CN211088015U - 一种磁矩可控的永磁磁场源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁矩可控的永磁磁场源装置，包括底座和安装于底座上的旋转动力装置，其特征在于，旋转动力装置传动连接至安装在底座上的转动座，所述转动座的两侧面上分别通过传动转轴安装有第一永磁体和第二永磁体，转动座能在旋转动力装置的运行下传动控制第一永磁体和第二永磁体绕传动转轴旋转，以改变二者之间的夹角大小；由一对半环形永磁铁以及外围的机械转动装置构成，可利用机械转动装置调节永磁磁路气隙的大小，从而达到调节装置对外磁矩大小的目的。本实用新型设计的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其结合了永磁磁场源能耗低及电磁磁场源磁矩可控双方面的优点，适合在能源有限的平台上使用。

Description

一种磁矩可控的永磁磁场源装置

技术领域

本实用新型属于磁场源技术领域，具体涉及一种磁矩可控的永磁磁场源装置。

背景技术

磁场源可产生磁场，在军民领域均有较广泛的应用，磁场源根据其生磁方式可分为两大类：(1)电磁型、(2)永磁型。电磁型磁场源依靠外部电能的转化来产生磁场，在使用时需不断地消耗电能，而永磁型磁场源在生磁时不需要消耗外部能源，这两种磁场源各有优缺点，适用于不同使用场合，但都存在一些不足之处：

1)电磁型磁场源需要消耗外部能源产生磁场，功率普遍较大，

难以在能源受限的平台使用；

2)永磁型磁场源对外磁矩不可控，无法控制产生磁场的大小；

3)永磁型磁场源在使用时很容易吸附到铁磁物体上，使用不方便，且存在安全隐患；

4)目前缺乏一种即磁矩可控，又低功耗的磁场源装置。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的不足和缺陷，发明人提出了一种磁矩可控的永磁磁场源装置，在解决了电磁磁场源能耗大问题的同时，兼顾解决了永磁磁场源磁矩不可控、使用不方便与存在安全隐患的问题。同时具有电磁型与永磁型磁场源的优点，又避免掉了二者的缺点。具体的，本实用新型是这样实现的：一种磁矩可控的永磁磁场源装置，包括底座和安装于底座上的旋转动力装置，旋转动力装置传动连接至安装在底座上的转动座，所述转动座的两侧面上分别通过传动转轴安装有第一永磁体和第二永磁体，转动座能在旋转动力装置的运行下传动控制第一永磁体和第二永磁体绕传动转轴旋转，以改变二者之间的夹角大小。

进一步的，所述第一永磁体和第二永磁体呈半圆弧状且磁极为异向相对分布安装，且在转动时为相互反向同步转动。

进一步的，至少一个永磁体的移动端部位安装有隔垫，以防止两永磁体贴合过紧难以分开。

进一步的，所述转动座包括：座体，以及置于座体内的传动主齿轮；与传动主齿轮齿合连接的第一从动齿轮；与第一从动齿轮齿合连接的第二从动齿轮；所述第二从动齿轮与第一从动齿轮的规格相一致且不与传动主齿轮连接；传动主齿轮与旋转动力装置传动连接，第一从动齿轮与第一永磁体的传动转轴直连，第二从动齿轮与第二永磁体的传动转轴直连。

进一步的，所述旋转动力装置包括安装在底座上的步进电机和变速器，横向穿过变速器且一端与步进电机直连的传动轴，传动轴的另一端传动连接至转动座内的传动转轴。

进一步的，第一永磁体和第二永磁体之间能够闭合呈磁环，二者的夹角范围在0～180o之间可调。

进一步的，所述步进电机能正反转。

本实用新型的工作原理：第一永磁体和第二永磁体为整个磁场源装置的磁矩来源，旋转动力装置通过一系列机械机构的传动，控制第一永磁体和第二永磁体之间的张、闭来调整夹角大小，消耗很少的电能即可为整个磁场源装置实现磁矩大小的控制。当第一永磁体和第二永磁体之间的夹角θ＝0时，磁路处于闭合状态，磁场源装置对外表现出的磁矩

二者夹角θ＝180时，磁场源装置对外表现出的磁矩最大

二者夹角0＜θ＜180°时，磁矩在0到最大之间可控调节。相比传统的电磁式永磁装置产生磁场所消耗的大量电能，本装置步进电机在控制磁场源磁矩时消耗的电能，基本可以忽略。本实用新型利用磁路中气隙大小影响漏磁通的原理，通过控制两个永磁体之间的夹角，改变磁路向外的漏磁大小，实现永磁磁场源对外磁矩的可控，当夹角小时，大部分磁通束缚在磁路内部，对外磁矩小，当夹角大时，大部分磁通泄漏到磁路外部，对外磁矩大。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用电机驱动，使用极小能耗，通过控制两永磁体之间的夹角来控制装置产生的磁矩大小，实现永磁磁场源的磁矩可控，结合了永磁磁场源产生磁场不耗能，以及电磁磁场源磁矩可控的两方面优点；同时避免掉永磁磁场源磁矩不可控，以及电磁磁场源产生磁场能耗高的两方面缺点；从而达到节省能耗的目的和效果。

