專利名稱：一種可調(diào)式磁力彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及磁力彈簧，尤其涉及一種可調(diào)式磁力彈簧。
背景技術(shù)：
目前已有的彈簧大多是利用材料固有的彈性特性和幾何形狀制作而成， 一經(jīng)制成彈力大小便已確定。利用液氣壓縮原理制成的液體或氣體彈簧能改 變彈力大小，在使用過程中，存在有易泄漏、管路笨重、控制不精確、響應(yīng) 速度慢、使用、維修不方便等缺點。已有的磁力彈簧由于采用的結(jié)構(gòu)沒有充 分利用磁鐵的磁能量，也存在彈力小和彈力大小不能調(diào)節(jié)等缺點。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可調(diào)式磁力彈簧，其彈力大小可以調(diào)整、 控制。
一種可調(diào)式磁力彈簧，其中其包括一電控調(diào)節(jié)裝置和一裝載殼體，裝 載殼體內(nèi)設(shè)置有中空、管狀的激磁線圈，該激磁線圈與該電控調(diào)節(jié)裝置電連 接；-一動磁鐵、 一定磁鐵異性磁極相對設(shè)置在該激磁線圈的管狀內(nèi)腔中，該 激磁線圈的軸向長度大于動磁鐵、定磁鐵的同向總長度，定磁鐵固設(shè)于該激 磁線圈的一端部，動磁鐵上連接有一拉桿，拉桿遠離動、定磁鐵的端部穿出 裝載殼體。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中定磁鐵上相對動磁鐵的端面上設(shè)置有減震墊。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述裝載殼體內(nèi)，穿設(shè)拉桿的端部設(shè)置 有一套設(shè)在拉桿外周的碟形環(huán)套，碟形環(huán)套與所述激磁線圈之間還設(shè)置有一 串套在拉桿外周的墊環(huán)。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述的電控調(diào)節(jié)裝置包括一直流電源和 一可調(diào)電位器，該直流電源、可調(diào)電位器與所述的激磁線圈構(gòu)成串聯(lián)回路。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述裝載殼體為圓筒狀中空殼體，與所 述拉桿同軸向，其兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋上開有供拉桿穿過的拉桿孔； 所述的激磁線圈為直圓筒狀激磁線圈，與裝載殼體同軸向，其外徑與裝載殼 體內(nèi)徑匹配；所述動、定磁鐵均為兩端是磁極的圓柱狀，均設(shè)置為與激磁線 圈同軸向，并且兩者直徑與激磁線圈的內(nèi)徑相匹配。
一種可調(diào)式磁力彈簧，其中其包括一電控調(diào)節(jié)裝置和一裝載殼體，裝 載殼體內(nèi)設(shè)置有中空、管狀的激磁線圈，該激磁線圈與該電控調(diào)節(jié)裝置電連 接； 一動磁鐵、 一定磁鐵同性磁極相對設(shè)置在該激磁線圈的管狀內(nèi)腔中，該 激磁線圈的軸向長度大于動磁鐵、定磁鐵的同向總長度，定磁鐵固設(shè)于該激 磁線圈的一端部，動磁鐵上連接有一壓桿，壓桿遠離動、定磁鐵的端部穿出 裝載殼體。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中定磁鐵上相對動磁鐵的端面上設(shè)置有減震墊。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述裝載殼體內(nèi)，穿設(shè)壓桿的端部設(shè)置 有一套設(shè)在壓桿外周的碟形環(huán)套，碟形環(huán)套與所述激磁線圈之間還設(shè)置有一 串套在壓桿外周的墊環(huán)。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述的電控調(diào)節(jié)裝置包括一直流電源和 一可調(diào)電位器，該直流電源、可調(diào)電位器與所述的激磁線圈構(gòu)成串聯(lián)回路。
