CN207834048U - 一种新型双向控制比例电磁铁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种新型双向控制比例电磁铁装置，包括第一导磁壳体、第二导磁壳体、衔铁机构、线圈机构和隔磁机构，隔磁机构包括隔磁环和隔磁板，隔磁板位于隔磁环内，隔磁环设置在第一导磁壳体和第二导磁壳体之间，衔铁机构包括第一衔铁和第二衔铁，线圈机构包括第一线圈和第二线圈，第一导磁壳体内开设有第一壳体孔，第二导磁壳体内开设有第二壳体孔，第一线圈绕在第一衔铁上并与第一衔铁共同装配到第一壳体孔内，第二线圈绕在第二衔铁上并与第二衔铁共同装配到第二壳体孔内，本实用新型电磁铁装置可产生两个大小可控的轴向分力，控制简单，噪音小，结构新颖，创造性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械电子领域，具体涉及一种新型双向控制比例电磁铁装置。
背景技术
比例电磁铁是电液比例控制元件中的电-机械转换器件，在电液比例控制技术中得到了广泛的应用。其产品种类繁多，但其基本结构和原理大体相同。即在结构上采用了特殊设计，使得励磁线圈产生的磁通分为两部分，继而使得衔铁受到两部分的轴向力。在工作行程内，随着衔铁的移动，这两个力一个增大，一个相应的减小，从而使得衔铁所受的总的轴向力，即输出力大小基本保持不变，这就是比例电磁铁的水平力-位移特性。其输出力的增大与减小，是由比例电磁铁自身的结构决定的，只与衔铁的位移有关，人们无法对其进行控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型双向控制比例电磁铁装置，该电磁铁装置可产生两个大小可控的轴向分力，控制简单，噪音小，结构新颖，创造性高。
本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
一种新型双向控制比例电磁铁装置，包括第一导磁壳体、第二导磁壳体、衔铁机构、线圈机构和隔磁机构，隔磁机构包括隔磁环和隔磁板，隔磁板位于隔磁环内，隔磁环设置在第一导磁壳体和第二导磁壳体之间，衔铁机构包括第一衔铁和第二衔铁，线圈机构包括第一线圈和第二线圈，第一导磁壳体内开设有第一壳体孔，第二导磁壳体内开设有第二壳体孔，第一线圈绕在第一衔铁上并与第一衔铁共同装配到第一壳体孔内，第二线圈绕在第二衔铁上并与第二衔铁共同装配到第二壳体孔内。
优选的，所述第一导磁壳体的右端部的外壁上连接有第一法兰环，第二导磁壳体的左端部的外壁上连接有第二法兰环，第一导磁壳体通过第一法兰环和第二法兰环与第二导磁壳体相连。
优选的，所述第一衔铁由第一柱体、第一圆台和第一连轴组成，第一柱体、第一圆台和第一连轴一体成型，第一柱体通过第一圆台连接第一连轴；第二衔铁由第二柱体、第二圆台和第二连轴组成，第二柱体、第二圆台和第二连轴一体成型，第二柱体通过第二圆台连接第二连轴。
优选的，所述第一壳体孔由第一柱孔部、第一线圈孔部、第一圆台孔部和第一轴孔部组成，第一柱孔部开设在第一导磁壳体的右端面上，第一轴孔部开设在第一导磁壳体的左端面上，第一圆台孔位于第一柱孔部部和第一轴孔部之间，第一柱孔部和第一圆台孔部外的第一导磁壳体内设置第一线圈孔部；第二壳体孔由第二柱孔部、第二线圈孔部、第二圆台孔部和第二轴孔部组成，第二柱孔部开设在第二导磁壳体的左端面上，第一轴孔部开设在第二导磁壳体的右端面上，第二圆台孔位于第二柱孔部部和第二轴孔部之间，第二柱孔部和第二圆台孔部外的第二导磁壳体内设置第二线圈孔部。
优选的，所述第一柱体位于第一柱孔部内，第一圆台位于第一圆台孔部内，第一连轴穿过第一轴孔部，第一线圈位于第一线圈孔部内，第一导磁壳体的外壁上开设有第三壳体孔，第三壳体孔与第一线圈孔部相连通；第二柱体位于第二柱孔部内，第二圆台位于第二圆台孔部内，第二连轴穿过第二轴孔部，第二线圈位于第二线圈孔部内；第二导磁壳体的外壁上开设有第四壳体孔，第四壳体孔与第二线圈孔部相连通。
优选的，所述第一导磁壳体和第二导磁壳体均呈圆柱壳体状，第一法兰环和第二法兰环均呈圆环状，第一导磁壳体和第一法兰环一体成型，第二导磁壳体和第二法兰环一体成型。
