專利名稱：恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)例如電磁閥、電磁鎖等，一般有通或斷兩種狀態(tài)，現(xiàn)有的電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)其處于工作狀態(tài)時(shí)必須持續(xù)通電，這樣耗電量大，同時(shí)發(fā)熱量也大，從而影響其它電子元件的使用壽命，使整體執(zhí)行器的使用壽命短。并且工作狀態(tài)下一旦斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及執(zhí)行器將會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種耗能小、安全性好、工作可靠的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其執(zhí)行器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電路、外殼、線圈、運(yùn)動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)電路與線圈相接，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，它還包括有恒磁鐵，運(yùn)動(dòng)件、外殼為導(dǎo)磁材料制成，恒磁鐵、線圈位于運(yùn)動(dòng)件與外殼之間，運(yùn)動(dòng)件與恒磁鐵、外殼形成閉合的磁回路，線圈通電后所產(chǎn)生的磁力大于恒磁鐵的磁力。
由于線圈通電后所產(chǎn)生的磁力大于恒磁鐵的磁力，驅(qū)動(dòng)電路給線圈通電使運(yùn)動(dòng)件克服恒磁鐵的磁力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，成穩(wěn)態(tài)后，運(yùn)動(dòng)件靠恒磁鐵所產(chǎn)生的磁力就能保持在穩(wěn)態(tài)的位置，而線圈無(wú)需繼續(xù)通電。由于線圈無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間通電，因此耗能小，基本不發(fā)熱，對(duì)其它電子元件無(wú)不良影響，安全性好、工作可靠。
本發(fā)明可與其它電子元件合裝成一體，制成一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行器，具體包括外罩、恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路以及譯碼電路，信號(hào)接收電路、譯碼電路以及恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電路順序電連接，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路以及譯碼電路合裝在外罩內(nèi)。
當(dāng)這種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行器具體為密碼恒磁電磁閥或密碼恒磁電磁鎖時(shí)，這種閥或鎖的接頭只有三個(gè)，兩個(gè)為電源接頭、一個(gè)為信號(hào)接收電路的輸入端。要打開這種閥或鎖除了電源線需供電外，還需信號(hào)接收電路的輸入端有一正確的輸入信號(hào)，這樣可防止偷盜者直接給閥或鎖的驅(qū)動(dòng)電路供電而啟動(dòng)閥或鎖，達(dá)到防偷盜的目的。
由于本發(fā)明所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的線圈具有耗電量小、發(fā)熱量低特點(diǎn)，與信號(hào)接收電路、譯碼電路以及恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路合裝在一起不會(huì)影響這些電路的正常工作以及使用壽命，從而使這種合裝成為可能。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明恒磁鐵與運(yùn)動(dòng)件的相對(duì)位置關(guān)系可以進(jìn)一步具體為恒磁鐵位于運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)的公共行程(如圖1所示的H)之間，最好固裝于運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)的公共行程的中部。所謂的公共行程是指在這段空間中始終有運(yùn)動(dòng)件存在，這樣運(yùn)動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的兩端點(diǎn)都能以最小的磁阻與恒磁鐵和外殼之間形成封閉的磁回路，磁通量大，運(yùn)動(dòng)件所受的吸合力最大，因而工作極為可靠；恒磁鐵的磁極方向與運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。恒磁鐵成對(duì)相隔運(yùn)動(dòng)件布置，每對(duì)相向布置的恒磁鐵的同磁極相對(duì)或者恒磁鐵為包圍著運(yùn)動(dòng)件的環(huán)狀磁鐵，內(nèi)外圈磁極相反；運(yùn)動(dòng)件的一端或兩端連有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿穿出外殼，導(dǎo)桿為非導(dǎo)磁材料制成。非導(dǎo)磁材料可以為鋁、銅、工程塑料等。
