CN210715697U - 一种对装式集成惯性作动器 - Google Patents

Abstract

本公开揭示了一种对装式集成惯性作动器，包括：作动器本体、定子部分、振子部分和散热部分。本公开通过对作动器进行对装式安装，一方面能大大提高永磁铁的利用率，减少漏磁现象增大气隙间的磁感应强度，提高作动器的作动能力；另一方面，各零部件之间采用间隙配合的方式，可根据工况灵活调整作动器的作动力和频率适应性。

Description

一种对装式集成惯性作动器

技术领域

本公开属于振动主动控制领域，具体涉及一种对装式集成惯性作动器。

背景技术

目前机械装备正朝着高速化、精密化、智能化等方向发展，机械振动越来越受到人们的重视。振动会影响精密仪器、仪表的性能，降低加工精度和光洁度，加剧结构件的疲劳和磨损，缩短机器和结构物的使用寿命，甚至会引起结构的破坏等严重后果。传统的振动被动控制技术不需要外界能量，装置结构简单，易于实现，在许多条件下减振效果已能满足要求，但是当结构确定后，由于振动效果确定，因此无法适应外扰频率的变化，且对低频振动的减振效果不明显，越来越难以满足人们的要求。振动主动控制技术由于具有减振效果好、适应性强、低频控制效果好、灵活性强等潜在的优势，正得到越来越广泛的应用。

振动主动控制的性能不仅与控制算法有关，而且与作动器的作动性能直接相关。作动器是实施主动控制的关键部件，是主动控制系统的重要环节，其作用是根据控制器的输出信号，按照确定的控制规律向被控对象或系统施加控制力。目前，应用于主动控制的智能型作动器主要包括压电陶瓷作动器、压电薄膜作动器、电致伸缩作动器、磁致伸缩作动器、形状记忆合金作动器、伺服作动器和电流变流体作动器等，但这些作动器存在输出位移小、作动力小、响应速度慢、结构复杂和使用场合受限等问题，而电磁作动器具有响应快、结构简单、作动力大、驱动电流小和适用范围广等优点，在主动控制领域应用较为广泛。对装式集成惯性作动器属于电磁作动器中的一种，不仅具有电磁作动器的优点，而且尺寸小，占用空间小，可直接安装在受控结构上，对装式集成惯性作动器内部产生的作动力作用于作动器壳体上，并通过壳体作用于与壳体相连的受控机构，无需额外安装辅助装置，对要求结构紧凑或安装空间受限的场合，相对于传统的电磁作动器具有明显的优势。现有的惯性作动器设计受固有频率影响较大，针对不同固有频率要求，需要分别单独设计相对应的作动器，这不仅增加了作动器的设计加工成本，而且作动范围有限。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种对装式集成惯性作动器，通过采用对装式结构，能够提高永磁铁的利用率、增大气隙间的磁感应强度、提高作动器的作动能力、满足不同作动力需求。

本公开的上述目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种对装式集成惯性作动器，包括：作动器本体、定子部分、振子部分及散热部分；其中，

所述作动器本体包括上端盖、上壳体、下端盖和下壳体，

所述上端盖和所述下端盖分别通过螺栓与所述上壳体和所述下壳体连接，

所述上壳体通过螺钉与所述下壳体连接；

所述定子部分包括线圈架、位于所述线圈架的上部的第一线圈和位于所述线圈架的下部的第二线圈，

所述线圈架上设置有凸缘，分别与所述上壳体和所述下壳体通过间隙配合的方式连接，

所述线圈架上设置有通线孔，所述第一线圈和所述第二线圈并联安装并通过通线孔沿相同方向缠绕在所述线圈架上，

所述第一线圈的正接线柱和所述第二线圈的正接线柱通过接线柱锁紧螺钉安装于所述上壳体，

所述第一线圈的负接线柱和所述第二线圈的负接线柱通过接线柱锁紧螺钉安装于所述下壳体；

所述振子部分包括导杆和安装于所述上壳体和所述上端盖之间的上弹簧片、上导磁筒、上导磁板、上永磁体以及安装于所述下壳体和所述下端盖之间的下弹簧片、下导磁筒、下导磁板、下永磁体，