所述的可調(diào)式磁力彈簧，其中所述裝載殼體為圓筒狀中空殼體，與壓 桿同軸向，其兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋上開有供壓桿穿過的壓桿孔；所述 的激磁線圈為直圓筒狀激磁線圈，與裝載殼體同軸向，其外徑與裝載殼體內(nèi) 徑匹配；所述動、定磁鐵均為兩端是磁極的圓柱狀，均設(shè)置為與激磁線圈同 軸向，并且兩者直徑與激磁線圈的內(nèi)徑相匹配。
本實用新型采用上述技術(shù)方案將達到如下的技術(shù)效果
本實用新型的提供的一種設(shè)置有拉桿的可調(diào)式磁力彈簧是拉力型彈簧， 動、定磁鐵為異性磁極相對設(shè)置，根據(jù)異性磁極相吸的原理，動定磁鐵之間 具有引力，在將動、定磁鐵外設(shè)置的管狀激磁線圈里通上電流，激磁線圈的 管狀空間內(nèi)將具有磁場，用電控調(diào)節(jié)裝置控制電流的方向、電流大小，即可 相應(yīng)控制該磁場的磁極方向、磁場強度大小，若控制產(chǎn)生的磁場方向與動、 定磁鐵之間產(chǎn)生的磁場方向一致，將增加動定磁鐵之間的引力，而調(diào)整激磁 線圈里的電流大小，將使動定磁鐵之間的引力大小可控；同理，若控制產(chǎn)生 的磁場方向與動、定磁鐵之間產(chǎn)生的磁場方向相反，將減小動定磁鐵之間的 引力，而調(diào)整激磁線圈里流通的電流大小，即可控制動定磁鐵之間的引力大 ?。桓鶕?jù)上述原理，就可使該拉力型磁力彈簧的彈力根據(jù)需要進行調(diào)整。
本實用新型的提供的另一種設(shè)置有壓桿的可調(diào)式磁力彈簧是壓力型彈 簧，動、定磁鐵為同性磁極相對設(shè)置，根據(jù)同性磁極相斥的原理，動定磁鐵 之間具有排斥力，在將動、定磁鐵外設(shè)置的管狀激磁線圈里通上電流，激磁
線圈的管狀空間內(nèi)將具有磁場，用電控調(diào)節(jié)裝置控制電流的方向、電流大小， 即可相應(yīng)控制該磁場的磁極方向、磁場強度大小，若控制產(chǎn)生的磁場方向與 動、定磁鐵之間產(chǎn)生的磁場方向相同，將增加動定磁鐵之間的排斥力，而調(diào) 整激磁線圈里的電流大小，將使動定磁鐵之間的排斥力大小可控；同理，若 控制產(chǎn)生的磁場方向與動、定磁鐵之間產(chǎn)生的磁場方向相反，將減小動定磁 鐵之間的排斥力，而調(diào)整激磁線圈里流通的電流大小，即可控制動定磁鐵之 間的排斥力的大??；根據(jù)上述原理，就可使該壓力型磁力彈簧的彈力根據(jù)需 要進行調(diào)整。
綜上可見，上述兩種可調(diào)式磁力彈簧的結(jié)構(gòu)簡單，彈力可調(diào)范圍寬，調(diào) 節(jié)簡單、方便。

圖1為拉力型可調(diào)磁力彈簧主體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為壓力型可調(diào)磁力彈簧主體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為電控調(diào)節(jié)裝置的電路原理圖。
具體實施方式
實施例1:
一種可調(diào)式磁力彈簧，其包括彈簧主體和一電控調(diào)節(jié)裝置，其彈簧主體 的結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示，該彈簧主體包括一圓筒狀的中空裝載殼體2，裝載 殼體2兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋上開有供拉桿1穿過的拉桿孔；裝載殼體2 采用高磁導(dǎo)率磁性材料制成，用來屏蔽彈簧磁場和傳導(dǎo)磁力線， 一方面可防 止外部磁場干擾彈簧的磁場，另一方面可防止彈簧內(nèi)磁場干擾外界物體；裝