這樣由于恒磁鐵與線圈是沿軸向固裝在外殼內(nèi)，運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向又與之垂直，因而恒磁鐵不受振動(dòng)影響，磁性穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。恒磁鐵隔著運(yùn)動(dòng)件的磁極相同、導(dǎo)桿為非導(dǎo)磁材料制成，因而其磁回路只能是磁力線從磁極出發(fā)沿運(yùn)動(dòng)件軸向到外殼的端面再到外殼的側(cè)面回到磁極，而不能徑向穿過(guò)運(yùn)動(dòng)件沿外殼的側(cè)面形成回路，線圈通電時(shí)所產(chǎn)生的磁力線與恒磁鐵的磁力線的方向及運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向平行，因而線圈通電時(shí)使運(yùn)動(dòng)件內(nèi)部的磁通量發(fā)生變化，使運(yùn)動(dòng)件能沿軸向運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的線圈可以僅使用一個(gè)線圈也可由兩個(gè)線圈一第一線圈與第二線圈構(gòu)成，此時(shí)線圈與運(yùn)動(dòng)件的位置可以進(jìn)一步選擇為運(yùn)動(dòng)件在線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
要使運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)，線圈要能產(chǎn)生雙向磁極。
使用單線圈時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路給線圈通雙向電流來(lái)使線圈產(chǎn)生雙向磁極。
使用兩個(gè)線圈---第一線圈與第二線圈時(shí)，它們與驅(qū)動(dòng)電路的聯(lián)接方式有兩種，當(dāng)?shù)谝痪€圈與第二線圈的繞向相反時(shí)二者并聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路上，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路僅需產(chǎn)生單向電流；當(dāng)?shù)谝痪€圈與第二線圈的繞向相同時(shí)二者串聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路上，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生兩種電流，第一電流與第二電流的方向相反，一般為橋式電路。
本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于由于有了恒磁鐵，運(yùn)動(dòng)件能靠恒磁鐵保持?jǐn)唷_的位置，線圈無(wú)須長(zhǎng)時(shí)間通電，因此耗能小，基本不發(fā)熱，對(duì)其它電子元件無(wú)不良影響，安全性好、工作可靠。它可與其它電子元件合裝成一體，如譯碼電路或信號(hào)接收電路等，使閥本身就有防偷盜的功能；本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于由于恒磁鐵靜止布置，不受振動(dòng)影響，磁性穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。并且運(yùn)動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的兩端點(diǎn)都能以最小的磁阻與恒磁鐵和外殼之間形成封閉的磁回路，磁通量大，運(yùn)動(dòng)件所受的吸合力最大，因而工作極為可靠。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意2為圖1的A-A剖視3為本發(fā)明可產(chǎn)生雙向電流的驅(qū)動(dòng)電路4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意5為本發(fā)明最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意6為圖5的B-B剖視7為本發(fā)明最佳實(shí)施例運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意8為本發(fā)明與其它電子元件組成密碼恒磁電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖其中1運(yùn)動(dòng)件 11導(dǎo)桿 2恒磁鐵 3外殼 4線圈 41第一線圈42第二線圈 5驅(qū)動(dòng)電路 6譯碼電路 7外罩 8信號(hào)接收電路具體實(shí)施方式
下面結(jié)合視圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述如圖1、圖2所示，實(shí)施例1，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電路5、外殼3、線圈4、運(yùn)動(dòng)件1、恒磁鐵2，驅(qū)動(dòng)電路5與線圈4相接，運(yùn)動(dòng)件1與外殼3為導(dǎo)磁材料制成，線圈4與恒磁鐵2在外殼3與運(yùn)動(dòng)件1之間，并沿軸向固定在外殼3內(nèi)，恒磁鐵2固裝于運(yùn)動(dòng)件1雙向運(yùn)動(dòng)的公共行程H中部，一對(duì)恒磁鐵2的磁極沿徑向布置，與運(yùn)動(dòng)件1的運(yùn)動(dòng)方向垂直，且相同磁極相對(duì)。運(yùn)動(dòng)件1有一端穿出外殼3，穿出的部分為導(dǎo)桿11，它是由鋁材料制成。線圈4通電后所產(chǎn)生的磁力大于恒磁鐵的磁力，運(yùn)動(dòng)件1在短時(shí)間通電的線圈4所產(chǎn)生的磁力帶動(dòng)下在外殼3內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并在線圈4不通電時(shí)與恒磁鐵2、外殼形成閉合的磁回路。