所述导杆的两端分别通过螺母与所述上弹簧片与所述下弹簧片固定，

所述螺母与所述上弹簧片和所述下弹簧片之间设置有弹簧垫圈，

所述上导磁筒、上永磁体、上导磁板依次与所述导杆通过间隙配合的方式连接并构成上环形闭合磁路，

所述下导磁筒、下永磁体、下导磁板依次与所述导杆通过间隙配合的方式连接并构成下环形闭合磁路；

所述散热部分包括强制散热螺母、电机、功率放大器、风扇连接架和风扇，

所述功率放大器和所述风扇连接架分别通过螺栓固定于所述上端盖上，

所述强制散热螺母位于所述上端盖的螺纹孔内，

所述电机和所述风扇分别通过螺栓组件固定于所述风扇连接架的两侧。

优选的，所述作动器还包括上导磁板位置调整套筒和下导磁板位置调整套筒，

所述上导磁板位置调整套筒位于所述上导磁板的下方并与所述导杆采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁板位置调整套筒位于所述下导磁板的上方并与所述导杆采用间隙配合的方式连接。

优选的，所述作动器还包括上导磁筒位置调整套筒和下导磁筒位置调整套筒，

所述上导磁筒位置调整套筒位于所述上弹簧片和所述上导磁筒之间并与所述导杆采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁筒位置调整套筒位于所述下弹簧片和所述下导磁筒之间与所述导杆采用间隙配合的方式连接。

优选的，所述上导磁板和所述下导磁板上设有凸台。

优选的，所述上永磁体和所述下永磁体的磁极采用N-S-S-N的方式进行安装。

优选的，所述上永磁体和所述下永磁体为汝铁硼磁铁。

优选的，所述作动器还包括控制信号接头，所述控制信号接头位于所述作动器本体上，用于接收外部控制器的控制信号使所述作动器输出所需作动力。

优选的，所述作动器还包括电源接头，所述电源接头位于所述作动器本体上并与所述功率放大器相连，用于给所述功率放大器供电，同时经所述功率放大器上的分压电路给所述定子部分和散热部分供电。

与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：

1、通过采用对装式结构，使得永磁体的利用效率高，减少了漏磁现象，增大了气隙内的磁感应强度，并在一定程度上提高了作动器的作动能力；

2、各零部件之间通过采用间隙配合的方式，能够调整作动器的作动力或频率适应性；

3、通过设计散热装置，能够解决作动器内部产生的热量难以向外散失的难题。

附图说明

图1是本公开一个实施例提供的一种对装式集成惯性作动器的结构示意图；

图2是本公开一个实施例提供的一种对装式集成惯性作动器的磁路结构及通电线圈示意图。

附图中各部件的标记如下：

1-上端盖；2-控制信号接头；3-风扇连接架；4-强制散热螺母；5-风扇；6-电机；7-电源接头；8-上壳体；9-功率放大器；10-上弹簧片；11-上导磁筒；12-上永磁体；13-线圈架；14-上导磁板；15-下壳体；16-下导磁板；17-下永磁体；18-下导磁筒；19-下弹簧片；20-下端盖；21-下导磁筒位置调整套筒；22-第二线圈；23-接线柱固定螺钉；24-1-第一负接线柱；24-2-第二负接线柱；25-1-第一正接线柱；25-2-第二正接线柱；26-下导磁板位置调整套筒；27-上导磁板位置调整套筒；28-第一线圈；29-导杆；30-上导磁筒位置调整套筒。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的保护范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应当可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。

如图1所示，本公开提供一种对装式集成惯性作动器，包括：作动器本体、定子部分、振子部分及散热部分；其中，

所述作动器本体包括上端盖1、上壳体8、下端盖20和下壳体15，

所述上端盖1和所述下端盖20分别通过螺栓与所述上壳体8和所述下壳体15连接，

所述上壳体8通过螺钉与所述下壳体15连接；

所述定子部分包括线圈架13、位于所述线圈架的上部的第一线圈28和位于所述线圈架的下部的第二线圈22，

所述线圈架13上设置有凸缘，分别与所述上壳体8和所述下壳体15通过间隙配合的方式连接，

所述线圈架13上设置有通线孔，所述第一线圈28和所述第二线圈22并联安装并通过通线孔沿相同方向缠绕在所述线圈架13上，

所述第一线圈28的第一正接线柱25-1和所述第二线圈22的第二正接线柱25-2通过接线柱锁紧螺钉安装于所述上壳体8，

所述第一线圈28的第一负接线柱24-1和所述第二线圈22的第二负接线柱24-2通过接线柱锁紧螺钉安装于所述下壳体；

所述振子部分包括导杆29和安装于所述上壳体和所述上端盖之间的上弹簧片10、上导磁筒11、上导磁板14、上永磁体12以及安装于所述下壳体和所述下端盖之间的下弹簧片19、下导磁筒18、下导磁板16、下永磁体17，

