一種磁助力電磁鐵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁助力電磁鐵，包括線圈，還包括由軟鐵制成的至少一個(gè)定位器，和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，所述定位器距離所述線圈的一個(gè)端部一定距離處設(shè)置，所述動鐵芯可在所述線圈通電時(shí)向所述定位器移動并與之吸合，在所述線圈斷電時(shí)與所述定位器保持吸合狀態(tài)。因使用了定位器和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，本發(fā)明的磁助力電磁鐵可獲得兩個(gè)以上工作位置，故擴(kuò)展了電磁鐵的使用范圍；且在工作位置正常工作時(shí)無需持續(xù)供電，僅需短暫的脈沖供電即可，故節(jié)點(diǎn)效果顯著。
【專利說明】—種磁助力電磁鐵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁力驅(qū)動裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種節(jié)能效果顯著的磁助力電磁鐵。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的推拉式電磁鐵，是由螺旋管線圈、動鐵芯和靜鐵芯組成。當(dāng)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生電磁場，使得動鐵芯和靜鐵芯感應(yīng)產(chǎn)生磁性，動鐵芯移動產(chǎn)生動力，以帶動作用對象?，F(xiàn)有技術(shù)的推拉式電磁鐵，在線圈通以直流電時(shí)，不論哪端接正極，都是動鐵芯在電磁場中向靜鐵芯移動。
[0003]以上【背景技術(shù)】內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日已經(jīng)公開的情況下，上述【背景技術(shù)】不應(yīng)當(dāng)用于評價(jià)本申請的新穎性和創(chuàng)造性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的(主要)目的在于提出一種節(jié)能效果顯著且具有雙向功能的磁助力電磁鐵，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的耗電量大且只能夠使動鐵芯在電磁場中向靜鐵芯單向移動的技術(shù)問題。
[0005]為此，本發(fā)明提出一種磁助力電磁鐵，包括線圈，還包括由軟鐵制成的至少一個(gè)定位器，和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，所述定位器距離所述線圈的端部一定距離處設(shè)置，所述動鐵芯可在所述線圈通電時(shí)向所述定位器移動并與之吸合，在所述線圈斷電時(shí)與所述定位器保持吸合狀態(tài)。
[0006]優(yōu)選地，本發(fā)明還可以具有如下技術(shù)特征:
[0007]所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯是在動鐵芯至少部分表面貼設(shè)永磁體，或在動鐵芯內(nèi)部插入永磁體，或在開設(shè)凹槽的動鐵芯上嵌入永磁體，或整個(gè)動鐵芯本身采用永磁體制成。
[0008]所述定位器為靜鐵芯，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的一端套設(shè)有磁力平衡彈簧，當(dāng)所述線圈通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向所述靜鐵芯移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)；當(dāng)所述線圈反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向遠(yuǎn)離所述靜鐵芯的方向移動，斷電時(shí)可在所述磁力平衡彈簧的作用下保持在遠(yuǎn)離所述靜鐵芯的位置處。
[0009]所述定位器有兩個(gè)，分別設(shè)于所述線圈兩端的一定距離處，當(dāng)所述線圈通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向其中一個(gè)所述定位器移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)；當(dāng)所述線圈反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向另一個(gè)所述定位器移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)。
[0010]所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的一端套設(shè)有磁力平衡彈簧，所述磁力平衡彈簧的兩端分別固設(shè)于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯和所述磁助力電磁鐵機(jī)架上。
[0011]所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的兩端分別套設(shè)有磁力平衡彈簧，所述兩個(gè)磁力平衡彈簧分別被限位于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯和兩個(gè)所述定位器之間。
[0012]該磁助力電磁鐵還包括跳步定位器，與所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯固定連接，或一體成型于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯上，所述跳步定位器包括跳步頂桿和帶有跳步限位槽的Z字型結(jié)構(gòu)，所述跳步頂桿和所述跳步限位槽相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的三個(gè)工作位置的定位。