如圖3所示，橋式驅(qū)動(dòng)電路5可產(chǎn)生兩種電流，第一電流與第二電流的方向相反。當(dāng)外部電路給C端一個(gè)正電壓，T5被導(dǎo)通，因此T1、T2導(dǎo)通，使電路輸出S1、S2輸出正電流；當(dāng)外部電路給D端一個(gè)正電壓，T6被導(dǎo)通，因此T3、T4導(dǎo)通，使電路輸出端S1、S2輸出反向電流。有一穩(wěn)壓二極管與線圈的輸入端S1、S2并聯(lián)，對(duì)線圈電流被切斷時(shí)所產(chǎn)生的瞬間高電壓進(jìn)行卸荷。
如圖4所示，實(shí)施例2，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的線圈4是由第一線圈41與第二線圈42組成，恒磁鐵2在第一線圈41與第二線圈42之間。運(yùn)動(dòng)件1的兩端均穿出外殼3，穿出的部分為導(dǎo)桿11，它是由工程塑料制成，第一線圈41與第二線圈42的繞向相反并聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路5上，驅(qū)動(dòng)電路只要產(chǎn)生單向電流，就能使運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)。其余未述部分與上例相同。
如圖5、圖6所示，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電磁閥，內(nèi)有兩個(gè)線圈---第一線圈41與第二線圈42，恒磁鐵2在第一線圈41與第二線圈42之間。運(yùn)動(dòng)件1的兩端均穿出外殼3，穿出的部分為導(dǎo)桿11，它是由銅材料制成，第一線圈41與第二線圈42的繞向相同串聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路5上，驅(qū)動(dòng)電路5產(chǎn)生兩種電流，第一電流與第二電流的方向相反。其余未述部分與實(shí)施例1相同。
其工作原理為當(dāng)電磁閥處于如圖所示的開啟狀態(tài)時(shí)，恒磁鐵與外殼的上端之間無(wú)間隙即無(wú)磁隙，磁阻最小，而此時(shí)下端磁隙最大，磁阻也最大，所以恒磁鐵發(fā)出的磁力線B1大多由上端形成磁回路。此時(shí)給串接的線圈一個(gè)正電壓，根據(jù)右手定律線圈產(chǎn)生了與現(xiàn)有恒磁鐵所產(chǎn)生的磁回路相反的磁力線B2，根據(jù)左手定律該磁力線在運(yùn)動(dòng)件內(nèi)產(chǎn)生了逆時(shí)針?lè)较虻碾姕u流I，電渦流產(chǎn)生的渦流磁場(chǎng)B3方向與線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，使運(yùn)動(dòng)件受到一個(gè)反向推力，向下運(yùn)動(dòng)即朝關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)，隨著運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)件與外殼下端的間隙越來(lái)越小既磁隙越來(lái)越小，一旦運(yùn)動(dòng)件過(guò)了中線，如圖7所示，恒磁鐵所發(fā)出的磁力線由下端形成回路的磁阻小于由上端形成回路的磁阻，所以恒磁鐵的磁力線越來(lái)越多由下端形成回路，該磁力線在運(yùn)動(dòng)件內(nèi)的方向與運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向相同，故加速使運(yùn)動(dòng)件向下運(yùn)動(dòng)完成閉合動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明原理制成的電磁閥、電磁鎖等恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行器，可與其它電子元件合裝成一體，如圖8所示，一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，它包括外罩7、恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路8、譯碼電路6，信號(hào)接收電路8、譯碼電路6及恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電路5順序電連接，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路8與譯碼電路6合裝在外罩7內(nèi)，僅留三個(gè)接頭，V1、V2為驅(qū)動(dòng)電路和譯碼電路的電源接頭，P為信號(hào)接收電路8的信號(hào)輸入端，信號(hào)接收電路8將其傳給譯碼電路6，當(dāng)輸入的信號(hào)正確時(shí)，譯碼電路給驅(qū)動(dòng)電路5的C或D端頭一個(gè)高電平信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路給線圈供電。
權(quán)利要求