优选的，所述第一导磁壳体和第二导磁壳体均为方形铁壳，第一法兰环和第二法兰环均呈方形环状，第一导磁壳体和第一法兰环焊接，第二导磁壳体和第二法兰环焊接。
优选的，所述隔磁板的左端面与第一衔铁连接，隔磁板的右端面与第二衔铁连接，隔磁板的厚度值大于隔磁环的厚度值。
优选的，所述双向控制比例电磁铁装置还包括电流分配器、第一电流调整器、第二电流调整器、第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器和第二位移传感器分别连接在第一衔铁和第二衔铁上，电流分配器的出电端连接第一电流调整器和第二电流调整器，第一电流调整器与第一线圈相连，第二电流调整器与第二线圈相连，第一电流调整器上设置有第一同向开关和第一反向开关，第二电流调整器上设置有第二同向开关和第二反向开关。
本实用新型的有益效果是：
上述新型双向控制比例电磁铁装置，设计有新型的衔铁机构、隔磁机构和线圈机构和挡块机构，同时在实际使用时，通过第一电流调整器和第二电流调整器来调整第一线圈和第二线圈中的电流方向，实现了衔铁机构中的第一衔铁和第二衔铁的相对移动。本实用新型电磁铁装置，通过控制线圈机构中的电流，使其产生的两个大小可控的轴向分力，进而实现其水平力位移工作特性。输出力大小与控制电流成比例，实现输出力大小的人工控制，进而来控制衔铁机构的相对位移。本实用新型结构简单新颖，位移稳定，噪音小，可用于高精度仪器中，创造性高。
附图说明
图1是新型双向控制比例电磁铁装置正视结构剖视示意图。
图2是第一导磁壳体和第二导磁壳体正视结构剖视示意图。
图3是实施例1时新型双向控制比例电磁铁装置整体结构等轴测示意图。
图4是实施例1时新型双向控制比例电磁铁装置整体结构分解示意图。
图5是实施例2时新型双向控制比例电磁铁装置整体结构等轴测示意图。
图6是新型双向控制比例电磁铁装置控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
结合图1至图6，一种新型双向控制比例电磁铁装置，包括第一导磁壳体1、第二导磁壳体2、衔铁机构3、线圈机构4、隔磁机构5。
第一导磁壳体1的右端部的外壁上连接有第一法兰环11，第二导磁壳体2的左端部的外壁上连接有第二法兰环21，第一导磁壳体1通过第一法兰环11和第二法兰环21与第二导磁壳体2相连。第一法兰环11和第二法兰环21上均开设有螺栓孔，第一法兰环11通过螺栓与和第二法兰环21。
衔铁机构3包括第一衔铁31和第二衔铁32，第一衔铁31由第一柱体311、第一圆台312和第一连轴313组成，第一柱体311、第一圆台312和第一连轴313组成一体成型，第一柱体311通过第一圆台312连接第一连轴313。第二衔铁32由第二柱体321、第二圆台322和第二连轴323组成，第二柱体321、第二圆台322和第二连轴323一体成型，第二柱体321通过第二圆台322连接第二连轴323。
线圈机构4包括第一线圈41和第二线圈42，隔磁机构5包括隔磁环51和隔磁板52，隔磁板52位于隔磁环51内，隔磁环51设置在第一导磁壳体1和第二导磁壳体2之间，隔磁板52的左端与第一衔铁31连接，隔磁板52的右端与第二衔铁32连接，隔磁板52的厚度值大于隔磁环51的厚度值。隔磁板52的宽度较厚，一是便于安装，二是在第一衔铁31和第二衔铁32在移动时，较厚的隔磁板52可保证在第一衔铁31和第二衔铁32之间较好的隔磁效果。
第一导磁壳体1内开设有第一壳体孔12，第二导磁壳体2内开设有第二壳体孔22，第一线圈41绕在第一衔铁31上并共同装配到第一壳体孔12内，第二线圈42绕在第二衔铁32上并共同装配到第二壳体孔22内。
第一壳体孔12由第一柱孔部121、第一线圈孔部122、第一圆台孔部123和第一轴孔部124组成，第一柱孔部121开设在第一导磁壳体1的右端面上，第一轴孔部124开设在第一导磁壳体1的左端面上。第一圆台孔123位于第一柱孔部121和第一轴孔部124之间，第一柱孔部121和第一圆台孔部123外的第一导磁壳体1内设置第一线圈孔部122。
第二壳体孔22由第二柱孔部221、第二线圈孔部222、第二圆台孔部223和第二轴孔部224组成，第二柱孔部221开设在第二导磁壳体2的左端面上，第一轴孔部224开设在第二导磁壳体2的右端面上，第二圆台孔223位于第二柱孔部221和第二轴孔部224之间，第二柱孔部221和第二圆台孔223部外的第二导磁壳体2内设置第二线圈孔部223。