[0013]該磁助力電磁鐵還包括跳步定位器，與所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯固定連接，或一體成型于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯上，所述跳步定位器包括跳步頂桿和帶有跳步限位槽的兩個(gè)以上Z字型串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述跳步頂桿和所述跳步限位槽相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的四個(gè)以上工作位置的定位。
[0014]所述Z字型串聯(lián)結(jié)構(gòu)還設(shè)有跳步返回槽，該跳步返回槽可使所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯自最終工作位置直接返回起始工作位置。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果包括:因使用了定位器和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，本發(fā)明的磁助力電磁鐵可受控獲得兩個(gè)以上工作位置(也即具有雙向功能)，故擴(kuò)展了電磁鐵的使用范圍；且在工作位置正常工作時(shí)無需持續(xù)供電，僅需短暫的脈沖供電即可，故節(jié)電效果顯著。此外，該磁助力電磁鐵還具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]優(yōu)選方案中，由于采用了跳步定位器，因而能夠獲得更多個(gè)工作位置，從而具有更加廣泛的應(yīng)用范圍及更進(jìn)一步的節(jié)能效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖1B是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】一的變形方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3A和3B分別是圖2實(shí)施例中進(jìn)一步包括兩個(gè)和一個(gè)磁力平衡彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5A、5B和5C分別是圖4實(shí)施例中跳步限位器的三種不同狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是具有四個(gè)工作位置的跳步限位器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7是具有返回槽的跳步限位器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]常用推拉式電磁鐵，是由螺旋管式線圈、動鐵芯和靜鐵芯組成。當(dāng)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生電磁場，使得動鐵芯和靜鐵芯感應(yīng)產(chǎn)生磁性，動鐵芯受磁力作用移動，以帶動所需物。動鐵芯和靜鐵芯是用剩磁少的軟鐵制作，不能用電磁場消失后，仍然保留有剩余磁場(被磁化)的鋼來制作。它還有一個(gè)特點(diǎn)，就是線圈通電時(shí)，不論哪端接正極，它的動鐵芯都是在電磁場作用下向靜鐵芯移動。
[0026]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和以上技術(shù)偏見，提供了一種磁助力電磁鐵，包括線圈，還包括由軟鐵制成的至少一個(gè)定位器，和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，所述定位器距離所述線圈的一個(gè)端部一定距離處設(shè)置，所述動鐵芯可在所述線圈通電時(shí)向所述定位器移動并與之吸合，在所述線圈斷電時(shí)與所述定位器保持吸合狀態(tài)。
[0027]其中，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯可以是在動鐵芯至少部分表面或端頭貼設(shè)永磁體，或在動鐵芯內(nèi)部插入永磁體，或在開設(shè)凹槽的動鐵芯上嵌入永磁體，或整個(gè)動鐵芯本身采用永磁體制成。所述永磁體可以是合金永磁材料制成，譬如磁鋼等，也可以是鐵氧體材料制成。
[0028]前述已經(jīng)寬泛地闡述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)勢，以便能夠更好地理解本發(fā)明的詳細(xì)描述。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢將在以下描述。
[0029]下面對照附圖1A-7，并結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0030]實(shí)施例一:
[0031]如圖1A所示，所述定位器為靜鐵芯2，也就是說，用靜鐵芯2充當(dāng)所述定位器。所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的一端套設(shè)有磁力平衡彈簧4，當(dāng)所述線圈I通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3向所述靜鐵芯2移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)，該吸合狀態(tài)為磁助力電磁鐵的一個(gè)工作位置。此時(shí)，所示磁力平衡彈簧4處于壓縮狀態(tài)，儲存彈性勢能。當(dāng)所述線圈I反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3向遠(yuǎn)離所述靜鐵芯2的方向移動，所示磁力平衡彈簧4釋放(或部分釋放)其彈性勢能，則所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3可在所述磁力平衡彈簧4的作用下保持在遠(yuǎn)離所述靜鐵芯2的位置處，該位置為磁助力電磁鐵的另一個(gè)工作位置，斷電時(shí)仍保持此狀態(tài)。