所述导杆29的两端分别通过螺母与所述上弹簧片10与所述下弹簧片19固定，

所述螺母与所述上弹簧片10和所述下弹簧片19之间设置有弹簧垫圈，

所述上导磁筒11、上永磁体12、上导磁板14依次与所述导杆29通过间隙配合的方式连接并构成上环形闭合磁路，

所述下导磁筒18、下永磁体17、下导磁板16依次与所述导杆29通过间隙配合的方式连接并构成下环形闭合磁路；

所述散热部分包括强制散热螺母4、电机6、功率放大器9、风扇连接架3和风扇5，

所述功率放大器9和所述风扇连接架3分别通过螺栓固定于所述上端盖1上，

所述强制散热螺母4位于所述上端盖1的螺纹孔内，

所述电机6和所述风扇5分别通过螺栓组件固定于所述风扇连接架3的两侧。

上述实施例构成了本公开的完整技术方案，当作动器正常工作时，作动系统对第一线圈28和第二线圈22通电，通电后的第一线圈28和第二线圈22在由上导磁筒11、上导磁板14、上永磁体12构成的上环形闭合磁路和由下导磁筒18、下导磁板16、下永磁体17构成的下环形闭合磁路所形成的恒定磁场中受到安培力的作用并对振子部分产生反作用力，当作动器振子部分所受安培力的反作用力大于片状弹簧产生的弹簧力时，振子部分将产生轴向位移，当作动器振子部分所受安培力的反作用力小于片状弹簧产生的弹簧力时，振子部分轴向位移逐渐减小至零，通过改变电流的大小和方向可实现振子部分的轴向往复运动，从而形成作动力对外输出。本实施例通过上、下部分的对称安装能够使得作动器产生的作动力增大一倍左右，提高作动器的作动效率。

正常情况下，作动器产生的热量在风扇的作用下，经由开设于各零部件上的散热孔引导从下端盖排出实现散热，当作动器温度较高时，可通过强制散热螺母将外界冷空气导入作动器内实现强制散热。

另一个实施例中，所述作动器还包括上导磁板位置调整套筒27和下导磁板位置调整套筒26，

所述上导磁板位置调整套筒27位于所述上导磁板14的下方并与所述导杆29采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁板位置调整套筒26位于所述下导磁板16的上方并与所述导杆29采用间隙配合的方式连接。

本实施例中，通过设置套筒，能够对上导磁板14和下导磁板16的位置进行限定，以减少上环形闭合磁路或下环形闭合磁路的漏磁通。

需要说明的是，套筒的宽度可以根据实际设计需求进行调整，以调整作动器振子的作动空间。

另一个实施例中，所述作动器还包括上导磁筒位置调整套筒30和下导磁筒位置调整套筒21，

所述上导磁筒位置调整套筒30位于所述上弹簧片10和所述上导磁筒11之间并与所述导杆29采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁筒位置调整套21筒位于所述下弹簧片19和所述下导磁筒18之间与所述导杆29采用间隙配合的方式连接。

本实施例中，通过设置套筒，能够限定弹簧片与导磁筒之间的相对位置，以避免振子在运动过程中造成的弹簧片与导磁筒之间的相互干涉。

另一个实施例中，所述上导磁板14和所述下导磁板16上设有凸台。

本实施例中，通过在上导磁板14和所述下导磁板16上设置凸台，能够减少电磁回路的漏磁通，从而改进第一线圈28、第二线圈22在磁场中的受力情况，进而提高作动器的作动性能。

