轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，包括：穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過傳動(dòng)組件(901)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件(902)；在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸未加電時(shí)，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使得動(dòng)作執(zhí)行組件(902)保持在第一穩(wěn)態(tài)位置；在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸加電后，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)組件(901)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件(902)由第一穩(wěn)態(tài)位置移動(dòng)至第二穩(wěn)態(tài)位置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，體積小、部件少，斷電保持，因此可靠性較高，且能夠通過轉(zhuǎn)向齒輪等部件的作用，將自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸輸出的力的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并可以通過合頁(yè)形式，使得自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)擋板，可應(yīng)用于開關(guān)、光強(qiáng)控制、閥門等需要兩個(gè)工位位置切換的驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】
轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，具體地，涉及轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器。
【背景技術(shù)】
[0002]—般的電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如電磁閥、電磁鎖等等)，通常有通斷或者開關(guān)兩種狀態(tài)。例如，名稱為“一種雙穩(wěn)態(tài)永磁操作機(jī)構(gòu)的控制電路”的中國(guó)專利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?00710154528.4;公開號(hào)CN101399124A)，公開了一種自動(dòng)控制的操作機(jī)構(gòu)，具體說(shuō)是一種雙穩(wěn)態(tài)永磁操作機(jī)構(gòu)的控制電路。包括永磁操作機(jī)構(gòu)和連接在永磁操作機(jī)構(gòu)脈沖線圈上的脈沖信號(hào)控制電路，脈沖信號(hào)控制電路包括分閘儲(chǔ)能電路、合閘儲(chǔ)能電路、分閘接觸開關(guān)、合閘接觸開關(guān)，通過分閘接觸開關(guān)和合閘接觸開關(guān)將永磁操作機(jī)構(gòu)脈沖線圈連接在電路中，使之在合閘時(shí)串聯(lián)使用，分閘時(shí)并聯(lián)使用。這樣降低了合閘前期機(jī)件偏高的運(yùn)行速度，有利于降低合閘噪音并延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命;提高了分閘初期的剛分速度，有利于降低分閘電弧的產(chǎn)生。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，較易發(fā)生故障等不足之處，因此有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，包括:穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)組件、動(dòng)作執(zhí)行組件；
[0006]穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過傳動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件；
[0007]在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸未加電時(shí)，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使得動(dòng)作執(zhí)行組件保持在第一穩(wěn)態(tài)位置；
[0008]在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸加電后，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件由第一穩(wěn)態(tài)位置移動(dòng)至第二穩(wěn)態(tài)位置。
[0009]優(yōu)選地，所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸包括:轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子、驅(qū)動(dòng)體電磁線圈、轉(zhuǎn)盤、永磁體；
[0010]驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的軸向平行于轉(zhuǎn)盤的法向；
[0011]驅(qū)動(dòng)體電磁線圈安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的一者，轉(zhuǎn)盤安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的另一者；
[0012]轉(zhuǎn)盤的部分區(qū)域由永磁體構(gòu)成；
[0013]驅(qū)動(dòng)體電磁線圈與永磁體相互作用形成磁路結(jié)構(gòu)；
[0014]轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子分別為套筒、中心軸。
[0015]優(yōu)選地，傳動(dòng)組件包括連接桿；
[0016]穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子的兩端分別通過不同的連接桿緊固連接動(dòng)作執(zhí)行組件。
[0017 ]優(yōu)選地，傳動(dòng)組件包括換向齒輪、齒條或皮帶輪；
[0018]穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過換向齒輪、齒條或皮帶輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件。
[0019]優(yōu)選地，動(dòng)作執(zhí)行組件包括合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置，其中，所述合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置以穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為旋轉(zhuǎn)軸。
[0020]優(yōu)選地，傳動(dòng)組件包括擋板；
[0021]-當(dāng)傳動(dòng)組件位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件位于第二穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物;或者
[0022]-當(dāng)傳動(dòng)組件位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物。
[0023]優(yōu)選地，永磁體為半圓形、圓形、矩形、三角形或者梯形。