[0032]本實(shí)施例中，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3是在普通動鐵芯表面貼設(shè)或嵌入永磁體5而成。但并不排除將整個(gè)動鐵芯設(shè)為永磁體的方式，也不排除以其它方式(如前文所述)將動鐵芯制成局部為永磁體的結(jié)構(gòu)。
[0033]此外，還可如圖1B所示，將永磁體貼置于動鐵芯3的外端。
[0034]實(shí)施例二:
[0035]如圖2所示，所述定位器有兩個(gè)，為第一定位器21和第二定位器22，分別設(shè)于所述線圈I兩端的一定距離處，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯被限位于兩個(gè)所述定位器之間。當(dāng)所述線圈I通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3向其中一個(gè)所述定位器(譬如第一定位器21)移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)；當(dāng)所述線圈I反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3向另一個(gè)所述定位器(譬如第二定位器22)移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)。本實(shí)施例中，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3也可以整體為永磁體。
[0036]如圖3A所示，本實(shí)施例還可選擇性的包括以下技術(shù)特征:所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3 (貼設(shè)或嵌入設(shè)置有磁鋼5)的一端或兩端分別套設(shè)有磁力平衡彈簧41、42。當(dāng)線圈I通電使得動鐵芯3右移，磁鋼5與第二定位器22相吸合，切斷線圈的電源后停留在右側(cè)，此時(shí)，左側(cè)磁力平衡彈簧41被壓縮，而當(dāng)線圈I通電極性改變時(shí)，動鐵芯3向左側(cè)方向移動，由于加有的左側(cè)磁力平衡彈簧41處于壓縮狀態(tài)，它將對動鐵芯3左移作出貢獻(xiàn)，作為永磁體的磁鋼5與第二定位器22脫離，則此時(shí)，線圈I產(chǎn)生的電磁力加上磁力平衡彈簧的彈力，只要大于磁鋼5與定位器之間的吸合力，就可以開始移動，可見電磁力的需要比普通只是采用軟鐵做成的動鐵芯減少許多，也就是進(jìn)一步節(jié)省了電源的功率。當(dāng)動磁鐵3在電磁力作用下左移到磁鋼5與左定位器21相吸合時(shí)，就保持停留在左側(cè)了，右側(cè)磁力平衡彈簧42處于壓縮狀態(tài)。可見，這兩個(gè)外加的磁力平衡彈簧可以平衡部分電磁力，使得線圈I耗電進(jìn)一步減少，電磁鐵3推拉的靈敏度提高。在同樣電力消耗情況下，本發(fā)明的磁助力電磁鐵可具有更長的行程。
[0037]如圖3B所示，另外，也可以采用一個(gè)彈簧起到以上雙彈簧的功能:將磁力平衡彈簧4的兩端分別固定在線圈I所在的支架上(如圖中第一彈簧固定點(diǎn)81)和動鐵芯3的一端(如圖中第二彈簧固定點(diǎn)82)，磁力平衡彈簧4壓縮和張開，在外力取消后，都會恢復(fù)原來的狀態(tài)，起到如上例相同的功能。
[0038]實(shí)施例三:
[0039]本實(shí)施例為前述實(shí)施例二中圖3B對應(yīng)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，具體而言，如圖4所示，本實(shí)施例的磁助力電磁鐵還包括跳步定位器6，與所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3固定連接，或一體成型于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3上，所述跳步定位器6包括跳步頂桿61和帶有跳步限位槽62的Z字型結(jié)構(gòu)，所述跳步頂桿61和所述跳步限位槽62相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯3的三個(gè)限位點(diǎn)(各自對應(yīng)一個(gè)工作位置)的定位。
[0040]其中，所述帶有跳步限位槽62的Z字型結(jié)構(gòu)也可以是兩個(gè)以上Z字型的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖6所示。如此，則可改變跳步限位槽62的拐角數(shù)量，實(shí)現(xiàn)四個(gè)限位點(diǎn)(工作位置)，增加跳步限位槽62的Z字型的數(shù)量，就可以實(shí)現(xiàn)五個(gè)限位點(diǎn)(工作位置)乃至更多個(gè)工作位置。
[0041]如圖4、圖5A、圖5B和圖5C所示，當(dāng)動鐵芯3向左方式移動時(shí)，跳步定位器6隨之向左方向移動，跳步頂桿61沿跳步限位槽62到限位點(diǎn)6202被限定，而動鐵芯3被停止(如圖5A)，在彈簧的作用下，動鐵芯3被稍加拉向右方。由于跳步頂桿61及跳步限位槽62的結(jié)構(gòu)，則只能沿著跳步限位槽62由限位點(diǎn)6202移向限位點(diǎn)6203處，此時(shí)動鐵芯被停在限位點(diǎn)6203(如圖5B)，斷電保持在限位點(diǎn)6023的位置，在下一次線圈通電時(shí)，動鐵芯3繼續(xù)向左方向移動，則此時(shí)跳步頂桿61沿跳步限位槽62從限位點(diǎn)6203改為限位點(diǎn)6204，而動鐵芯3的磁鋼5與定位器吸合，則保持了動鐵芯3停留在左端。同樣，當(dāng)線圈通電方向改變使得動鐵芯3向右移動時(shí)，跳步頂桿61又從限位點(diǎn)6204、限位點(diǎn)6203、限位點(diǎn)6202再到限位點(diǎn)6201。這樣就實(shí)現(xiàn)了磁助力電磁鐵的動鐵芯可以處于左、中、右三個(gè)位置，也就是電磁鐵的輸出狀態(tài)為三位置。
[0042]實(shí)施例四:
[0043]本實(shí)施例與實(shí)施例三的主要區(qū)別如圖7所示，所述Z字型串聯(lián)結(jié)構(gòu)還設(shè)有跳步返回槽7 (圖中以虛線表示)，該跳步返回槽7兩端分別連接所述跳步限位槽62的起始工作位置和最終工作位置，可使所述跳步頂桿61自最終工作位置直接返回起始工作位置。當(dāng)動鐵芯3向左移動到頂點(diǎn)時(shí)，改變線圈的通電極性，動鐵芯3將向右方移動，此時(shí)在限位槽62內(nèi)的跳步頂桿將沿著虛線的跳步返回槽7移動，則動鐵芯3將直接返回右側(cè)，中間沒有停留。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，對以上描述做出眾多變通是可能的，所以實(shí)施例僅是用來描述一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方式。
[0045]盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實(shí)施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施例及其等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種磁助力電磁鐵，包括線圈，其特征在于:還包括由軟鐵制成的至少一個(gè)定位器，和至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯，所述定位器距離所述線圈的端部一定距離處設(shè)置，所述動鐵芯可在所述線圈通電時(shí)向所述定位器移動并與之吸合，在所述線圈斷電時(shí)與所述定位器保持吸合狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯是在動鐵芯至少部分表面貼設(shè)永磁體，或在動鐵芯內(nèi)部插入永磁體，或在開設(shè)凹槽的動鐵芯上嵌入永磁體，或整個(gè)動鐵芯本身采用永磁體制成。
3.如權(quán)利要求1所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述定位器為靜鐵芯，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的遠(yuǎn)離所述靜鐵芯的一端套設(shè)有磁力平衡彈簧，當(dāng)所述線圈通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向所述靜鐵芯移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)；當(dāng)所述線圈反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向遠(yuǎn)離所述靜鐵芯的方向移動，斷電時(shí)可在所述磁力平衡彈簧的作用下保持在遠(yuǎn)離所述靜鐵芯的位置處。
4.如權(quán)利要求1所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述定位器有兩個(gè)，分別設(shè)于所述線圈兩端的一定距離處，當(dāng)所述線圈通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向其中一個(gè)所述定位器移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)；當(dāng)所述線圈反向通電時(shí)，所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯向另一個(gè)所述定位器移動并與之吸合，斷電時(shí)保持吸合狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的一端套設(shè)有磁力平衡彈簧，所述磁力平衡彈簧的兩端分別固設(shè)于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯和所述磁助力電磁鐵機(jī)架上。
6.如權(quán)利要求4所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的兩端分別套設(shè)有磁力平衡彈簧，所述兩個(gè)磁力平衡彈簧分別被限位于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯和兩個(gè)所述定位器之間。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的磁助力電磁鐵,其特征在于:該磁助力電磁鐵還包括跳步定位器，與所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯固定連接，或一體成型于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯上，所述跳步定位器包括跳步頂桿和帶有跳步限位槽的2字型結(jié)構(gòu)，所述跳步頂桿和所述跳步限位槽相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的三個(gè)工作位置的定位。
8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:該磁助力電磁鐵還包括跳步定位器，與所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯固定連接，或一體成型于所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯上，所述跳步定位器包括跳步頂桿和帶有跳步限位槽的兩個(gè)以上2字型串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述跳步頂桿和所述跳步限位槽相互配合，可實(shí)現(xiàn)所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯的四個(gè)以上工作位置的定位。
9.如權(quán)利要求7所述的磁助力電磁鐵，其特征在于:所述2字型串聯(lián)結(jié)構(gòu)還設(shè)有跳步返回槽，該跳步返回槽可使所述至少局部設(shè)為永磁體的動鐵芯自最終工作位置直接返回起始工作位置。
【文檔編號】H01F7/122GK104392822SQ201410346101
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】林威廉 申請人:林威廉