CN212570579U - 一种永磁吸附单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吸附装置的技术领域，更具体地，涉及一种永磁吸附单元，包括框架、永磁组件、轭铁底座、径向充磁的磁芯及可带动磁芯转动的换向组件，所述永磁组件包括若干组环绕于磁芯外周的永磁铁，若干永磁铁顺次异极相接，首组永磁铁及末组永磁铁安装于轭铁底座，所述换向组件连接于磁芯的端部，所述磁芯、永磁组件、轭铁底座均固定于框架。本实用新型轭铁底座用于磁路的引导，通过换向组件改变磁芯的磁极方向，改变磁芯、永磁组件以及被吸附物体间的磁回路分布及流向，从而控制永磁吸附单元对外磁力的大小，磁芯外圈设置永磁组件增加了整个永磁吸附单元中磁铁的占比，吸力大、重量轻、切换方便、关闭状态漏磁量小。

Description

一种永磁吸附单元

技术领域

本实用新型涉及吸附装置的技术领域，更具体地，涉及一种永磁吸附单元。

背景技术

在生产生活中，很多领域需要用到磁铁，小至一个挂钩的固定，大到冶金、矿山、机械、交通运输行业中钢铁等导磁性材料的吊运，磁铁都发挥着极其重要的作用。在磁力大小需要调控的地方，通常采用电磁铁方案，通过调节线圈电流大小，来控制磁铁磁力的大小。但是，电磁铁存在着结构复杂、重量大、成本高、不具备自锁断电保护性质等缺点，因此，可切换式永磁吸附装置等方案被提出。中国专利CN201620481069.5公开了一种磁力吸附装置，采用单块磁铁旋转外加轭铁基座导磁的方式，虽然结构简单，但其开启状态下的吸力重量比较小，且关闭状态的漏磁量较大，磁力无法减小至较小值，切换性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中磁铁模块自身重量大、吸力重量比低、无断电保护及切换性能差的不足，提供一种永磁吸附单元，吸力大、重量轻、切换方便、关闭状态漏磁量小、具有自锁性质等优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种永磁吸附单元，包括框架、永磁组件、轭铁底座、径向充磁的磁芯及可带动磁芯转动的换向组件，所述永磁组件包括若干组环绕于磁芯外周的永磁铁，若干永磁铁顺次异极相接，首组永磁铁及末组永磁铁安装于轭铁底座，所述换向组件连接于磁芯的端部，所述磁芯、永磁组件、轭铁底座均固定于框架。

本实用新型的永磁吸附单元，轭铁底座用于磁路的引导，通过换向组件改变磁芯的磁极方向，改变磁芯、永磁组件以及被吸附物体间的磁回路分布及流向，从而控制永磁吸附单元对外磁力的大小；本实用新型采用磁芯外圈设置永磁组件的设计，增加了整个永磁吸附单元中磁铁的占比，吸力大、重量轻、切换方便、关闭状态漏磁量小。

进一步地，首组永磁铁及末组永磁铁截面为方形结构，其他组永磁铁截面为扇形结构，所述永磁组件的截面呈U型结构。

进一步地，所述磁芯为圆柱状，所述磁芯的中心线与永磁组件的中心线重合。

进一步地，所述磁芯的端部设有第一孔槽，所述换向组件包括传动轴及转臂，所述传动轴的一端与第一孔槽连接，传动轴的另一端与转臂连接。

进一步地，所述传动轴的端部设有限位件，所述转臂设有第二孔槽，所述传动轴穿过第二孔槽与限位件连接。

进一步地，所述框架包括第一盖板、第二盖板、第一架体及第二架体，所述第二架体安装于第一架体的外缘且第一架体和第二架体之间形成有安装永磁组件的腔体，所述第一架体内设有用于安装磁芯的空腔，所述第一盖板、第二盖板分别安装于第一架体和第二架体的两端。

进一步地，所述第一盖板设有限位凹块，所述转臂设有与所述限位凹块卡合的限位凸块。

进一步地，所述传动轴外周套设有弹簧，所述弹簧的一自由端与限位件连接，所述弹簧的另一自由端与转臂连接，所述弹簧处于压缩状态。

进一步地，所述限位凹块为两组，两组限位凹块中心线的夹角为转臂带动磁芯旋转的最大角度。

进一步地，所述第二架体为塑料结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的永磁吸附单元，通过换向组件改变磁芯的磁极方向，控制永磁吸附单元对外磁力的大小，操作方便；且本实用新型采用磁芯外圈设置永磁组件的设计，增加了整个永磁吸附单元中磁铁的占比，吸力大、重量轻、切换方便、关闭状态漏磁量小。