[0024]優(yōu)選地，多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈在同一周向或多個(gè)周向上均勻或非均勻分布;轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)永磁體沿周向均勻或非均勻布置，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的數(shù)量為永磁體數(shù)量的N倍，其中，N為正整數(shù)；
[0025]驅(qū)動(dòng)體電磁線圈用于驅(qū)使轉(zhuǎn)盤相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)于所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量最大值的角度；
[0026]所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸還包括如下任一種或任多種裝置:
[0027]-扭簧，所述扭簧的兩端分別固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子上，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供阻尼；
[0028]-密封在套筒與中心軸之間空腔內(nèi)的磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒或者軟磁顆粒，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性；
[0029]-密封在套筒與中心軸之間空腔內(nèi)的囊狀阻尼體，所述囊狀阻尼體為一空間囊狀體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充磁性介質(zhì)，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性；
[0030]-阻尼控制驅(qū)動(dòng)體，所述阻尼控制驅(qū)動(dòng)體為電磁發(fā)生裝置，安裝在套筒和中心軸之間的腔體中，用于施加能量使磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒、軟磁顆?；蛘吣覡钭枘狍w內(nèi)磁性介質(zhì)匯聚在能量施加方向以產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的剪切力。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0032]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，體積小、部件少，斷電保持，因此可靠性較高。
[0033]2、本實(shí)用新型能夠通過轉(zhuǎn)向齒輪等部件的作用，將自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸輸出的力的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0034]3、本實(shí)用新型可以通過合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置形式，使得自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)擋板。
[0035]4、本實(shí)用新型應(yīng)用范圍廣泛，可應(yīng)用于開關(guān)、光強(qiáng)控制、閥門等需要兩個(gè)工位位置切換的驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，例如可以控制汽車大燈近光、遠(yuǎn)光之間的切換驅(qū)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0036]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0037]圖1、圖2為本實(shí)用新型提供的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器處于不同穩(wěn)態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖3為本實(shí)用新型中穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0039]圖4、圖5分別為驅(qū)動(dòng)體電磁線圈與永磁體對(duì)齊與錯(cuò)位時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6、圖7、圖8、圖9為本實(shí)用新型穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸中不同數(shù)量的永磁體和不同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的陣列擴(kuò)展形式示意圖；
[0041]圖10為本實(shí)用新型穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸中采用扭簧產(chǎn)生阻尼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖11、圖12、圖13為本實(shí)用新型穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸三種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。其中，圖11為套筒固定，中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖12為中心軸固定，套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，圖13為內(nèi)套筒固定，外套筒和中心軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0043]圖14、圖15為本實(shí)用新型產(chǎn)生主動(dòng)阻尼的原理演示圖；其中，圖14為阻尼控制驅(qū)動(dòng)體未勵(lì)磁的情況，圖15為阻尼控制驅(qū)動(dòng)體勵(lì)磁工作的情況。
[0044]圖中:
[0045]901-傳動(dòng)組件
[0046]902-動(dòng)作執(zhí)行組件
[0047]903-連接桿
[0048]904-光源(或者流體源)
[0049]1-中心軸
[0050]2-驅(qū)動(dòng)體電磁線圈[0051 ]3-轉(zhuǎn)盤
[0052]4-永磁體
[0053]5-扭簧
[0054]6-套筒
[0055]7-線圈支撐框架
[0056]8-支撐軸承
[0057]9-內(nèi)套筒
[0058]I O-磁性介質(zhì)
[0059]11-阻尼控制驅(qū)動(dòng)體
[0060]12-填充磁性介質(zhì)的囊狀體
【具體實(shí)施方式】