載殼體內(nèi)設(shè)置有直圓筒狀的激磁線圈8，與裝載殼體2同軸向，其外徑與裝載 殼體2內(nèi)徑匹配，該激磁線圈8電連接在與所述電控調(diào)節(jié)裝置上； 一動磁鐵4、 一定磁鐵5設(shè)置在該激磁線圈8的中空腔體內(nèi)，動磁鐵4、定磁鐵5均為圓柱 形，與激磁線圈8同軸向設(shè)置；動、定磁鐵4、 5為異性磁極相對設(shè)置(本實 施例中，定磁鐵5的N極與動磁鐵4的S極相對設(shè)置)，動磁鐵4遠離定磁鐵 5的一端端面上連接有一同軸向的拉桿1，該激磁線圈8的軸向長度大于動磁 鐵4、定磁鐵5的同向總長度；另外，動磁鐵4、定磁鐵5的直徑與激磁線圈 8的內(nèi)徑相配合，使定磁鐵5固設(shè)于該激磁線圈8內(nèi)的一端部，為便于動磁鐵 4靈活運動并同時減小由于與激磁線圈8的內(nèi)腔壁之間留有間隙而造成的漏 磁，動磁鐵4的外壁與激磁線圈8的內(nèi)腔壁之間的間隙小于0. 02mm。
拉桿l與裝載殼體2、激磁線圈8均為同軸向，拉桿1遠離動、定磁鐵4、 5的端部穿出裝載殼體2相應(yīng)端的端蓋10，用于連接拉力裝置，拉桿1用高 磁導(dǎo)率磁性材料制成，用于在運動時，減少磁阻；另外，定磁鐵5上相對動 磁鐵4的端面上設(shè)置有減震墊7，用于防止兩磁鐵4、 5相吸碰撞損壞。
該激磁線圈8的軸向長度設(shè)置為大于動磁鐵4、定磁鐵5的同向總長度，
因定磁鐵5固定，這樣，在該激磁線圈8的中空內(nèi)腔中留有供動磁鐵4前后 行走的行程空間6，在激磁線圈8得電產(chǎn)生磁場時，動、定磁鐵4、 5之間的 引力發(fā)生變化，若激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場與動、定磁鐵4、 5之間的磁場 同向，將增加動、定磁鐵4、 5之間的引力，拉動拉桿l需要更大的力，而調(diào) 整激磁線圈8內(nèi)流通的電流強度，即能夠改變激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場強 度，從而達到調(diào)整動、定磁鐵4、 5之間引力的作用，從而實現(xiàn)彈簧的功能； 同理，若激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場與動、定磁鐵4、 5之間的磁場反向，減 小動、定磁鐵4、 5之間的引力，拉動拉桿l需要更小的力，調(diào)整激磁線圈8 內(nèi)流通的電流強度，改變動、定磁鐵4、 5之間的引力，從而調(diào)整彈簧的彈力 大小。
此外，所述裝載殼體2內(nèi)，穿設(shè)拉桿1的端部設(shè)置有一個套設(shè)在拉桿外 周的碟形環(huán)套9，碟形環(huán)套9呈一端大、另一端小的碟形，開有穿過兩端面中 心的直孔，用于供拉桿1穿過，碟形環(huán)套9采用高導(dǎo)磁材料制成，用于降低 動、定磁鐵4、 5產(chǎn)生的磁場以及激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場中的磁路的磁阻； 環(huán)套9采用碟形，是為了進一步降低磁路的磁阻，利用其尖端的聚磁特性， 將磁性潤滑液吸引到碟形環(huán)套9的直徑較小端與拉桿1的表面，對拉桿1進 行潤滑，以減小摩擦系數(shù)；碟形環(huán)套9的中心直孔與拉桿1之間的間隙較佳 的是小于0.02mm，以減小兩者之間的漏磁，更進一步降低磁阻。
碟形環(huán)套9與所述激磁線圈8之間還設(shè)置有一個串套在拉桿外周的墊環(huán) 3， 一方面用于固定激磁線圈8，另一方面，可在動磁鐵4被拉桿1拉到極限
位置時，減緩沖擊力，保護彈簧不易損壞。
