專利名稱：新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電機(jī)技術(shù)，具體是ー種新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置。
技術(shù)背景常見的機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置為了實(shí)現(xiàn)線性傳動(dòng)，大都采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配合曲柄連桿、凸輪等運(yùn)動(dòng)副可以實(shí)現(xiàn)線性傳動(dòng)。譬如公告號(hào)CN2810570所公開的電動(dòng)搖擺床，包括機(jī)架、床身，床身通過固定于其底中部的轉(zhuǎn)軸支撐于機(jī)架上，床身的一側(cè)底部鉸接有連桿，連桿的另一端與采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的曲柄鉸接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄并通過連桿使床身擺動(dòng)。鑒于上述結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副以偏心運(yùn)轉(zhuǎn)的方式工作，會(huì)產(chǎn)生很大的不平衡慣性力，導(dǎo)致負(fù)載產(chǎn)生過高的振動(dòng)及噪聲。鑒于上述運(yùn)動(dòng)副體積龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較高的制造精度，而且具有較高的運(yùn)動(dòng)速度，會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦損耗。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中所采用的驅(qū)動(dòng)裝置功耗大，易磨損，具有噪聲污染，尤其難以適用于日常生活的范疇，應(yīng)用范圍受到局限。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)線性傳動(dòng)的諸多不足，提供了ー種新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，采用螺旋電磁線圈驅(qū)動(dòng)與之同軸的主軸做線性運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦小，又克服了振動(dòng)及噪聲。具體的，本實(shí)用新型的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，包括外殼，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀；線圈架，采用非導(dǎo)磁材料制成，設(shè)于外殼內(nèi)部的上方，具有中空軸；線圈，繞設(shè)于線圈架上；主軸，自外殼的頂部插設(shè)于線圈架的中空軸內(nèi)并與之滑動(dòng)配合，該主軸包括固接而成的上段和下段，上段采用非導(dǎo)磁材料制成，下段則采用導(dǎo)磁材料制成；導(dǎo)輪架，采用非導(dǎo)磁材料制成，至少三個(gè)導(dǎo)輪架沿主軸的軸向?qū)ΨQ分布并固定在外殼的頂部，導(dǎo)輪架沿主軸的軸向至少設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的輪軸與主軸的軸向正交，導(dǎo)輪的輪面恰與主軸的柱面相切。上述結(jié)構(gòu)在靜止?fàn)顟B(tài)下，主軸的下段落入外殼內(nèi)的線圈下方。當(dāng)線圈連通電源吋，根據(jù)電磁學(xué)常識(shí)，線圈將產(chǎn)生ー個(gè)磁場空間，此時(shí)主軸的下段若進(jìn)入線圈的高度范圍即被自動(dòng)吸進(jìn)線圈架的中空軸內(nèi)，當(dāng)線圈斷開電源后，由于磁場消失，在重力作用下主軸的下段重新回落入外殼內(nèi)的線圈下方，在主軸的行程過程中，由于導(dǎo)輪架的夾持，使得整個(gè)行程無限趨于直線。如此可通過主軸的行程來實(shí)現(xiàn)直線方向的線性動(dòng)力，而線圈的磁力大小則可以通過電流強(qiáng)度、線圈匝數(shù)等進(jìn)行調(diào)節(jié)。顯然，主軸的上段是上述動(dòng)カ模式的主要輸出途徑，主軸的上段的長度可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行適配。上述動(dòng)カ模式可替代現(xiàn)有電動(dòng)搖擺床的動(dòng)カ裝置或助力裝置，也可以應(yīng)用于回轉(zhuǎn)木馬等游樂裝置的升降動(dòng)カ裝置或助力裝置，以及其他類似的采用線性行程的機(jī)械裝置。為了精確的控制主軸的行程，設(shè)置線圈的高度為hl，設(shè)置主軸的下段的高度為h2，設(shè)置h2<hl，優(yōu)選為h2=hl。