CN204179916U - 一种双向线性力马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向线性力马达。本实用新型所述的双向线性力马达，包括外壳，设置于外壳两端第一端盖和第二端盖，导磁环，所述外壳和导磁环之间设有控制线圈，所述第一端盖、第二端盖与导磁环内置的空间内设有衔铁，所述衔铁设有输出推杆，所述衔铁设有第一凸起部和第二凸起部，所述第一端盖和第二端盖设有与第二凸起部相互配合的凹槽，所述导磁环两端设有与第一永磁体和第二永磁体，所述衔铁与第一端盖和第一永磁体之间设有第一隔磁间隙，与第二端盖和第二永磁体之间设有第二隔磁间隙。本实用新型所述的双向线性力马达，非工作间隙小，系统能耗降低，发热量减少，水平输出力增大。

Description

一种双向线性力马达

技术领域

本实用新型涉及流体传动及控制系统中的电液比例阀，特别是一种低功耗、非工作间隙较小的双向线性力马达。

背景技术

比例电磁铁作为一种电液比例控制元件的电-机械转换机构，其功能是将控制放大器输出的电流信号成比例地转换成力或位移。传统的比例电磁铁在电液比例阀上应用广泛，但是由于其仅能提供单向驱动力，限制了其使用范围。液压阀需要实现双向作用，要采用两个比例电磁铁，这使得阀的体积增大，成本提高，而且电磁铁质量的增加对阀的动态响应也会产生负面的影响。因此能够提供一种双向驱动力的电-机械转换器，是目前研究的重点。

典型的线性力马达结构，在发明专利US4127835和US4235153中均已公开。其主要存在以下问题：1、需控制电流较大，系统功耗较大，无法满足节约能耗的要求；2、线圈易升温，限制了输出功率的提高；3、力马达输出位移-力特性非线性严重。为了克服以上问题，专利CN101013841中公开了一种双向线性力马达，虽然其系统功耗和传统线性力马达结构相比，得以降低，但是其本身结构复杂，所用隔磁环和导套需要焊接成型，制造工艺复杂，成本较高，系统中的非工作间隙较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用可变隔磁间隙取代常规隔磁环的低功耗、制造简单、成本较低的耐高压双向线性力马达。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种结构改进的双向线性力马达，包括外壳，设置于外壳两端第一端盖和第二端盖，导磁环，所述第一端盖和第二端盖的结构尺寸相同，所述外壳和导磁环之间设有控制线圈，所述控制线圈和导磁环之间设有非导磁耐压套管，所述第一端盖、第二端盖与导磁环内置的空间内设有衔铁，所述衔铁的通孔中设有输出推杆，所述输出推杆两端套设有与推杆同轴设置的上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承分别设置于第一端盖和第二端盖中，其结构特点在于，所述衔铁设有第一凸起部，所述第一凸起部上设有第二凸起部，所述第一端盖和第二端盖分别设有与第二凸起部相互配合的凹槽，所述导磁环两端分别设有与第一端盖和第二端盖相互配合的第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和第二永磁体磁极同向相对，所述衔铁与第一端盖和第一永磁体之间设有第一隔磁间隙，与第二端盖和第二永磁体之间设有第二隔磁间隙。

所述第一端盖和第二端盖与耐压套管之间分别设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽和第二环形凹槽分别装有第一密封圈和第二密封圈。

更具体地，所述第一隔磁间隙设于第一永磁体与衔铁的第一凸起部、第二凸起部、第一端盖的凹槽所形成的空间内，所述第二隔磁间隙设于第二永磁体与衔铁的第一凸起部、第二凸起部、第二端盖的凹槽所形成的空间内，所述第一隔磁间隙和第二隔磁间隙的空间大小取决于第一凸起部和第二凸起部的形状，所述第一凸起部和第二凸起部的形状取决于第一凸起部和第二凸起部的斜面与底面或上表面的夹角或补角的大小。所述第一隔磁间隙和第二隔磁间隙的大小可通过衔铁的上下移动，而发生改变。发生改变的隔磁间隙，可影响双向线性力马达输出水平力的大小。

作为优选，所述第一凸起部的斜面与第二凸起部的底面之间夹角的补角为B，B为50°～70°，所述第二凸起部的斜面与上表面的夹角为α，α为90°～100°，所述第一端盖和第二端盖的凹槽的斜面与底面之间的夹角为A，A的取值与α相同，所述第一端盖和第二端盖的斜面与凹槽上表面之间夹角的补角为β，β为40°～60°。由所述角度范围内的夹角配合构成第一凸起部和第二凸部，可使双向线性力马达的系统电流力特性输出加大，因而可降双向比例电磁铁的系统功耗。

作为优选，所述衔铁的两个第一凸起部之间径向设有环形凹槽，所述环形凹槽相当与第三隔磁间隙，其设置的目的在于，进一步提高系统水平特性力的输出。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：1、利用距离可变的隔磁间隙取代常规的隔磁环，减少了系统中的非工作间隙，提高了磁能利用率；2、系统耗能降低，水平特性力的输出增大；3、非导磁金属耐压套管有利于系统散热；4、输出力可以双向连续控制，无零位死区。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型所述双向线性力马达的结构示意图；