[0061 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0062]如圖1、圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，包括:穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)組件901、動(dòng)作執(zhí)行組件902 ；穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過傳動(dòng)組件901驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件902;在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸未加電時(shí)，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使得動(dòng)作執(zhí)行組件902保持在第一穩(wěn)態(tài)位置;在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸加電后，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)組件901驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件902由第一穩(wěn)態(tài)位置移動(dòng)至第二穩(wěn)態(tài)位置。具體地，傳動(dòng)組件901包括連接桿903;穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子的兩端分別通過不同的連接桿903緊固連接動(dòng)作執(zhí)行組件902。而在變化例中，傳動(dòng)組件901可以包括換向齒輪、齒條或皮帶輪，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過換向齒輪、齒條或皮帶輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件902;動(dòng)作執(zhí)行組件902包括合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置，其中，所述合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置以穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為旋轉(zhuǎn)軸。
[0063]在優(yōu)選例中，傳動(dòng)組件901包括擋板；
[0064]-當(dāng)傳動(dòng)組件901位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件901位于第二穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物;或者
[0065]-當(dāng)傳動(dòng)組件901位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件901位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物。
[0066]在圖1、圖2中，所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸中包含了多組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2和永磁體4，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍還包括了穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸中僅包含一組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈和永磁體的相應(yīng)技術(shù)方案。具體地，在圖1、圖2示出的實(shí)施例的變化例中，所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸中可以僅包含一組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈和永磁體，從而使得結(jié)果簡(jiǎn)單。其中，所述一組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈和永磁體可以是指I個(gè)永磁體與I個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的組合，在此組合中，初始時(shí)永磁體與驅(qū)動(dòng)體電磁線圈之間的錯(cuò)位，即永磁體沒有處于磁路結(jié)構(gòu)中磁通量最大值處，當(dāng)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈加電后，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈驅(qū)使永磁體移動(dòng)至磁路結(jié)構(gòu)中磁通量最大值處，在驅(qū)動(dòng)體電磁線圈失電后，永磁體在復(fù)位扭簧的作用下回復(fù)至初始位置;所述一組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2和永磁體4當(dāng)然也可以是指I個(gè)永磁體與多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的組合，或者多個(gè)永磁體與I個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的組合。進(jìn)一步地，當(dāng)需要獲取更大的驅(qū)動(dòng)力或者更大的驅(qū)動(dòng)角度時(shí)，可以采用多組驅(qū)動(dòng)體電磁線圈和永磁體串聯(lián)的方式，即如圖1、圖2所示的方式。
[0067]在本實(shí)用新型中，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈可以替換為永磁體，且永磁體可以替換為電磁線圈；在本實(shí)用新型中，也可以保留驅(qū)動(dòng)體電磁線圈不變，單獨(dú)將永磁體替換為電磁線圈。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，這種簡(jiǎn)單的替換方式均屬于基本相同的技術(shù)手段、解決了基本相同的技術(shù)問題、獲得了基本相同的技術(shù)效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，因此自然落入了等同侵權(quán)的保護(hù)范圍。
[0068]在優(yōu)選例中，對(duì)所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型提供的穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，包括:轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子、驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2、轉(zhuǎn)盤3、永磁體4 ；
[0069]所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸可以包括若干個(gè)(即一個(gè)或多個(gè))驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2。所述若干個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2和轉(zhuǎn)盤3相對(duì)同一轉(zhuǎn)軸線L設(shè)置。轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)軸可以與該轉(zhuǎn)軸線L重疊，也可以不與該轉(zhuǎn)軸線L重疊。當(dāng)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，該驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的轉(zhuǎn)軸不與該轉(zhuǎn)軸線L重疊。當(dāng)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，這些驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2構(gòu)成電磁線圈組體;若電磁線圈組體中的各個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2在周向上均布，則該電磁線圈組體的轉(zhuǎn)軸優(yōu)選地與轉(zhuǎn)軸線L重疊，當(dāng)然在非優(yōu)選情況下也可以不重疊;若電磁線圈組體中的各個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2集中布置在周向某一段內(nèi)，則該電磁線圈組體的轉(zhuǎn)軸優(yōu)選地與轉(zhuǎn)軸線L不重疊。
