CS265265B1 - Zařízení pro elektromagnetické polohování - Google Patents

Abstract

Hešení ae týká zařízení pro elektromagnetické polohování. Obsahuje permanentní magnety, cívku elektromagnetu s jádrem a magnetická jho. Je vhodné pro nastavování a přestavování polohy měřících spínačů, elektronických a optoelektronických senzorů a částí optických systémů. Je též využitelné pro vyvažování periodických harmonických i neharmonických pohybů.

Description

Vynález se týká zařízení pro elektromagnetické polohování, obsahující permanentní magnety, cívku elektromagnetu s jádrem a magnetické jho.

V současné době jsou známa zařízení, umožňující elektromagnetické nastavování polohy, obsahující cívky elektromagnetů s jád ry a magnetické obvody, respektive jha z feromagnetických materiá lů. U těchto známých zařízení je okamžitá výchylka kotvy dána v ustáleném stavu velikostí budící síly úměrné druhé mocnině protékajícího proudu elektromagnetu a dále velikostí direktivní síly, vyvolané nejčastěji ocelovými nebo pryžovými pružinami. Nevýhodou těchto zařízení je principielně nelineární závislost výchylky kotvy na proudu elektromagnetu, nutnost konstrukce s použitím součástí vyvozujících direktivní sílu, nutnost seřízení rovnovážné polohy správným předepnutím těchto součástí, a dále únava, respektive stárnutí těchto součástí a tím pokles direktivní síly. □sou též známa zařízení s permanentními magnety nejčastěji ve tva ru trubky nebo toroidu. U těchto známých zařízení je v pracovní oblasti výchylka kotvy v rovnovážném stavu úměrná hodnotě protékajícího proudu elektromagnetu a remanentní indukce permanentního magnetu. Při změně remanentní indukce s teplotou dochází i ke zrně ně závislosti výchylky kotvy na velikosti proudu elektromagnetu.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízení pro elektromagnetické polohování podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že pohyblivý permanentní magnet kotvy je umístěn mezi pevnými permanentními tak, že osy magnetů jsou situovány do jedné přímky. Pevné permanentní magnety jsou orientovány tak, že sousedí s permanentním magnetem kotvy vždy souhlasným magnetickým pólem. Dále k jed*· nomu pevnému permanentnímu magnetu přiléhá ze strany odvrácené od permanentního magnetu kotvy jádro elektromagnetu, na němž je pevně nepohyblivě umístěna cívka elektromagnetu a jehož druhý

265 265 konec je spojen magnetickým jhem s druhým pevným permanentním magnetem, přičemž magnetické jho přiléhá ke druhému pevnému permanentnímu magnetu ze strany odvrácené od permanentního magnetu kotvy.

Hlavní výhody zařízení podle vynálezu spočívají v tom, že výchylka permanentního magnetu kotvy v ustáleném stavu je v pracovní oblasti úměrná hodnotě proudu cívky elektromagnetu a není závislá na teplotě, a dále že neobsahuje direktivní pružiny, čímž odpadá i nutnost seřizování těchto pružin.

Příklad provedení zařízení pro elektromagnetické polohování dle vynálezu je znázorněn na obr. 1 až 4.

Permanentní magnet 3 kotvy je podle obr. 1 pohyblivě umístěn mezi pevnými permanentními magnety 1 a 2, které jsou orientovány tak, že se s tímto permanentním magnetem, kotvy odpuzují. Proto ve stavu, kdy cívkou elektromagnetu protéká nulový proud, zaujímá permanentní magnet 3 kotvy klidovou polohu v rovnovážné poloze silového působení pevných permanentních magnetů 1 a 2. K prvnímu permanentnímu magnetu 1 přiléhá jedním koncem jádro 5 elektromagnetu, na němž je cívka 4 elektromagnetu.

Druhý konec jádra 5 elektromagnetu je spojen magnetickým jhem 6 s druhým pevným permanentním Magnetem 2. Polohovaný objekt 10 je spojen s per manentním magnetem 3 kotvy pomocí polohovací tyče 7, která prochází otvory v pevných permanentních magnetech j. a 2, v jádře 5 elektromagnetu a magnetickém jhu 6,

Jádro 5 elektromagnetu, magnetické jho β, druhý pevný permanentní magnet 2, vzduchová mezera mezi druhým pevným permanentním magnetem 2 a permanentním magnetem 3 kotvy, permanentní magnet 3 kotvy, vzduchová mezera mezi permanentním magnetem 3 kotvy a prvním pevným permanentním magnetem 1 a první pevný permanentní magnet 1 představují hlavní magnetický obvod, kterým se uzavírá magnetický tok vyvolaný proudem cívky 4 elektromagnetu. Oakmile cívkou 4 elektromagnetu protéká elektrický proud, působí vyvolaný magnetický tok silově na permanentní magnet 3 kotvy a tento se vychyluje podle velikosti a polarity proudu ze střední polohy.

Při poklesu remanentní indukce permanentního magnetu 3 kotvy vlivem teploty klesá i silové působení magnetického toku cívky 4 elektromagnetu, současně však klesá i direktivní silové působení pevných permanentních magnetů 1 a 2, takže zařízení je tímto teplotně kompenzováno.

265 265

Polohovací tyč 7 může být uložena v posuvných ložiscích 8 a 9 nebo může podle obr. 2 být spojena s rameny 13 a 15, v otočných ložiscích 11 a 12. Ramena 13 a 15 jsou upevněna v pevných otočných ložiskách 14 a 16.

Další možností je podle obr, 3 použití páky 17 kotvy, která prochází otvorem v magnetickém jhu 6 a je připevněna k permanentnímu magnetu 3 kotvy a je upevněna v pevném otočném ložisku 18.