图2为本实用新型所述双向线性力马达的局部放大示意图。

标号说明：1、第一端盖；2、第二端盖；3、外壳；4、控制线圈；5、耐压套管；6、上轴承；7、下轴承；8、输出推杆；9、第一永磁体；10、导磁环；11、衔铁；12、第二永磁体；13、第二隔磁间隙；14、第一隔磁间隙；15、第二通孔；16、第一通孔；17、环形凹槽；18、第二凸起部；19、凹槽；20、第一凸起部；21、第一密封圈；22、第二密封圈。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至2所示，本实施例1所述的一种双向线性力马达，包括包括外壳3，设置于外壳3两端第一端盖1和第二端盖2，导磁环10，所述第一端盖1和第二端盖2的结构尺寸相同，所述外壳3和导磁环10之间设有控制线圈4，所述控制线圈4和导磁环10之间设有非导磁耐压套管5，所述第一端盖1、第二端盖2与导磁环10内置的空间内设有衔铁11，所述衔铁11的通孔中设有输出推杆8，所述输出推杆8两端套设有与推杆同轴设置的上轴承6和下轴承7，所述上轴承6和下轴承7分别设置于第一端盖1的第一通孔16和第二端盖2的第二通孔15中，所述衔铁11设有第一凸起部20，所述第一凸起部20上设有第二凸起部18，所述第一端盖1和第二端盖2分别设有与第二凸起部18相互配合的凹槽19，所述导磁环10两端分别设有与第一端盖1和第二端盖2相互配合的第一永磁体9和第二永磁体12，所述第一永磁体9与第一凸起部20、第二凸起部18、第一端盖1的凹槽19之间设有第一隔磁间隙14，所述第二永磁体12与第一凸起部20、第二凸起部18、第二端盖2的凹槽19之间设有第二隔磁间隙13。所述第一隔磁间隙14和第二隔磁间隙13的大小取决于第一凸起部20和第二凸起部18的斜面与上表面或底面的夹角或补角的大小。所述第一凸起部20的斜面与第二凸起部18的底面之间夹角的补角为B，B为55°～65°，所述第二凸起部18的斜面与上表面的夹角为α，α为90°～95°，所述第一端盖1和第二端盖2的凹槽19的斜面与底面之间的夹角为A，A的取值与α相同，所述第一端盖1和第二端盖2的斜面与凹槽19的上表面之间夹角的补角为β，β为45°～55°。由所述角度范围内的夹角配合构成第一凸起部和第二凸部，可使双向线性力马达的系统水平特性力输出加大，因而可降低双向比例电磁铁的系统功耗。

作为优选，所述衔铁11的两个凸起部20之间径向设有环形凹槽17。环形凹槽17的设置有利于增大系统水平特性力的输出。所述第一端盖1和第二端盖2与耐压套管5之间分别设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽和第二环形凹槽分别装有第一密封圈21和第二密封圈22。密封圈的设置，可使流入衔铁11的液体形成一个密闭的腔体。

本实用新型所述双向线性力马达的工作原理为：首先第一永磁体9和第二永磁体12建立极化磁场，然后给控制线圈4输入控制电流，控制线圈4通电后，产生控制磁场。控制磁场与极化磁场产生差动叠加，使得衔铁11的一端磁场得到加强，另一端减弱，继而使得衔铁11向着磁场方向增强的地方移动直至衔铁11达到新的平衡。当输入电流极性相反时，衔铁11可向另一个方向运动。第一隔磁间隙14和第二隔磁间隙13的存在，可使得系统非工作间隙减少，轴向水平输出力增大，继而降低系统功耗，实现节能的目的。另外，当控制线圈4未通电时，衔铁11位于中间状态。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双向线性力马达，包括外壳(3)、设置于外壳(3)两端的第一端盖(1)和第二端盖(2)、导磁环(10)，所述外壳(3)和导磁环(10)之间设有耐压套管(5)，所述耐压套管(5)和外壳(3)之间设有控制线圈(4)，所述导磁环(10)内设有衔铁(11)，所述衔铁(11)的通孔中设有输出推杆(8)，所述输出推杆(8)两端分别设置于第一端盖(1)和第二端盖(2)中，其特征在于，所述第一端盖(1)和第二端盖(2)设有凹槽(19)，所述衔铁(11)设有第一凸起部(20)，所述第一凸起部(20)上与凹槽(19)相匹配的第二凸起部(18)，所述导磁环(10)两端设有与第一端盖(1)和第二端盖(2)相互配合的第一永磁体(9)和第二永磁体(12)，所述第一永磁体(9)和第二永磁体(12)磁极同向相对，所述衔铁(11)与第一端盖(1)和第一永磁体(9)之间设有第一隔磁间隙(14)，与第二端盖(2)和第二永磁体(12)之间设有第二隔磁间隙(13)。 

2.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一端盖(1)和第二端盖(2)中设有上轴承(6)和下轴承(7)，所述输出推杆(8)两端分别设置于上轴承(6)和下轴承(7)中。 

3.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一隔磁间隙(14)设于第一永磁体(9)与第一凸起部(20)、第二凸起部(18)、第一端盖(1)的凹槽(19)之间；所述第二隔磁间隙(13)设于第二永磁体(12)与第一凸起部(20)、第二凸起部(18)、第二端盖的凹槽(19)之间。 

4.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述衔铁(11)径向开设有环形凹槽(17)。 

5.根据权利要求1所述双向线性力马达，其特征在于，所述衔铁(11)的第二凸起部(18)的斜面与上表面的夹角为α，α为90°～100°。 

6.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一端盖(1)和第二端盖(2)的凹槽(19)的斜面与底面的夹角为A，A的取值与α相同。 

7.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一端盖(1)和第二端盖(2)的斜面与凹槽(19)的上表面夹角的补角为β，β为40°～60°。 

8.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一凸起部(20)的斜面与第二凸起部(18)底面的夹角的补角为B，B为50°～70°。 

9.根据权利要求1所述的双向线性力马达，其特征在于，所述第一端盖(1) 与耐压套管(5)、第二端盖(2)与耐压套管(5)之间分别设有第一密封圈(21)和第二密封圈(22)。