[0070]所述驅(qū)動(dòng)體電磁線圈采用空心電磁線圈、電磁鐵、帶磁軛的線圈，或者電磁線圈和例如工業(yè)純鐵、軟磁材料、非晶或納米晶材料等材料的組合。
[0071]驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的軸向平行于轉(zhuǎn)盤3的法向。驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的一者，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的另一者，也就是說(shuō)，可以是驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子，也可以是驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子；
[0072]如圖4所示，轉(zhuǎn)盤3的部分區(qū)域由永磁體4構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2與永磁體4相互作用形成磁路結(jié)構(gòu)。其中，所述轉(zhuǎn)盤3可以是由缺失扇形區(qū)域的非完整盤狀結(jié)構(gòu)與扇形永磁體4剛性連接組合形成完整的盤狀結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)盤3、永磁體4與中心軸I剛性連接。所述轉(zhuǎn)盤3可以為導(dǎo)磁材料，也可以為非導(dǎo)磁材料。上述永磁體4的形狀采用扇形是優(yōu)選情況，永磁體4的形狀還可以是圓形、矩形、三角形、梯形等規(guī)則形狀，還是可以不規(guī)則形狀，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0073]多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2在同一周向或多個(gè)周向上均勾分布，如圖6所不，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的數(shù)量可以為一個(gè)或者多個(gè);如圖6所示，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電磁線圈2之間在同一周向上均勻分布;如圖9所示，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電磁線圈2之間在兩個(gè)周向上分別均勻分布。轉(zhuǎn)盤3上的多個(gè)永磁體4同樣沿周向均勻布置，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的數(shù)量為永磁體4數(shù)量的N倍，其中，N為正整數(shù)，如圖6所示。而在變化例中，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2可以在周向上非均勻分布，轉(zhuǎn)盤3的永磁體4同樣可以在周向上非均勻分布。
[0074]所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸所包含的若干個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2，用于驅(qū)使轉(zhuǎn)盤3相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)于所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量最大值的角度。具體地，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2與轉(zhuǎn)盤3相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2與永磁體4之間相對(duì)面積的變化，引起所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量的變化。當(dāng)所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量達(dá)到最大值時(shí)，認(rèn)為單個(gè)的驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2或者由多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2構(gòu)成的電磁線圈組體與轉(zhuǎn)盤3上的永磁體處于對(duì)齊的角度位置關(guān)系。當(dāng)所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量未達(dá)到最大值時(shí)，認(rèn)為單個(gè)的驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2或者由多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2構(gòu)成的電磁線圈組體與轉(zhuǎn)盤3上的永磁體處于錯(cuò)位的角度位置關(guān)系。驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2的作用即包括將處于錯(cuò)位位置的轉(zhuǎn)盤3驅(qū)動(dòng)至對(duì)齊位置。
[0075]在第一優(yōu)選例中，如圖11所式，轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為中心軸I，轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子為套筒6。驅(qū)動(dòng)體電磁線圈安裝固定于套筒6的內(nèi)壁，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于中心軸I。
[0076]在第二優(yōu)選例中，如圖12所示，轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子為中心軸I，轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為套筒6。驅(qū)動(dòng)體電磁線圈安裝固定于中心軸I上的線圈支撐框架，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于套筒6的內(nèi)壁，并通過支撐軸承8套于中心軸I上。
[0077]在第三優(yōu)選例中，如圖13所示，轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為中心軸I與套筒6，轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子為位于中心軸I與套筒6之間的內(nèi)套筒9。轉(zhuǎn)盤3安裝固定在中心軸I與套筒6之間，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈2安裝于內(nèi)套筒9內(nèi)壁。