另一个实施例中，如图2所示，所述上永磁体12和所述下永磁体17的磁极采用N-S-S-N的方式进行安装。

本实施例中，通过将上永磁体12和所述下永磁体17以磁性相反的方式进行安装，能够保证第一线圈28和第二线圈22所受安培力的方向相同，从而提高作动器的作动能力。

另一个实施例中，所述上永磁体和所述下永磁体为汝铁硼磁铁。

另一个实施例中，所述作动器还包括控制信号接头2，所述控制信号接头2位于所述作动器本体上，用于接收外部控制器的控制信号使所述作动器输出所需作动力。

另一个实施例中，所述作动器还包括电源接头7，所述电源接头7位于所述作动器本体上并与所述功率放大器9相连，用于给所述功率放大器9供电，同时经所述功率放大器9上的分压电路给所述定子部分和散热部分供电。

尽管以上结合附图对本公开的实施方案进行了描述，但本公开并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本公开权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本公开保护之列。

Claims (8)

1.一种对装式集成惯性作动器，包括：作动器本体、定子部分、振子部分及散热部分；其中，

所述作动器本体包括上端盖、上壳体、下端盖和下壳体，

所述上端盖和所述下端盖分别通过螺栓与所述上壳体和所述下壳体连接，

所述上壳体通过螺钉与所述下壳体连接；

所述定子部分包括线圈架、位于所述线圈架的上部的第一线圈和位于所述线圈架的下部的第二线圈，

所述线圈架上设置有凸缘，分别与所述上壳体和所述下壳体通过间隙配合的方式连接，

所述线圈架上设置有通线孔，所述第一线圈和所述第二线圈并联安装并通过通线孔沿相同方向缠绕在所述线圈架上，

所述第一线圈的正接线柱和所述第二线圈的正接线柱通过接线柱锁紧螺钉安装于所述上壳体，

所述第一线圈的负接线柱和所述第二线圈的负接线柱通过接线柱锁紧螺钉安装于所述下壳体；

所述振子部分包括导杆和安装于所述上壳体和所述上端盖之间的上弹簧片、上导磁筒、上导磁板、上永磁体以及安装于所述下壳体和所述下端盖之间的下弹簧片、下导磁筒、下导磁板、下永磁体，

所述导杆的两端分别通过螺母与所述上弹簧片与所述下弹簧片固定，

所述螺母与所述上弹簧片和所述下弹簧片之间设置有弹簧垫圈，

所述上导磁筒、上永磁体、上导磁板依次与所述导杆通过间隙配合的方式连接并构成上环形闭合磁路，

所述下导磁筒、下永磁体、下导磁板依次与所述导杆通过间隙配合的方式连接并构成下环形闭合磁路；

所述散热部分包括强制散热螺母、电机、功率放大器、风扇连接架和风扇，

所述功率放大器和所述风扇连接架分别通过螺栓固定于所述上端盖上，

所述强制散热螺母位于所述上端盖的螺纹孔内，

所述电机和所述风扇分别通过螺栓组件固定于所述风扇连接架的两侧。

2.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述作动器还包括上导磁板位置调整套筒和下导磁板位置调整套筒，

所述上导磁板位置调整套筒位于所述上导磁板的下方并与所述导杆采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁板位置调整套筒位于所述下导磁板的上方并与所述导杆采用间隙配合的方式连接。

3.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述作动器还包括上导磁筒位置调整套筒和下导磁筒位置调整套筒，

所述上导磁筒位置调整套筒位于所述上弹簧片和所述上导磁筒之间并与所述导杆采用间隙配合的方式连接，

所述下导磁筒位置调整套筒位于所述下弹簧片和所述下导磁筒之间与所述导杆采用间隙配合的方式连接。

4.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述上导磁板和所述下导磁板上设有凸台。

5.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述上永磁体和所述下永磁体的磁极采用N-S-S-N的方式进行安装。

6.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述上永磁体和所述下永磁体为汝铁硼磁铁。

7.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述作动器还包括控制信号接头，所述控制信号接头位于所述作动器本体上，用于接收外部控制器的控制信号使所述作动器输出所需作动力。

8.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，所述作动器还包括电源接头，所述电源接头位于所述作动器本体上并与所述功率放大器相连，用于给所述功率放大器供电，同时经所述功率放大器上的分压电路给所述定子部分和散热部分供电。

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