线性动力装置应用于摇摆床中的实施方式阐述其工作原理，如图4所示，该摇摆床包括底座5，床架6和床垫4，其中床架6包括摇摆架61和固定架62，固定架62与底座5固定连接，摇摆架61的上端与固定架62的上端通过一沿摇摆床宽度方向设置的枢轴枢接实现沿固定架62摇摆，检测器1安装于床架6的任意位置，电磁铁组件2通过安装码29固定于固定架62上，其中安装码29的一端与防护罩28固定连接，另一端通过其设有的固定圈291固定于固定架62上，控制器3与固定架62固定连接并安装于电磁铁组件2下侧，电磁铁组件2上的主轴上段221的上端并通过一绳子21与摇摆架61相连。

为了防止人体重量前后不平衡导致床架在未启动该电磁铁线性动力装置前就会产生偏移，在本实用新型较佳的实施例中，还包括一平衡校正装置，该平衡校正装置包括固定于底座5上的平推马达81、以及通过该平推马达81推动沿摇摆床长度方向水平移动的配重块82，该配重块82的两端套接于摇摆架61底部设有的用于放置床垫4支撑人体的摇摆架底架上，该平衡校正装置还包括用于当摇摆床平衡时固定的两个推杆马达（推杆马达84和推杆马达85），推杆马达84和推杆马达85分别固定于底座5的两侧，且它们的推杆活动端均沿摇摆床的长度方向向底座5的中间运动，摇摆架底架向下设有一固定板611，推杆马达84和推杆马达85运动后夹紧该固定板611以使摇摆床平衡时底架与摇摆架底架之间的固定。另外，为防止摇摆床的左右晃动，本实用新型较佳的实施例中还设有一沿摇摆床宽度方向设置的连杆83，连杆83的一端通过浮动接头831固定于固定架62上，另一端通过浮动接头832固定于摇摆架61上。

其运作原理是：

1、当需要摇摆床进行摇摆时，打开新型电磁铁线性动力装置的开关，控制器3向线圈27通电产生与导磁材料制成的主轴上段221互相吸引的磁力，主轴上段221受到磁力的作用向下拉，主轴22在向下的过程中丁腈胶圈车轮24起到导轨作用，使主轴上段221和主轴下段222沿着导轨平稳下拉，而且减少摩擦。

2、绳子21在受到与其连接的主轴上段221下拉后而向下运动，摇摆架61受到绳子21下拉的作用力后，由于摇摆架61与固定架62枢接或铰接，所以在上述力的作用摇摆架61带动床垫4做摇摆运动。

3、当受到磁场作用力的主轴上段221下拉至线圈27时，由于主轴上段221整段进入线圈，此时主轴上段221与线圈27两者的中心点重合，根据电磁学常识，此时到达了稳定状态，摇摆架61摇摆至最高点，此时检测器1电测到信号后发送给控制器3，控制器3就对线圈27断开电源，线圈27磁场消失不再有电磁力，这时由于重力作用向低点摆动，绳子21从而带动主轴上段221和主轴下段222受力作用向上拉。

4、当主轴上段221和主轴下段222受力作用向上被拉回初始位置时，检测器1又向控制器3发出信号，线圈27的电源又开始闭合，此时又重复上述的工作过程，当关闭新型电磁铁线性动力装置的开关后，检测器1先检测摇摆床的初始位置，并获取摇摆床的偏移角度，然后把偏移角度信号发回给控制器3，控制器3控制平推马达81推动配重块82沿着床的长度方向移动，直到摇摆架位于平行位置后，检测器1发出信号控制推杆马达84和推杆马达85与固定板611固定，从而使摇摆床处于平稳。

上述实施方式的动力大小由线圈27的磁力决定，而线圈27的磁力大小则可以通过电流强度和线圈匝数等进行调节，根据电磁学常识，主轴上段221整段进入线圈，此时主轴上段221与线圈27两者的中心点重合之后达到稳定状态，因此，采用上述装置时，线圈27的高度越高，主轴22的行程越大，显然，主轴上段221是上述动力模式的主要输出途径，其长度可根据应用环境进行适配。

需要说明的是：上述应用于摇摆床只是本实用新型的一个应用示例，该新型电磁铁线性动力装置同样可应用于回转木马等游乐装置的升降动力装置或助力装置，以及其他类似的采用线性形成的机械装置。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.新型电磁铁线性动力装置，其特征在于，其包括用于驱动物体摇摆的电磁铁组件，所述电磁铁组件包括：

防护罩；

设置于所述防护罩内壁上的线圈架，所述线圈架具有竖直的中空轴；

绕设于线圈架上的线圈；

套设于中空轴内且与中空轴滑动配合的主轴，所述主轴包括固接而成的主轴上段和主轴下段，所述主轴上段采用导磁材料制成，所述主轴下段采用非导磁材料制成；

套设于线圈架两端的法兰，所述法兰固定于防护罩的内壁上；

以及固定于所述法兰上的车轮轴承座和可转动连接于所述车轮轴承座上用于对主轴进行定位的丁腈胶圈车轮，所述丁腈胶圈车轮与主轴相接触，且主轴的中轴线与丁腈胶圈车轮的任一径向截面平行或者该中轴线落入丁腈胶圈车轮的任一径向截面内。

2.根据权利要求1所述的新型电磁铁线性动力装置，其特征在于，该装置还包括一用于检测物体摇摆位置的检测器和一用于控制所述电磁铁组件工作与否的控制器，所述控制器的输入端电性连接至检测器的输出端，控制器的输出端电性连接至线圈。

3.根据权利要求2所述的新型电磁铁线性动力装置，其特征在于，所述检测器为霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的新型电磁铁线性动力装置，其特征在于，所述法兰的外周缘上设有多个凹槽。

5.根据权利要求1所述的新型电磁铁线性动力装置，其特征在于，所述丁腈胶圈车轮为至少二个，其均匀分布于主轴外围，车轮轴承座与丁腈胶圈车轮的数量相适应。

6.使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其特征在于，其包括床架、以及用于驱动床架摇摆的电磁铁组件，所述电磁铁组件包括：

固定于床架上的防护罩；

绕设于线圈架上的线圈；

套设于中空轴内且与中空轴滑动配合的主轴，所述主轴包括固接而成的主轴上段和主轴下段，所述主轴上段采用导磁材料制成，其上端通过一绳子与床架相连，所述主轴下段采用非导磁材料制成；

7.根据权利要求6所述的使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其特征在于，该摇摆床还包括一固定于床架上用于检测床架摇摆位置的检测器以及一固定于床架上且位于控制器下侧的用于控制所述电磁铁组件工作与否的控制器，所述控制器的输入端电性连接至检测器的输出端，控制器的输出端电性连接至线圈。

8.根据权利要求6所述的使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其特征在于，所述法兰的外周缘上设有多个用于散热的凹槽。

9.根据权利要求6所述的使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其特征在于，所述丁腈胶圈车轮为至少二个，其均匀分布于主轴外围，车轮轴承座与丁腈胶圈车轮的数量相适应。

10.根据权利要求6所述的使用新型电磁铁线性动力装置的摇摆床，其特征在于，所述电磁铁组件进一步包括一安装码，防护罩通过该安装码固定于床架上。