根據(jù)電磁學(xué)常識(shí)，主軸的下段被吸進(jìn)線圈架的中空軸之后為了達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，兩者的中心點(diǎn)趨于重疊。因此，采用上述設(shè)置時(shí)，主軸的行程大小為(hl+h2)/2，線圈的高度越高，主軸的行程越大。由于主軸的行程啟動(dòng)時(shí)需要初始化主軸的下段與線圈的相對位置，使主軸的下段進(jìn)入線圈的高度范圍內(nèi)，可選擇兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化其一，設(shè)置外殼的高度為h3，設(shè)置(h3_hl) <h2，在靜止?fàn)顟B(tài)下，主軸的下段的大部分落入外殼內(nèi)的線圈下方，局部位于線圈的高度范圍內(nèi)；其ニ，設(shè)置外殼的高度為h3，設(shè)置(h3_hl) >h2，在靜止?fàn)顟B(tài)下，主軸的下段的全部 落入外殼內(nèi)的線圈下方，主軸的行程開始前，通過外部連接結(jié)構(gòu)向上牽引主軸的上段，使主軸的下段局部進(jìn)入線圈的高度范圍內(nèi)。主軸的運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致外殼內(nèi)產(chǎn)生高壓或負(fù)壓，也可能產(chǎn)生活塞效應(yīng)，為了克服這些缺陷，可在所述的外殼的側(cè)壁上開設(shè)排氣ロ，同時(shí)還利于線圈散熱。更進(jìn)ー步的，還設(shè)有緩沖軸承副，由支撐軸、軸承和軸承座構(gòu)成，在外殼的兩側(cè)各設(shè)ー根支撐軸，各支撐軸分別通過軸承與軸承座連接。比如在應(yīng)用于搖擺床吋，緩沖軸承副與搖擺床的機(jī)架連接，通過主軸的行程為搖擺床提供自動(dòng)搖擺的動(dòng)力或助力，緩沖軸承副可以為外殼提供一定的擺幅緩沖空間。當(dāng)然，在應(yīng)用于搖擺床時(shí)，可利用上述技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩種搖擺床的激活模式其一，(h3_hl)〈h2時(shí)，主軸的下段局部位于線圈的高度范圍內(nèi)，線圈連通電源后即被吸入線圈架的中空軸內(nèi)；其ニ，(h3_hl)>h2時(shí)，主軸的下段的全部落入外殼內(nèi)的線圈下方，需依靠人體的重力使搖擺床的床體傾斜，通過其他連接機(jī)構(gòu)拉高主軸，使主軸的下段進(jìn)入線圈的高度范圍內(nèi)，線圈連通電源后即被吸入線圈架的中空軸內(nèi)。主軸要完成完整的行程，還需要控制線圈斷開電源的時(shí)機(jī)，根據(jù)一般的電路控制常識(shí)，通過霍爾元件等位置傳感器對主軸的位置進(jìn)行判斷便可以準(zhǔn)確的控制線圈斷開電源。當(dāng)線圈斷開電源后，由于磁場消失，在重力和慣性作用下主軸完成ー個(gè)行程，并開始下
一行程。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于以螺旋電磁線圈驅(qū)動(dòng)與之同軸的主軸做線性運(yùn)動(dòng)，通過主軸的行程實(shí)現(xiàn)豎直方向的線性動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦小，克服了振動(dòng)及噪聲；應(yīng)用范圍廣泛，可替代現(xiàn)有電動(dòng)搖擺床的動(dòng)カ裝置或助力裝置，也可以應(yīng)用于回轉(zhuǎn)木馬等游樂裝置的升降動(dòng)カ裝置或助力裝置，以及其他類似的采用線性行程的機(jī)械裝置。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的局部剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的說明。如圖I和圖2所示，新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，包括外殼1，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀；線圈架2，設(shè)于外殼內(nèi)部的上方，具有中空軸；線圈3，繞設(shè)于線圈架2上；主軸4，自外殼I的頂部插設(shè)于線圈架2的中空軸內(nèi)并與之滑動(dòng)配合，該主軸4包
括固接而成的上段41和下段42 ；導(dǎo)輪架5，沿主軸的軸向?qū)ΨQ分布設(shè)有三個(gè)，導(dǎo)輪架5固定在外殼I的頂部，導(dǎo)輪架5沿主軸4的軸向設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪51，導(dǎo)輪51的輪軸與主軸4的軸向正交，導(dǎo)輪51的輪面恰與主軸4的柱面相切。外殼I、線圈架2、主軸4的上段41和導(dǎo)輪架5采用非導(dǎo)磁的奧氏體型不銹鋼制成，主軸4的下段42則采用導(dǎo)磁的45號(hào)鋼制成。設(shè)置線圈3的高度為hl，設(shè)置主軸4的下段42的高度為h2，設(shè)置外殼I的高度為h3，設(shè)置 h2=h I，設(shè)置(h3-h I) <h2。