附图说明

附图1为一种磁矩可控的永磁磁场源装置的立体图；

附图2为一种磁矩可控的永磁磁场源装置的结构俯视图；

附图3为一种磁矩可控的永磁磁场源装置的磁矩改变原理示意图；

附图4为转动座内的传动原理结构示意图；

附图5为转动座内的传动原理结构立体示意图；

附图6、7为一种磁矩可控的永磁磁场源装置的磁矩改变立体示意图；

其中：1底座、2转动座、3传动轴、4第一永磁体、5第二永磁体、6隔垫、7座体、8传动主齿轮、9传动转轴、10第一从动齿轮、11第二从动齿轮、12步进电机、13变速器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例1：一种磁矩可控的永磁磁场源装置，如图1～7所示，包括底座1和安装于底座1上的旋转动力装置，旋转动力装置传动连接至安装在底座1上的转动座2，所述转动座2的两侧面上分别通过传动转轴9安装有第一永磁体4和第二永磁体5，转动座2能在旋转动力装置的运行下传动控制第一永磁体4和第二永磁体5绕传动转轴9旋转，以改变二者之间的夹角大小。第一永磁体4和第二永磁体5呈半圆弧状且磁极为异向相对分布安装，且在转动时为相互反向同步转动。至少一个永磁体的移动端部位安装有隔垫6，以防止两永磁体贴合过紧难以分开。转动座2包括：座体7，以及置于座体7内的传动主齿轮8；与传动主齿轮8齿合连接的第一从动齿轮10；与第一从动齿轮10齿合连接的第二从动齿轮11；所述第二从动齿轮11与第一从动齿轮10的规格相一致且不与传动主齿轮8连接；传动主齿轮8与旋转动力装置传动连接，第一从动齿轮10与第一永磁体4的传动转轴9直连，第二从动齿轮11与第二永磁体5的传动转轴9直连。旋转动力装置包括安装在底座1上的步进电机12和变速器13，横向穿过变速器13且一端与步进电机12直连的传动轴3，传动轴3的另一端传动连接至转动座2内的传动转轴9。步进电机12能正反转。使用时，启动步进电机12转动，传动轴3随之转动，传动轴3通过变速器13增大力矩传动至转动座2中的传动主齿轮8上，传动主齿轮8正转时，与之接触的第一从动齿轮10反转，与第一从动齿轮10接触的第二从动齿轮11正转，从而带动第一永磁体4和第二永磁体5相对于转动座2同步反向转动，当步进电机12转动反转时，第一永磁体4和第二永磁体5同步改变转动方向转动，第一永磁体4和第二永磁体5之间能够闭合呈磁环，二者的夹角范围在0～180o之间可调。

随着转动座2的的转动，第一永磁体4与第二永磁体5可沿着x方向往两侧转动展开，第一永磁体4的另一端贴有隔垫6，防止两永磁体贴合过紧难以分开；步进电机12经变速器13增大力矩后，通过传动轴3连接到转动座2上，控制转动座2的转动。

本实用新型提供的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其对外的磁矩可控，控制过程为：步进电机12经过变速器13和传动轴3输出动力到转动座2上，通过控制第一永磁体4与第二永磁体5之间如图3所示的横向视角方向上的夹角，控制装置对外的磁矩大小。在安装、日常存放与维护时，其磁路处于闭合状态，对外磁矩为零，避免其吸附到铁磁物体上带来的危险与不便，当需要输出一定大小的磁矩时，可实时通过控制两永磁体之间的夹角控制对外磁矩大小。只有步进电机12在改变两永磁体夹角时消耗很小的能源，其他时间不消耗能源。其具备电磁磁场源与永磁磁场源的优点，同时又避免掉二者的缺点，具有很高的工程应用价值。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种磁矩可控的永磁磁场源装置，包括底座(1)和安装于底座(1)上的旋转动力装置，其特征在于，旋转动力装置传动连接至安装在底座(1)上的转动座(2)，所述转动座(2)的两侧面上分别通过传动转轴(9)安装有第一永磁体(4)和第二永磁体(5)，转动座(2)能在旋转动力装置的运行下传动控制第一永磁体(4)和第二永磁体(5)绕传动转轴(9)旋转，以改变二者之间的夹角大小。

2.根据权利要求1所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于，所述第一永磁体(4)和第二永磁体(5)呈半圆弧状且磁极为异向相对分布安装，且在转动时为相互反向同步转动。

3.根据权利要求2所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于，至少一个永磁体的移动端部位安装有隔垫(6)，以防止两永磁体贴合过紧难以分开。

4.根据权利要求2所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于，所述转动座(2)包括：座体(7)，以及置于座体(7)内的传动主齿轮(8)；与传动主齿轮(8)齿合连接的第一从动齿轮(10)；与第一从动齿轮(10)齿合连接的第二从动齿轮(11)；所述第二从动齿轮(11)与第一从动齿轮(10)的规格相一致且不与传动主齿轮(8)连接；传动主齿轮(8)与旋转动力装置传动连接，第一从动齿轮(10)与第一永磁体(4)的传动转轴(9)直连，第二从动齿轮(11) 与第二永磁体(5)的传动转轴(9)直连。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于，所述旋转动力装置包括安装在底座(1)上的步进电机(12)和变速器(13)，横向穿过变速器(13)且一端与步进电机(12)直连的传动轴(3)，传动轴(3)的另一端传动连接至转动座(2)内的传动转轴(9)。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于，第一永磁体(4)和第二永磁体(5)之间能够闭合呈磁环，二者的夹角范围在0～180°之间可调。

7.根据权利要求5所述的一种磁矩可控的永磁磁场源装置，其特征在于、所述步进电机(12)能正反转。

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