所述的電控調(diào)節(jié)裝置電路原理圖如圖3所示，其包括一直流電源E、 一可 調(diào)電位器W，直流電源E、可調(diào)電位器W與所述的激磁線圈8 (L)構(gòu)成串聯(lián)回 路，調(diào)節(jié)可調(diào)電位器W的阻值，即可改變激磁線圈8中的電流強度，從而達 到調(diào)整彈簧彈力大小的目的。該實施例磁力彈簧的電磁過程是動磁鐵4和定磁鐵5產(chǎn)生的磁路由定
磁鐵5的S極經(jīng)裝載殼體2 (高磁導(dǎo)率磁性材料)至裝載殼體2的端蓋和碟形 環(huán)套9的內(nèi)環(huán)窗，再傳至拉桿1圓軸到動磁鐵4的N極，在動磁鐵4的S極 和定磁鐵5的N極形成磁回路。為了選擇的磁路合理，磁阻小，使磁勢能絕 大多數(shù)都聚集在動磁鐵4與定磁鐵5的S極和N極之間，動磁鐵4、定磁鐵5 采用永磁材料，選用的剩磁范圍為0.5-1T，感應(yīng)矯頑力大于500 kA/m;裝載 殼體2和碟形環(huán)套9為軟磁材料，選用飽和磁感應(yīng)強度為1. 7-3 T的導(dǎo)磁材 料；拉桿1的截面積應(yīng)大于0. 5倍的動磁鐵4的磁路面積，飽和磁感應(yīng)強度 大于2T，矯頑力小于50A/m;碟形環(huán)套9的有效導(dǎo)磁路截面積應(yīng)大于拉桿1 的截面積的4-10倍；同時還應(yīng)考慮激磁線圈8產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，為避免軸 拉桿1出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，拉桿的橫截面積應(yīng)大于0. 8倍的動磁鐵4的截面積。 因為空氣的磁導(dǎo)率是導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率的幾萬分之一，所以該磁回路的漏磁 相當(dāng)小。拉桿l和碟形環(huán)套9雖然有小于0.02mm的間隙，但是一方面由于采 用導(dǎo)磁液體填充在拉桿1與碟形環(huán)套9間隙(磁液體飽和磁感應(yīng)強度為 0.2-0.3 T);另一方面拉桿1和碟形環(huán)套9間接觸面積大，因此兩者磁阻相 當(dāng)小。當(dāng)激磁線圈8內(nèi)通入直流電流后產(chǎn)生的磁場方向與動、定磁鐵4、 5產(chǎn) 生的磁場方向一致時，兩磁場強度疊加，增大了磁力，致使該磁力彈簧彈力 增大。
該磁力彈簧的工作原理是當(dāng)拉桿1在沒有外力的作用時，拉桿1在動 磁鐵4的磁力作用帶動下向定磁鐵5方向移動，而當(dāng)拉桿1被外設(shè)的拉力裝 置拉動，使動磁鐵4遠離定磁鐵5時，要克服兩個磁極間的吸引力；當(dāng)撤除 外力或外力減小時，由于吸引力的作用，動磁鐵4將復(fù)位或達到與外力平衡 的位置；當(dāng)激磁線圈8內(nèi)通入電流使其產(chǎn)生的磁場方向與動、定磁鐵4、 5產(chǎn) 生的磁場方向一致時，增大了磁場強度，致使磁力增大，拉動拉桿1所需的 外力也相應(yīng)增大，這就是彈力增大的原理；若需減小彈力，只需減小激磁線
圈8內(nèi)通入的產(chǎn)生磁場方向與動、定磁鐵4、 5產(chǎn)生的磁場方向相同的電流即 可。綜上可見，本實施例實現(xiàn)了利用已有技術(shù)，通過調(diào)節(jié)通入激磁線圈8中 的電流大小來調(diào)節(jié)彈力大小的目的
圖3是彈簧電控調(diào)節(jié)電路的原理圖，另外一種方案是可將可調(diào)電位器W 和電源E，換成開關(guān)電源進行電流大小的調(diào)節(jié)，還有一種方案是可以將直流電 源E換成可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，此時不需要可調(diào)電位器W，同樣能達到調(diào)節(jié)回 路中電流大小的目的。