所述的外殼I的側(cè)壁上開設(shè)若干個(gè)排氣孔11，排氣孔11沿主軸4的軸向?qū)ΨQ設(shè)置成自外殼I上沿到下沿的四列，還設(shè)有緩沖軸承副6，由支撐軸61、軸承62和軸承座63構(gòu)成，在外殼I的兩側(cè)各設(shè)ー根支撐軸61，各支撐軸61分別通過軸承62與軸承座63連接。上述實(shí)施方式可替代現(xiàn)有電動(dòng)搖擺床的動(dòng)カ裝置或助力裝置，也可以應(yīng)用于回轉(zhuǎn)木馬等游樂裝置的升降動(dòng)カ裝置或助力裝置，以及其他類似的采用線性行程的機(jī)械裝置。比如在應(yīng)用于搖擺床時(shí)，上述實(shí)施方式中的減震軸承副6與搖擺床的床身連接，通過主軸4的行程為搖擺床提供自動(dòng)搖擺的動(dòng)力或助力，其中的減震軸承副6可以大幅度的肖Il弱震動(dòng)和噪聲。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)本實(shí)用新型所掲示的結(jié)構(gòu)和原理獲得其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求1.新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于，包括 外殼，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀； 線圈架，采用非導(dǎo)磁材料制成，設(shè)于外殼內(nèi)部的上方，具有中空軸； 線圈，繞設(shè)于線圈架上； 主軸，自外殼的頂部插設(shè)于線圈架的中空軸內(nèi)并與之滑動(dòng)配合,該主軸包括固接而成的上段和下段，上段采用非導(dǎo)磁材料制成，下段則采用導(dǎo)磁材料制成； 導(dǎo)輪架，采用非導(dǎo)磁材料制成，至少三個(gè)導(dǎo)輪架沿主軸的軸向?qū)ΨQ分布并固定在外殼的頂部，導(dǎo)輪架沿主軸的軸向至少設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的輪軸與主軸的軸向正交，導(dǎo)輪的輪面恰與主軸的柱面相切。
2.如權(quán)利要求I所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于外殼、線圈架、主軸的上段和導(dǎo)輪架采用奧氏體型不銹鋼制成，主軸的下段則采用45號(hào)鋼制成。
3.如權(quán)利要求2所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于設(shè)置線圈的高度為hi,設(shè)置主軸的下段的高度為h2,設(shè)置h2 ^ hi。
4.如權(quán)利要求3所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在干設(shè)置h2=hl。
5.如權(quán)利要求4所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于設(shè)置外殼的高度為 h3，設(shè)置(h3-hl) <h2。
6.如權(quán)利要求4所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于設(shè)置外殼的高度為 h3，設(shè)置(h3-hl) >h2。
7.如權(quán)利要求I所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于所述的外殼的側(cè)壁上開設(shè)若干個(gè)排氣孔。
8.如權(quán)利要求7所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于若干個(gè)排氣孔沿主軸的軸向?qū)ΨQ設(shè)置成自外殼上沿到下沿的四列。
9.如權(quán)利要求I到8任一項(xiàng)所述的新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，其特征在于還設(shè)有緩沖軸承副，由支撐軸、軸承和軸承座構(gòu)成，在外殼的兩側(cè)各設(shè)一根支撐軸，各支撐軸分別通過軸承與軸承座連接。
專利摘要新型螺旋電磁鐵線性動(dòng)力裝置，包括外殼，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀；線圈架，采用非導(dǎo)磁材料制成，設(shè)于外殼內(nèi)部的上方，具有中空軸；線圈，繞設(shè)于線圈架上；主軸，自外殼的頂部插設(shè)于線圈架的中空軸內(nèi)并與之滑動(dòng)配合，該主軸包括固接而成的上段和下段，上段采用非導(dǎo)磁材料制成，下段則采用導(dǎo)磁材料制成；導(dǎo)輪架，采用非導(dǎo)磁材料制成，至少三個(gè)導(dǎo)輪架沿主軸的軸向?qū)ΨQ分布并固定在外殼的頂部，導(dǎo)輪架沿主軸的軸向至少設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的輪軸與主軸的軸向正交，導(dǎo)輪的輪面恰與主軸的柱面相切。上述技術(shù)方案可替代現(xiàn)有的采用線性行程的機(jī)械裝置。
文檔編號(hào)H01F7/06GK202434282SQ20122002574
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者陳軍 申請人:陳軍