当将衔铁机构3和线圈机构4安装在第一导磁壳体1和第二导磁壳体2内时，第一柱体311位于第一柱孔部121内，第一圆台312位于第一圆台孔部123内，第一连轴313穿过第一轴孔部124，第一线圈41位于第一线圈孔部122内，第一导磁壳体1的外壁上开设有第三壳体孔13，第三壳体孔13与第一线圈孔部122相连通。第一线圈41的线体可穿过第三壳体孔13。
第二柱体321位于第二柱孔部221内，第二圆台322位于第二圆台孔部223内，第二连轴323穿过第二轴孔部224，第二线圈42位于第二线圈孔222部内。第二导磁壳体2的外壁上开设有第四壳体孔23，第四壳体孔23与第二线圈孔部222相连通。第二线圈42的线体可穿过第四壳体孔23。
第一导磁壳体和第二导磁壳体的形状可根据实际使用时的形状而定，实施例1，当第一导磁壳体1和第二导磁壳体2均呈圆柱壳体状时，第一法兰环11和第二法兰环21均呈圆环状，第一导磁壳体1和第一法兰环11一体成型，第二导磁壳体2和第二法兰环21一体成型。此时，隔磁环51呈圆环状，隔磁板52呈圆板状。
实施例2，当第一导磁壳，1和第二导磁壳体2均为方形铁壳状时，第一法兰环11和第二法兰环21均呈方形环状，第一导磁壳体1和第一法兰环11焊接，第二导磁壳体2和第二法兰环21焊接。此时，隔磁环呈圆环状，隔磁板呈圆板状。
为保证双向控制比例电磁铁装置更加高效的运行，双向控制比例电磁铁装置还包括电流分配器、第一电流调整器、第二电流调整器、第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器和第二位移传感器分别连接在第一衔铁31和第二衔铁32上，第一位移传感器和第二位移传感器可分被测出第一衔铁31和第二衔铁32的相对移动，第一位移传感器和第二位移传感器测出的相对移动数据可分别传递给第一电流调整器和第二电流调整器，电流分配器的出电端连接第一电流调整器和第二电流调整器，第一电流调整器与第一线圈相连，第二电流调整器与第二线圈相连，第一电流调整器上设置有第一同向开关和第一反向开关，第二电流调整器上设置有第二同向开关和第二反向开关，第一电流调整器和第二电流调整器内均设置有单片机。
当双向控制比例电磁铁装置通入电流后，进入电流分配器的电流为I，进入第一电流调整器和第二电流调整器的电流大小分别为I10和I20，进入第一线圈41和第二线圈42的电流分别为I1和I2，第一线圈41对第一衔铁31产生的力为F1，第二线圈42对第二衔铁32产生力为F2，衔铁机构受到的力为F。
上述新型双向控制比例电磁铁装置在使用时，按照如下步骤进行操作：第一步，打开电流分配器的控制开关，然后同时打开第一同向开关和第二反向开关，第一线圈中通入单向电流，第二线圈中通入与单向电流的方向相反的电流。此时，第一线圈41产生向左的磁通量，向左的磁通量对第一衔铁31产生向左的力，第二线圈产生向右的磁通量，向右的磁通量对第二衔铁32产生向右的力。第一衔铁31上的力和第二衔铁32上的力相互抵消，衔铁机构3不移动。
第二步，关闭第二反向开关，打开第二同向开关，控制第一同向开关，减小第一线圈中单向电流的大小，第二衔铁32上受到的向右的力消失，然后第二衔铁32上受到向左的力并不断增大，第一衔铁31上持续受到向左的力，但是第一衔铁31上受到向左的力在不断减小。此时衔铁机构3在平稳的向左移动，并且没有任何机械噪音。
第三步，关闭第一同向开关，打开第一反向开关，控制第一反向开关，增大第一线圈中反向电流的大小。衔铁机构3在此过程中缓慢向左移动，并逐渐停止移动。
第四步，关闭第二同向开关，打开第二反向开关，控制第一反向开关，减小第一线圈中电流的大小。在此过程中，衔铁机构3缓慢向右移动，直至平稳向右移动。
第五步，关闭第一反向开关，打开第一同向开关，控制第一同向开关，并调整第一线圈中电流的大小和第二线圈中电流的大小相同。在此过程中，衔铁机构3和隔磁板52缓慢向右移动直至停止移动。