實施例2:
一種可調(diào)式磁力彈簧，其包括彈簧主體和一電控調(diào)節(jié)裝置，其彈簧主體 的結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示，該彈簧主體包括一圓筒狀的中空裝載殼體2，裝載 殼體2兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋上開有供壓桿1穿過的壓桿孔；裝載殼體2 采用高磁導(dǎo)率磁性材料制成，用來屏蔽彈簧磁場和傳導(dǎo)磁力線， 一方面可防 止外部磁場干擾彈簧的磁場，另一方面可防止彈簧內(nèi)磁場干擾外界物體；裝 載殼體內(nèi)設(shè)置有直圓筒狀的激磁線圈8，與裝載殼體2同軸向，其外徑與裝載 殼體2內(nèi)徑匹配，該激磁線圈8電連接在與所述電控調(diào)節(jié)裝置上； 一動磁鐵4、 一定磁鐵5設(shè)置在該激磁線圈8的中空腔體內(nèi)，動磁鐵4、定磁鐵5均為圓柱 形，與激磁線圈8同軸向設(shè)置；動、定磁鐵4、 5為同極性磁極相對設(shè)置(本 實施例中，定磁鐵5的N極與動磁鐵4的N極相對設(shè)置)，動磁鐵4遠離定磁 鐵5的一端端面上連接有一同軸向的壓桿1，該激磁線圈8的軸向長度大于動 磁鐵4、定磁鐵5的同向總長度；另外，動磁鐵4、定磁鐵5的直徑與激磁線 圈8的內(nèi)徑相配合，使定磁鐵5固設(shè)于該激磁線圈8內(nèi)的一端部，為便于動 磁鐵4靈活運動并同時減小由于與激磁線圈8的內(nèi)腔壁之間留有間隙而造成 的漏磁，動磁鐵4的外壁與激磁線圈8的內(nèi)腔壁之間的間隙小于0. lmra。
壓桿1與裝載殼體2、激磁線圈8均為同軸向，壓桿1遠離動、定磁鐵4、 5的端部穿出裝載殼體2相應(yīng)端的端蓋10，用于連接壓力裝置，壓桿1用高
磁導(dǎo)率磁性材料制成，用于在運動時，減少磁阻；另外，定磁鐵5上相對動 磁鐵4的端面上設(shè)置有減震墊7，用于防止兩磁鐵4、 5相吸碰撞損壞。
該激磁線圈8的軸向長度設(shè)置為大于動磁鐵4、定磁鐵5的同向總長度， 因定磁鐵5固定，這樣，在該激磁線圈8的中空內(nèi)腔中留有供動磁鐵4前后 行走的行程空間6;在激磁線圈8得電產(chǎn)生磁場時，動、定磁鐵4、 5之間的 排斥力發(fā)生變化，若激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場與定磁鐵5的磁場同向，將 增加動、定磁鐵4、 5之間的排斥力，推壓該壓桿l需要更大的力，而調(diào)整激 磁線圈8內(nèi)流通的電流強度，即能夠改變激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場強度， 從而達到調(diào)整動、定磁鐵4、 5之間排斥力的作用，從而實現(xiàn)彈簧的功能；同 理，若激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場與定磁鐵5的磁場反向，將減小動、定磁 鐵4、 5之間的排斥力，推壓該壓桿l使用較小的力即可，調(diào)整激磁線圈8內(nèi) 流通的電流強度，改變動、定磁鐵4、 5之間的排斥力，從而調(diào)整彈簧的彈力 大小。
此外，所述裝載殼體2內(nèi)，穿設(shè)壓桿1的端部設(shè)置有一個套設(shè)在壓桿1 外周的碟形環(huán)套9，碟形環(huán)套9呈一端大、另一端小的碟形，開有穿過兩端面 中心的直孔，用于供壓桿1穿過，碟形環(huán)套9采用高導(dǎo)磁材料制成，用于降 低動、定磁鐵4、 5產(chǎn)生的磁場以及激磁線圈8得電產(chǎn)生的磁場中的磁路的磁 阻，環(huán)套9采用碟形，是為了進一步降低磁路的磁阻，利用其尖端的聚磁特 性，將磁性潤滑液吸引到碟形環(huán)套9的直徑較小端與壓桿1的表面，對壓桿1 進行潤滑，以減小摩擦系數(shù)；碟形環(huán)套9的中心直孔與壓桿1之間的間隙較 佳的是小于0.02mm，以減小兩者之間的漏磁，更進一步降低磁阻。