V páce 17 kotvy je připevněn polohovaný objekt 10.

Polohovaný objekt 10 je možno připevnit k páce 17 kotvy bud přímo nebo podle obr. 4 s využitím polohovací tyče 7. Polohovací tyč 7 je s pákou 17 kotvy spojena ve svém druhém otočném ložisku 12 a dále je spojena s prvním ramenem 13, v prvním otočném ložisku 11, přičemž první rameno 13 je upevněno v pevném otočném ložisku 14.

Rozměry páky 17 kotvy a prvního ramene 13 je možno zvolit podle známého principu tak, aby polohovaný objekt 10 vykonával pohyb po dráze, která má tříbodový dotyk s přímkou.

Posuvná ložiska 8 a 9, polohovací tyče 7 mohou být třecí nebo valivá. Otočná ložiska 11 a 12 polohovací tyče 7 a pevná otočná ložiska 14 a 16 ramen 13 a 15 a pevné otočné ložisko 18 páky 17 kotvy mohou být nahrazeny planžetami a planžetovými závěsy. V zařízení mohou být využity permanentní magnety ze všech magneticky tvrdých materiálů, výhodné jsou materiály ferritové nebo slitiny vzácných zemin. Magnety mohou mít tvar válcový nebo tvar hranolů, popřípadě dutých válců - trubek, toroidů,- nebo hranolů s otvory. Výhodné jsou magnety z magneticky uspořádaně orientovaného materiálu, tzv. anisotropní magnety, Duté magnety mohou být též radiálně magnetovány. Dako pevné permanentní magnety 1 a 2 je možno použít magnety koncentricky magnetované.

Potom se použije permanentní magnet 3 kotvy lineárně axiálně magnetovaný o velikosti plochy kolmé k ose permanentních magnetů 1, 2, 3 odpovídající velikosti plochy pevných permanentních magnegů 1 a 2 se zvýšenou indukcí. Magnetické jho 6 může být zhotoveno z trubky nebo hranolů nebo pásů plechu. Pevné permanentní magnety 1 a 2 nebo permanentní magnet 3 kotvy může být složen z několika magnetů. Pro zvýšní direktivní síly obvodu permanentních magnetů je možno umístit buč paralelně s pevnými permanentními magnety další shodně orientované pevné permanentní magnety nebo paralelně s permanentním magnetem kotvy další pevné opačně magneticky orientované permanentní magnety. Pro zvýšení ρο265 265 lohovací je možno spojit několik zařízení za sebou v ose mechanicky do serie, přičemž sousedící části mohou být u dvou dílčích sousedních zařízení společné. Oe též možno propojit mechanicky několik zařízení paralelně přímo nebo přes dvouramenou páku.

Zařízení je vhodné zejména k polohování optických a elektronických senzorů, části optických systémů, měřících snímačů a pod. Oe též. využitelné pro vyvozování periodických harmonických a neharmonických pohybů.

Claims (5)

PŘEDMET VYNÁLEZU 265 265

1. Zařízení pro elektromagnetické polohování obsahující per manentní magnety, cívku elektromagnetu s jádrem a magnetické jho,vyznačené tím, že první pevný permanentní magnet (1) a druhý pevný permanentní magnet (2) a permanentní magnet (3) kotvy jsou uspořádány svými osami v jedné přímce, přičemž pohyblivý permanentní magnet (3) kotvy je umístěn mezi pevnými permanentními magnety (1, 2), s nimiž sousedí souhlasnými mag netickými póly a dále k prvnímu pevnému permanentnímu magnetu (1) přiléhá ze strany odvrácené od permanentního magnetu (3) kotvy jádro (5) elektromagnetu, na němž je pevně umístěna civ ka (4) elektromagnetu a které na opačné straně přiléhá k magnetickému jhu (6), přičemž magnetické jho (6) přiléhá dále ke druhému pevnému permanentnímu magnetu (2) ze strany odvrácené od permanentního magnetu (3) kotvy, který je spojen s polohovaným objektem (10).

2. Zařízení podle bodu lzvyznačené tím, že k permanentnímu magnetu (3) kotvy je připevněna polohovací tyč (7), která pro chází otvory v pevných permanentních magnetech (1, 2), jádře (5) elektromagnetu a magnetickém jhu (6) a je uložena v posuv ných ložiskách (8, 9), přičemž polohovaný objekt (10) je připevněn k polohovací tyči (7).

3. Zařízení podle bodu l₍vyznačené tím, že k permanentnímu magnetu (3) kotvy je připevněna polohovací tyč (7), která pro chází otvory v pevných permanentních magnetech (1, 2), jádře (5) elektromagnetu a magnetickém jhu (6) a je uložena v otočných ložiscích (11, 12), spojených s rameny (13, 15), které jsou upevněny v pevných otočných ložiscích (14, 16), přičemž polohovaný objekt (10) je připevněn k polohovací tyči (7).

4. Zařízení podle bodu l_zvyznačené tím, že k permanentnímu magnetu (3) kotvy je připevněna páka (17) kotvy, která prochá zí otvorem v magnetickém jhu (6) a je upevněna otočně v pevném otočném ložisku (18) a současně je k ní připevněn polohovaný objekt (10).

- 6 265 265

5. Zařízení podle bodu 1-,vyznačené tím, že k permanentnímu magnetu (3) kotvy je připevněna páka (17) kotvy, která prochází otvorem v magnetickém jhu (6) a je upevněna otočně v pevném otočném ložisku (18), přičemž k páce (17) kotvy je v druhém .otočném ložisku (12) připojena polohovací tyč (7), ke které je připevněn polohovaný objekt (10) a která je dále uložena v prvním otočném ložisku (11), spojeném s prvním ramenem (13), které je upevněno v pevném otočném ložisku (14).