附图说明

图1为本实用新型的永磁吸附单元的爆炸图；

图2为本实用新型的永磁吸附单元的立体图；

图3为永磁吸附单元转臂的结构示意图；

图4为永磁吸附单元磁极布置示意图：(1)非吸附状态，(2)吸附状态；

图5为永磁吸附单元磁通流向示意图：(1)非吸附状态，(2)吸附状态；

图6为非吸附状态下永磁吸附单元的磁场仿真分析示意图；

图7为吸附状态下永磁吸附单元的磁场仿真分析示意图；

图8为永磁吸附单元吸附力-磁芯转角曲线图；

附图中：1-框架；11-第一盖板；12-第二盖板；13-第一架体；14-第二架体；15-限位凹块；16-第三孔槽；2-永磁铁；3-轭铁底座；4-磁芯；41-第一孔槽；5-换向组件；51-传动轴；52-转臂；53-限位件；54-第二孔槽；55-连接部；56-限位凸块；57-弹簧；58-轴承；59-支撑部。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至图3所示为本实用新型的永磁吸附单元的实施例，包括框架1、永磁组件、轭铁底座3、径向充磁的磁芯4及可带动磁芯4转动的换向组件5，永磁组件包括若干组环绕于磁芯4外周的永磁铁2，若干永磁铁2顺次异极相接，首组永磁铁2及末组永磁铁2安装于轭铁底座3，换向组件5连接于磁芯4的端部，磁芯4、永磁组件、轭铁底座3均固定于框架1。需要说明的是，本实施例可通过设计永磁吸附单元的磁路进行规划和轭铁底座3进行优化以提高吸力与质量的比值。

本实用新型的永磁吸附单元：轭铁底座3用于磁路的引导，通过换向组件5改变磁芯4的磁极方向，改变磁芯4、永磁组件以及被吸附物体间的磁回路分布及流向，从而控制永磁吸附单元对外磁力的大小；具体地，当磁芯4转动至如图4(1)的状态时，永磁吸附单元处于非吸附状态，此时磁通流向如图5(1)所示；当磁芯4转动至如图4(2)的状态时，永磁吸附单元处于吸附状态，此时磁通流向如图5(2)所示。采用磁芯4外圈设置永磁组件的设计，增加了整个永磁吸附单元中磁铁的占比，吸力大、重量轻、切换方便、关闭状态漏磁量小。

在其中一个实施例中，首组永磁铁2及末组永磁铁2截面为方形结构，其他组永磁铁2截面为扇形结构，永磁组件的截面呈U型结构。本实施例中，轭铁底座3设有上表面包括和首组永磁铁2、末组永磁铁2底面接触的第一表面及和永磁组件的内表面接触，轭铁底座3用于引导磁路。需要说明的是，本实施例中首组永磁铁及末组永磁铁截面形状及其他组永磁铁的形状是为了成型简便、规整产品外表而做出的优选，但并不作为本实用新型限制性的规定，其他能够组成围绕于磁芯外围U型结构的永磁铁形状也可适用于本实用新型。

在其中一个实施例中，磁芯4为圆柱状，磁芯4的中心线与永磁组件的中心线重合。轭铁底座3设有与磁芯4匹配的腔可容磁芯4转动，磁芯4转动、磁芯4的磁极方向跟随着改变，永磁吸附单元对外磁力的大小发生变化。

在其中一个实施例中，磁芯4的端部设有第一孔槽41，换向组件5包括传动轴51及转臂52，传动轴51的一端与第一孔槽41连接，传动轴51的另一端与转臂52连接。需要说明的是，本实施例中采用第一孔槽41和传动轴51连接是为了改善连接的便捷性和稳定性而做出的优选，并不作为本实用新型的限制性规定。另外，为了便于传动轴51的顺畅转动，本实施例在传动轴51外周设有轴承58，轴承58设置在传动轴51与框架1的连接处。本实施例在实施时，操作转臂52，转臂52通过传动轴51带动磁芯4转动，操作简便且操作省力。

在其中一个实施例中，传动轴51的端部设有限位件53，转臂52设有第二孔槽54，传动轴51穿过第二孔槽54与限位件53连接。设置限位件53是为了防止传动轴51脱离框架1、保证永磁吸附单元结构稳定性而做出的优选，并不作为本实用新型的限制性规定。

在其中一个实施例中，框架1包括第一盖板11、第二盖板12、第一架体13及第二架体14，第二架体14安装于第一架体13的外缘且第一架体13和第二架体14之间形成有安装永磁组件的腔体，第一架体13内设有用于安装磁芯4的空腔，第一盖板11、第二盖板12分别安装于第一架体13和第二架体14的两端。本实施例中，第一盖板11、第二盖板12、第一架体13及第二架体14组装在一起，安装简便，且结构紧凑。本实施例中，第一盖板11端部设有第三孔槽，转臂52的一端设有与第三孔槽16转动连接的连接部55。