碟形環(huán)套9與所述激磁線圈8之間還設(shè)置有一個串套在壓桿1外周的墊 環(huán)3， 一方面用于固定激磁線圈8，另一方面，可在動磁鐵4被排斥力推壓到
極限位置時，減緩沖擊力，保護彈簧不易損壞。
所述的電控調(diào)節(jié)裝置電路原理圖如圖3所示，其包括一直流電源E、 一可
調(diào)電位器W，直流電源E、可調(diào)電位器W與所述的激磁線圈8 (L)構(gòu)成串聯(lián)回 路，調(diào)節(jié)可調(diào)電位器W的阻值，即可改變激磁線圈8中的電流強度，從而達 到調(diào)整彈簧彈力大小的目的。
該實施例磁力彈簧的電磁過程是動磁鐵4和定磁鐵5產(chǎn)生的磁路由定 磁鐵5的S極經(jīng)裝載殼體2 (高磁導(dǎo)率磁性材料)至裝載殼體2的端蓋和碟形 環(huán)套9的內(nèi)環(huán)窗，再傳至拉桿1的圓軸到動磁鐵4的N極，在動磁鐵4的S 極和定磁鐵5的N極形成磁回路。為了選擇的磁路合理，磁阻小，使磁勢能 絕大多數(shù)都聚集在動磁鐵4與定磁鐵5的S極和N極之間，動磁鐵4、定磁鐵 5采用永磁材料，選用剩磁范圍為0.5-1T，感應(yīng)矯頑力大于500 kA/m;裝載 殼體2和碟形環(huán)套9為軟磁材料，選用飽和磁感應(yīng)強度為1. 7-3 T的導(dǎo)磁材 料；拉桿1的截面積應(yīng)大于0. 5倍的動磁鐵4的磁路面積，飽和磁感應(yīng)強度 大于2T，矯頑力小于50A/m;碟形環(huán)套9的有效導(dǎo)磁路截面積應(yīng)大于拉桿1 的截面積的4-IO倍；同時還應(yīng)考慮激磁線圈8產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，為避免拉 桿1出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，拉桿1的橫截面積應(yīng)大于0. 8倍的動磁鐵4的截面積。 因為空氣的磁導(dǎo)率是導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率的幾萬分之一，所以該磁回路的漏磁 相當(dāng)小。拉桿i和碟形環(huán)套9雖然有小于0. lmm的間隙，但是一方面由于采 用導(dǎo)磁液體填充在拉桿1與碟形環(huán)套9間隙(磁液體飽和磁感應(yīng)強度為 0.2-0.3 T);另一方面拉桿1和碟形環(huán)套9間接觸面積大，因此兩者磁阻相 當(dāng)小。當(dāng)激磁線圈8內(nèi)通入直流電流后產(chǎn)生的磁場方向與定磁鐵5產(chǎn)生的磁 場方向一致時，兩磁場強度疊加，增大了磁力，致使該磁力彈簧彈力增大。
該磁力彈簧的工作原理是當(dāng)壓桿1在沒有外力的作用時，壓桿1在動 磁鐵4的磁力作用帶動下向遠離定磁鐵5的方向移動，而當(dāng)壓桿1被外設(shè)的 壓力裝置推壓，使動磁鐵4朝向定磁鐵5移動時，要克服兩個同性磁極間的 排斥力；當(dāng)撤除外力或外力減小時，由于排斥力的作用，動磁鐵4將復(fù)位或 達到與外力平衡的位置；當(dāng)激磁線圈8內(nèi)通入電流使其產(chǎn)生的磁場方向與定磁鐵5產(chǎn)生的磁場方向一致時，增大了磁場強度，致使磁力增大，推壓該壓 桿1所需的外力也相應(yīng)增大，這就是彈力增大的原理；若需減小彈力，只需 減小激磁線圈8內(nèi)通入的產(chǎn)生磁場方向與定磁鐵5產(chǎn)生的磁場方向相同的電
流即可。綜上可見，本實施例實現(xiàn)了利用己有技術(shù)，通過調(diào)節(jié)通入激磁線圈8
中的電流大小來調(diào)節(jié)彈力大小的目的。