1.恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電路(5)、外殼(3)、線圈(4)、運(yùn)動(dòng)件(1)，驅(qū)動(dòng)電路(5)與線圈相接，其特征在于它還包括有恒磁鐵(2)，運(yùn)動(dòng)件(1)、外殼(3)為導(dǎo)磁材料制成，恒磁鐵(2)、線圈位于運(yùn)動(dòng)件(1)與外殼(3)之間，運(yùn)動(dòng)件(1)與恒磁鐵(2)、外殼形成閉合的磁回路，線圈(4)通電后所產(chǎn)生的磁力大于恒磁鐵的磁力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，恒磁鐵(2)固裝于運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)的公共行程之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，恒磁鐵(2)固裝于運(yùn)動(dòng)件雙向運(yùn)動(dòng)的公共行程的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，恒磁鐵(2)的磁極方向與運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向垂直，恒磁鐵成對(duì)相隔運(yùn)動(dòng)件布置，每對(duì)相向布置的恒磁鐵的同磁極相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，恒磁鐵(2)的磁極方向與運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向垂直，恒磁鐵為包圍著運(yùn)動(dòng)件的環(huán)狀磁鐵，內(nèi)外圈磁極相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電路(5)產(chǎn)生兩種電流，第一電流與第二電流的方向相反，運(yùn)動(dòng)件在線圈(4)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，線圈(4)是由第一線圈(41)與第二線圈(42)組成，它們與恒磁鐵(2)沿軸向固裝在外殼(3)內(nèi)，恒磁鐵(2)在第一線圈(41)與第二線圈(42)之間，運(yùn)動(dòng)件在線圈與恒磁鐵(2)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，第一線圈(41)與第二線圈(42)的繞向相反并聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路(5)上，驅(qū)動(dòng)電路(5)為其提供單向電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，第一線圈(41)與第二線圈(42)的繞向相同串聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)電路(5)上，驅(qū)動(dòng)電路(5)產(chǎn)生兩種電流，第一電流與第二電流的方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，運(yùn)動(dòng)件(1)有一端連有一導(dǎo)桿(11)，導(dǎo)桿(11)穿出外殼(3)，導(dǎo)桿(11)為非導(dǎo)磁材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，運(yùn)動(dòng)件(1)的兩端各連有一導(dǎo)桿(11)，導(dǎo)桿(11)穿出外殼(3)，導(dǎo)桿(11)為非導(dǎo)磁材料制成。
12.一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行器，其特征在于，它包括外罩(7)、恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路(8)以及譯碼電路(6)，信號(hào)接收電路(8)、譯碼電路(6)以及恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電路(5)順序電連接，恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)接收電路(8)以及譯碼電路(6)合裝在外罩(7)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是一種恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其執(zhí)行器。恒磁雙穩(wěn)態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電路、外殼、線圈、運(yùn)動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)電路與線圈相接，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，它還包括有恒磁鐵，運(yùn)動(dòng)件、外殼為導(dǎo)磁材料制成，恒磁鐵、線圈位于運(yùn)動(dòng)件與外殼之間，運(yùn)動(dòng)件與恒磁鐵、外殼形成閉合的磁回路，線圈通電后所產(chǎn)生的磁力大于恒磁鐵的磁力。本發(fā)明由于有了恒磁鐵，運(yùn)動(dòng)件能靠恒磁鐵保持?jǐn)啵_的位置，線圈無(wú)須長(zhǎng)時(shí)間通電，因此耗能小，基本不發(fā)熱，對(duì)其它電子元件無(wú)不良影響。且由于恒磁鐵靜止布置，磁性穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)；運(yùn)動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的兩端點(diǎn)都能以最小的磁阻與恒磁鐵和外殼之間形成封閉的磁回路，磁通量大，運(yùn)動(dòng)件所受的吸合力最大，因而工作極為可靠。
文檔編號(hào)F16K31/06GK1521773SQ0311280
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者吳經(jīng)奮 申請(qǐng)人:吳經(jīng)奮