在其中一个实施例中，第一盖板11设有限位凹块15，转臂52设有与限位凹块15卡合的限位凸块56。将限位凸块56卡入限位凹块15中，即可固定转臂52的位置，磁芯4和永磁组件的相对角度固定，可保持永磁吸附单元对外磁力的大小在某一值。而在需要转动转臂52时，将转臂52向外抽出至限位凸块56脱离限位凹块15，限位作用解除。

在其中一个实施例中，传动轴51外周套设有弹簧57，弹簧57的一自由端与限位件53连接，弹簧57的另一自由端与转臂52连接，弹簧57处于压缩状态。弹簧57处于压缩状态，向磁芯4方向挤压转臂52，转臂52上的限位凸块56稳定地卡入限位凹块15中，从而更好地保持磁芯4和永磁组件的相对位置。另外，为了更好地保持位置，连接部55位于转臂52的一端，转臂52的另一端设有支撑部59，支撑部59与限位凸块56表面平齐设置，在限位凸块56卡入限位凹块15中时，支撑部59与第一盖板11的表面接触。

在其中一个实施例中，限位凹块15为两组，两组限位凹块15中心线的夹角为转臂52带动磁芯4旋转的最大角度。通过设置两组限位凹块15的位置限制转臂52转臂52的转动角度，其转动角度可通过仿真分析进行确定。

在其中一个实施例中，第二架体14为塑料结构。塑料结构不影响永磁吸附单元对外的磁力大小，塑料结构成型方便。本实施例可在塑料结构的表面开设多个孔，使得永磁组件的局部外露。

对上述实施例中的永磁吸附单元进行conmsol仿真分析建立空间磁场模型并且得到吸附力，如图6至图8所示：当永磁吸附单元处于非吸附状态时，仿真分析结果如图6所示；当永磁吸附单元处于吸附状态时，仿真分析结果如图7所示；吸附力-磁芯4转角曲线图如图8所示。可见，本实用新型的永磁吸附单元的吸附力与质量的比值为

相比现有永磁吸附单元方案具有较大提升，市场上现有的magswitch95永磁吸附单元的吸附力与质量的比值为

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁吸附单元，其特征在于，包括框架(1)、永磁组件、轭铁底座(3)、径向充磁的磁芯(4)及可带动磁芯(4)转动的换向组件(5)，所述永磁组件包括若干组环绕于磁芯(4)外周的永磁铁(2)，若干永磁铁(2)顺次异极相接，首组永磁铁(2)及末组永磁铁(2)安装于轭铁底座(3)，所述换向组件(5)连接于磁芯(4)的端部，所述磁芯(4)、永磁组件、轭铁底座(3)均固定于框架(1)。

2.根据权利要求1所述的永磁吸附单元，其特征在于，首组永磁铁(2)及末组永磁铁(2)截面为方形结构，其他组永磁铁(2)截面为扇形结构，所述永磁组件的截面呈U型结构。

3.根据权利要求2所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述磁芯(4)为圆柱状，所述磁芯(4)的中心线与永磁组件的中心线重合。

4.根据权利要求1至3任一项所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述磁芯(4)的端部设有第一孔槽(41)，所述换向组件(5)包括传动轴(51)及转臂(52)，所述传动轴(51)的一端与第一孔槽(41)连接，传动轴(51)的另一端与转臂(52)连接。

5.根据权利要求4所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述传动轴(51)的端部设有限位件(53)，所述转臂(52)设有第二孔槽(54)，所述传动轴(51)穿过第二孔槽(54)与限位件(53)连接。

6.根据权利要求5所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述框架(1)包括第一盖板(11)、第二盖板(12)、第一架体(13)及第二架体(14)，所述第二架体(14)安装于第一架体(13)的外缘且第一架体(13)和第二架体(14)之间形成有安装永磁组件的腔体，所述第一架体(13)内设有用于安装磁芯(4)的空腔，所述第一盖板(11)、第二盖板(12)分别安装于第一架体(13)和第二架体(14)的两端。

7.根据权利要求6所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述第一盖板(11)设有限位凹块(15)，所述转臂(52)设有与所述限位凹块(15)卡合的限位凸块(56)。

8.根据权利要求7所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述传动轴(51)外周套设有弹簧(57)，所述弹簧(57)的一自由端与限位件(53)连接，所述弹簧(57)的另一自由端与转臂(52)连接，所述弹簧(57)处于压缩状态。

9.根据权利要求7所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述限位凹块(15)为两组，两组限位凹块(15)中心线的夹角为转臂(52)带动磁芯(4)旋转的最大角度。

10.根据权利要求6至9任一项所述的永磁吸附单元，其特征在于，所述第二架体(14)为塑料结构。

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