[0078]在第四優(yōu)選例中，如圖14所示，轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子為中心軸I，轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為套筒6。驅(qū)動(dòng)體電磁線圈安裝固定于中心軸I上的線圈支撐框架，轉(zhuǎn)盤3安裝固定于套筒6的內(nèi)壁，并通過支撐軸承8套于中心軸I上。轉(zhuǎn)盤3上設(shè)置有阻尼控制驅(qū)動(dòng)體11，在中心軸I與套筒6之間的空間內(nèi)設(shè)置有磁性介質(zhì)1和囊狀阻尼體12。其中，密封在套筒6與中心軸I之間空腔內(nèi)的磁性介質(zhì)10可以是磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆?；蛘哕洿蓬w粒，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性;密封在套筒6與中心軸I之間空腔內(nèi)的囊狀阻尼體12，所述囊狀阻尼體為一空間囊狀體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充磁性介質(zhì)10，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性;阻尼控制驅(qū)動(dòng)體11，所述阻尼控制驅(qū)動(dòng)體11安裝在套筒6和中心軸I之間的腔體中，用于控制磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒、軟磁顆?；蛘吣覡钭枘狍w內(nèi)磁性介質(zhì)10的分散情況。進(jìn)一步地，如圖14所示，根據(jù)本實(shí)用新型提供的穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸還包括扭簧5，所述扭簧5可以穿套在中心軸I上，也可以設(shè)置于其它位置。扭簧5的兩端分別固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子上，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供阻尼，即，扭簧5用于提供運(yùn)動(dòng)阻尼，增加轉(zhuǎn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性與可控性，并且，在驅(qū)動(dòng)體電磁線圈失電后，扭簧5可以起到復(fù)位的作用使轉(zhuǎn)盤3回復(fù)原位。
[0079]本實(shí)用新型的原理如下。
[0080]本實(shí)用新型提供的穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，通過驅(qū)動(dòng)體電磁線圈產(chǎn)生的勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)盤以及與轉(zhuǎn)盤剛性連接的定子或動(dòng)子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制，具體為，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈在通電后產(chǎn)生軸向上的磁力，當(dāng)通電的驅(qū)動(dòng)體電磁線圈與永磁體錯(cuò)位時(shí)，該磁力對(duì)永磁體的吸引力或者排斥力將生成剪切力，從而使得永磁體向磁通量最大的對(duì)齊角度位置轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)了轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間生產(chǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0081]進(jìn)一步地，通過阻尼控制驅(qū)動(dòng)體可以施加能量使磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒、軟磁顆粒或者囊狀阻尼體內(nèi)磁性介質(zhì)10匯聚在能量施加方向以產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的剪切力，從而控制轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子之間的阻尼特性，使得剪切力受阻減弱或者變大加強(qiáng)，以驅(qū)使或阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，阻尼控制驅(qū)動(dòng)體是可以產(chǎn)生需求強(qiáng)度的電磁發(fā)生裝置，阻尼控制驅(qū)動(dòng)體對(duì)磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒、軟磁顆粒等磁性介質(zhì)施加電磁能量。當(dāng)電磁發(fā)生裝置未激勵(lì)時(shí)，如圖14所示，磁性介質(zhì)均勻分布在中心軸與套筒的間隙內(nèi)，此時(shí)磁性介質(zhì)并未阻礙或明顯阻礙中心軸與套筒之間的轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電磁發(fā)生裝置激勵(lì)時(shí)，如圖15所示，均勻磁性介質(zhì)被匯聚于中心軸與套筒之間的間隙的某一狹小空間內(nèi)，此時(shí)磁性介質(zhì)的密度變大，相應(yīng)的剪切應(yīng)力也變大，從而對(duì)中心軸與套筒之間的轉(zhuǎn)動(dòng)造成明顯的阻礙，甚至可以鎖死中心軸與套筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0082]更為具體地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈較少(或線圈電流較小)時(shí)，適用于負(fù)載較小的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制；當(dāng)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈較多(或線圈電流較大)時(shí)，適用于負(fù)載較大的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制。當(dāng)永磁體為一個(gè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)小角度范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)控制，當(dāng)永磁體為多個(gè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)較大角度范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。通過對(duì)多個(gè)組合驅(qū)動(dòng)體電磁線圈的通斷電控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行精密控制。另外，通過對(duì)阻尼控制驅(qū)動(dòng)體的控制，可以實(shí)現(xiàn)裝置的主動(dòng)阻尼控制，進(jìn)一步增加了對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制的穩(wěn)定性和有效性。
[0083]本實(shí)用新型還提供了一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行方法，包括:設(shè)置穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)組件901、動(dòng)作執(zhí)行組件902;
[0084I穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過傳動(dòng)組件901驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件902;
[0085]在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸未加電時(shí)，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使得動(dòng)作執(zhí)行組件902保持在第一穩(wěn)態(tài)位置；
[0086]在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸加電后，使穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)組件901驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件902由第一穩(wěn)態(tài)位置移動(dòng)至第二穩(wěn)態(tài)位置。