然后重复上述第二步至第五步，可完成衔铁机构3向左移动，平稳停止，向右移动，平稳停止的往复运动。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，包括第一导磁壳体、第二导磁壳体、衔铁机构、线圈机构和隔磁机构，隔磁机构包括隔磁环和隔磁板，隔磁板位于隔磁环内，隔磁环设置在第一导磁壳体和第二导磁壳体之间，衔铁机构包括第一衔铁和第二衔铁，线圈机构包括第一线圈和第二线圈，第一导磁壳体内开设有第一壳体孔，第二导磁壳体内开设有第二壳体孔，第一线圈绕在第一衔铁上并与第一衔铁共同装配到第一壳体孔内，第二线圈绕在第二衔铁上并与第二衔铁共同装配到第二壳体孔内。
2.根据权利要求1所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一导磁壳体的右端部的外壁上连接有第一法兰环，第二导磁壳体的左端部的外壁上连接有第二法兰环，第一导磁壳体通过第一法兰环和第二法兰环与第二导磁壳体相连。
3.根据权利要求1所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一衔铁由第一柱体、第一圆台和第一连轴组成，第一柱体、第一圆台和第一连轴一体成型，第一柱体通过第一圆台连接第一连轴；第二衔铁由第二柱体、第二圆台和第二连轴组成，第二柱体、第二圆台和第二连轴一体成型，第二柱体通过第二圆台连接第二连轴。
4.根据权利要求3所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一壳体孔由第一柱孔部、第一线圈孔部、第一圆台孔部和第一轴孔部组成，第一柱孔部开设在第一导磁壳体的右端面上，第一轴孔部开设在第一导磁壳体的左端面上，第一圆台孔位于第一柱孔部和第一轴孔部之间，第一柱孔部和第一圆台孔部外的第一导磁壳体内设置第一线圈孔部；第二壳体孔由第二柱孔部、第二线圈孔部、第二圆台孔部和第二轴孔部组成，第二柱孔部开设在第二导磁壳体的左端面上，第一轴孔部开设在第二导磁壳体的右端面上，第二圆台孔位于第二柱孔部和第二轴孔部之间，第二柱孔部和第二圆台孔部外的第二导磁壳体内设置第二线圈孔部。
5.根据权利要求4所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一柱体位于第一柱孔部内，第一圆台位于第一圆台孔部内，第一连轴穿过第一轴孔部，第一线圈位于第一线圈孔部内，第一导磁壳体的外壁上开设有第三壳体孔，第三壳体孔与第一线圈孔部相连通；第二柱体位于第二柱孔部内，第二圆台位于第二圆台孔部内，第二连轴穿过第二轴孔部，第二线圈位于第二线圈孔部内；第二导磁壳体的外壁上开设有第四壳体孔，第四壳体孔与第二线圈孔部相连通。
6.根据权利要求2所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一导磁壳体和第二导磁壳体均呈圆柱壳体状，第一法兰环和第二法兰环均呈圆环状，第一导磁壳体和第一法兰环一体成型，第二导磁壳体和第二法兰环一体成型。
7.根据权利要求2所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述第一导磁壳体和第二导磁壳体均为方形铁壳，第一法兰环和第二法兰环均呈方形环状，第一导磁壳体和第一法兰环焊接，第二导磁壳体和第二法兰环焊接。
8.根据权利要求1所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述隔磁板的左端面与第一衔铁连接，隔磁板的右端面与第二衔铁连接，隔磁板的厚度值大于隔磁环的厚度值。
9.根据权利要求1所述的一种新型双向控制比例电磁铁装置，其特征在于，所述双向控制比例电磁铁装置还包括电流分配器、第一电流调整器、第二电流调整器、第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器和第二位移传感器分别连接在第一衔铁和第二衔铁上，电流分配器的出电端连接第一电流调整器和第二电流调整器，第一电流调整器与第一线圈相连，第二电流调整器与第二线圈相连，第一电流调整器上设置有第一同向开关和第一反向开关，第二电流调整器上设置有第二同向开关和第二反向开关。
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