圖3是彈簧電控調(diào)節(jié)電路的原理圖，另外一種方案是可將可調(diào)電位器W 和電源E，換成開關(guān)電源進行電流大小的調(diào)節(jié)，還有一種方案是可以將直流電 源E換成可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，此時不需要可調(diào)電位器W，同樣能達到調(diào)節(jié)回 路中電流大小的目的。
上述拉力型、壓力型彈簧的激磁線圈和控制電路均可進行正反向控制。 當(dāng)給激激磁線圈加正向電流時，磁場強度增大彈力隨著增大，當(dāng)激磁線圈加 反向電流時，磁場強度減小彈力隨著減小。
當(dāng)沒有加激磁電流時，兩種彈簧的彈力的大小與形變量成平方反比關(guān)系，
計算按如下公式
拉簧的彈力大小是按公式<formula>formula see original document page 13</formula> (式l)
壓簧的彈力大小是按公式<formula>formula see original document page 13</formula>(式2)
4;r(及一 x)2
其中，i = d + x， R為動磁鐵的最大行程，d為減震墊厚度，x為彈簧形變 量，即拉桿或壓桿的實際位移；式(1)、式(2)中，F(xiàn)為彈力(N)， m,為動 磁鐵帶磁荷量(A/m)，附2為定磁鐵帶磁荷量(A/m), //。為真空導(dǎo)磁率。
下面給出在有激磁電流時，拉簧的彈力計算公式(式3)和壓簧的彈力計 算公式(式4)，下面式(3)、式(4)中，F(xiàn)為彈力(N)， I為激磁線圈中的電 流強度(A)， n為激磁線匝圈數(shù)，p。為真空導(dǎo)磁率
拉簧彈力為<formula>formula see original document page 13</formula> (式3)
(其中的"±"指的是加正向電流為+ ，加反向電流為-)。 壓簧彈力為^ = ^^(，±/^。"2/2) (式4)
(其中的"土"指的是加正向電流為+ ，加反向電流為-。) 上述計算公式是依據(jù)能量守恒定律推導(dǎo)出來的，用上述方法計算出的彈 力與實際制作出的該種結(jié)構(gòu)磁力彈簧彈力誤差小。計算時應(yīng)按彈力F等于
彈性勢能(形變勢能)與形變量的變化律，即F = -!，式中^為形變勢能變
量Nm (牛頓，米)，W為形變量m (米)。
權(quán)利要求1、一種可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于其包括一電控調(diào)節(jié)裝置和一裝載殼體，裝載殼體內(nèi)設(shè)置有中空、管狀的激磁線圈，該激磁線圈與該電控調(diào)節(jié)裝置電連接；一動磁鐵、一定磁鐵異性磁極相對設(shè)置在該激磁線圈的管狀內(nèi)腔中，該激磁線圈的軸向長度大于動磁鐵、定磁鐵的同向總長度，定磁鐵固設(shè)于該激磁線圈的一端部，動磁鐵上連接有一拉桿，拉桿遠離動、定磁鐵的端部穿出裝載殼體。
2、 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于定磁鐵上相對動磁 鐵的端面上設(shè)置有減震墊。
3、 如權(quán)利要求2所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述裝載殼體內(nèi)，穿設(shè)拉桿的端部設(shè)置有一套設(shè)在拉桿外周的碟形環(huán)套，碟形環(huán)套與所述激磁線 圈之間還設(shè)置有一串套在拉桿外周的墊環(huán)。
4、 如權(quán)利要求1至3任一項所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述的 電控調(diào)節(jié)裝置包括一直流電源和一可調(diào)電位器，該直流電源、可調(diào)電位器與所 述的激磁線圈構(gòu)成串聯(lián)回路。