[0087]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，包括:穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)組件(901)、動(dòng)作執(zhí)行組件(902)； 穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過傳動(dòng)組件(901)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件(902); 在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸未加電時(shí)，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使得動(dòng)作執(zhí)行組件(902)保持在第一穩(wěn)態(tài)位置； 在穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸加電后，穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)組件(901)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件(902)由第一穩(wěn)態(tài)位置移動(dòng)至第二穩(wěn)態(tài)位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸包括:轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子、驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)、轉(zhuǎn)盤(3)、永磁體(4); 驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)的軸向平行于轉(zhuǎn)盤(3)的法向； 驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的一者，轉(zhuǎn)盤(3)安裝固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子兩者中的另一者； 轉(zhuǎn)盤(3)的部分區(qū)域由永磁體(4)構(gòu)成； 驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)與永磁體(4)相互作用形成磁路結(jié)構(gòu)； 轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子分別為套筒(6)、中心軸(I)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，傳動(dòng)組件(901)包括連接桿(903); 穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子的兩端分別通過不同的連接桿(903)緊固連接動(dòng)作執(zhí)行組件(902)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，傳動(dòng)組件(901)包括換向齒輪、齒條或皮帶輪； 穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子通過換向齒輪、齒條或皮帶輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行組件(902)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，動(dòng)作執(zhí)行組件(902)包括合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置，其中，所述合頁(yè)結(jié)構(gòu)裝置以穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子為旋轉(zhuǎn)軸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，傳動(dòng)組件(901)包括擋板； -當(dāng)傳動(dòng)組件(901)位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件(901)位于第二穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物;或者 -當(dāng)傳動(dòng)組件(901)位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板不構(gòu)成光路的阻擋物，當(dāng)傳動(dòng)組件(901)位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(shí)，擋板構(gòu)成光路的阻擋物。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，永磁體(4)為半圓形、圓形、矩形、三角形或者梯形。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)模式的雙穩(wěn)態(tài)動(dòng)作執(zhí)行器，其特征在于，多個(gè)驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)在同一周向或多個(gè)周向上均勻或非均勻分布;轉(zhuǎn)盤(3)上的多個(gè)永磁體(4)沿周向均勻或非均勻布置，驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)的數(shù)量為永磁體(4)數(shù)量的N倍，其中，N為正整數(shù)； 驅(qū)動(dòng)體電磁線圈(2)用于驅(qū)使轉(zhuǎn)盤(3)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)于所述磁路結(jié)構(gòu)中磁通量最大值的角度； 所述穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸還包括如下任一種或任多種裝置: -扭簧(5)，所述扭簧(5)的兩端分別固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子、轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子上，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供阻尼； -密封在套筒(6)與中心軸(I)之間空腔內(nèi)的磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆?；蛘哕洿蓬w粒，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性； -密封在套筒(6)與中心軸(I)之間空腔內(nèi)的囊狀阻尼體，所述囊狀阻尼體為一空間囊狀體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充磁性介質(zhì)(10)，以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性； -阻尼控制驅(qū)動(dòng)體(11)，所述阻尼控制驅(qū)動(dòng)體(11)為電磁發(fā)生裝置，安裝在套筒(6)和中心軸(I)之間的腔體中，用于施加能量使磁流變液體、導(dǎo)磁性粉末顆粒、軟磁顆?；蛘吣覡钭枘狍w內(nèi)磁性介質(zhì)(10)匯聚在能量施加方向以產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸定子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的剪切力。
【文檔編號(hào)】H02K7/10GK205429962SQ201520953531
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日
【發(fā)明人】楊斌堂
【申請(qǐng)人】楊斌堂