5、 如權(quán)利要求1至3任一項所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述裝 載殼體為圓筒狀中空殼體，與所述拉桿同軸向，其兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋 上開有供拉桿穿過的拉桿孔；所述的激磁線圈為直圓筒狀激磁線圈，與裝載殼 體同軸向，其外徑與裝載殼體內(nèi)徑匹配；所述動、定磁鐵均為兩端是磁極的圓 柱狀，均設(shè)置為與激磁線圈同軸向，并且兩者直徑與激磁線圈的內(nèi)徑相匹配。
6、 一種可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于其包括一電控調(diào)節(jié)裝置和一裝載殼 體，裝載殼體內(nèi)設(shè)置有中空、管狀的激磁線圈，該激磁線圈與該電控調(diào)節(jié)裝置 電連接； 一動磁鐵、 一定磁鐵同性磁極相對設(shè)置在該激磁線圈的管狀內(nèi)腔中， 該激磁線圈的軸向長度大于動磁鐵、定磁鐵的同向總長度，定磁鐵固設(shè)于該激 磁線圈的一端部，動磁鐵上連接有一壓桿，壓桿遠離動、定磁鐵的端部穿出裝 載殼體。
7、 如權(quán)利要求6所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于定磁鐵上相對動磁 鐵的端面上設(shè)置有減震墊。
8、 如權(quán)利要求7所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述裝載殼體內(nèi)， 穿設(shè)壓桿的端部設(shè)置有一套設(shè)在壓桿外周的碟形環(huán)套，碟形環(huán)套與所述激磁線 圈之間還設(shè)置有一串套在壓桿外周的墊環(huán)。
9、 如權(quán)利要求6至8任一項所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述的電控調(diào)節(jié)裝置包括一直流電源和一可調(diào)電位器，該直流電源、可調(diào)電位器與所 述的激磁線圈構(gòu)成串聯(lián)回路。
10、 如權(quán)利要求6至8任一項所述的可調(diào)式磁力彈簧，其特征在于所述裝載殼體為圓筒狀中空殼體，與壓桿同軸向，其兩端設(shè)有端蓋，其中一端蓋上開有供壓桿穿過的壓桿孔；所述的激磁線圈為直圓筒狀激磁線圈，與裝載殼體 同軸向，其外徑與裝載殼體內(nèi)徑匹配；所述動、定磁鐵均為兩端是磁極的圓柱 狀，均設(shè)置為與激磁線圈同軸向，并且兩者直徑與激磁線圈的內(nèi)徑相匹配。
專利摘要一種可調(diào)式磁力彈簧，其包括一電控調(diào)節(jié)裝置和一裝載殼體，裝載殼體內(nèi)設(shè)置有中空、管狀的激磁線圈，該激磁線圈與該電控調(diào)節(jié)裝置電連接；一動磁鐵、一定磁鐵異性磁極相對設(shè)置在該激磁線圈的管狀內(nèi)腔中，該激磁線圈的軸向長度大于動、定磁鐵的同向總長度，定磁鐵固設(shè)于該激磁線圈的一端部，動磁鐵上連接有一拉桿，拉桿遠離動、定磁鐵的端部穿出裝載殼體。激磁線圈若通入電流，激磁線圈將產(chǎn)生磁場，該磁場將影響動、定磁鐵之間的引力大小，利用該原理，用電控調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)激磁線圈中的電流大小，就可以改變磁力彈簧的彈性，達到調(diào)節(jié)彈簧彈力大小的目的。
文檔編號F16F6/00GK201206607SQ200820069759
公開日2009年3月11日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者煒 張, 李香龍 申請人:河南大學(xué)