操動機(jī)構(gòu)及使用該操動機(jī)構(gòu)的機(jī)車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種操動機(jī)構(gòu)及使用該操動機(jī)構(gòu)的機(jī)車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在高壓開關(guān)以及相關(guān)領(lǐng)域使用的操作機(jī)構(gòu)多為彈簧操作機(jī)構(gòu)和永磁操作機(jī)構(gòu)，但彈簧操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，潛在故障點多，機(jī)械壽命低，很難達(dá)到長壽命的要求；永磁操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械壽命長，可是永磁操動機(jī)構(gòu)在動作時需要大容量的電源，合、分閘對供電系統(tǒng)造成一定的沖擊，影響其他設(shè)備正常工作，因此彈簧操動機(jī)構(gòu)和永磁操動機(jī)構(gòu)在使用過程中均具有一定的局限性。在機(jī)車車載設(shè)備以及其他特殊場合，要求操作機(jī)構(gòu)壽命長，電源容量較小，因此氣動操作機(jī)構(gòu)是最佳的選擇，氣動機(jī)構(gòu)具有機(jī)械壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護(hù)方便、氣體資源豐富、無污染等優(yōu)點，但氣動操作機(jī)構(gòu)同時也具有負(fù)載特性較差、合閘速度不易提高、電磁閥線圈長期帶電易發(fā)熱易損壞的缺點，因此傳統(tǒng)的氣動操動機(jī)構(gòu)也不能滿足機(jī)車車載設(shè)備以及其他特殊場合中大負(fù)載運行的要求。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN 2743953Y (公告日為2005年11月30日)公開了 “一種電氣開關(guān)的操縱控制機(jī)構(gòu)”，包括傳動氣缸、磁鐵、活塞、操動桿、分閘彈簧、內(nèi)鐵芯、外鐵芯和安裝板，其中傳動氣缸的上端螺紋連接外鐵芯、下端設(shè)有進(jìn)氣口，內(nèi)鐵芯和活塞由上而下安放在傳動氣缸、外鐵芯、安裝板構(gòu)成的主缸體內(nèi)，內(nèi)鐵芯、活塞和安裝板上開設(shè)有同軸的軸向通孔，操動桿上套裝分閘彈簧后由活塞的底部依次穿過活塞和內(nèi)鐵芯后，伸出安裝板，且操動桿與活塞固連；磁鐵由固定在內(nèi)、外鐵芯之間的電磁鐵和永磁鐵組成，永磁鐵處于電磁鐵的上方。在合閘時，外界壓縮空氣推動活塞連同操動桿一起上升；當(dāng)合閘到位時，活塞的內(nèi)外兩個上環(huán)端面與內(nèi)、外鐵芯的下環(huán)端面貼合，以由磁鐵、外鐵芯、活塞和內(nèi)鐵芯構(gòu)成封閉的磁回路，磁鐵中電磁鐵和永磁鐵產(chǎn)生的磁場相互疊加，該磁場合力只稍稍大于分閘彈簧的分閘力，以實現(xiàn)分閘保持；在分閘時，電磁鐵失電，永磁鐵的磁力小于分閘彈簧的彈性力，分閘彈簧就可以推動操動桿連同活塞一起下移，使活塞的內(nèi)外兩端面與內(nèi)、外鐵芯的下端面分力，使原閉合磁路斷開，磁阻增大，永磁體的吸引力也快快的衰減，這樣分閘彈簧就能推動操動桿連同活塞一起快速下移完成分閘動作。但在合閘保持狀態(tài)下，該操動機(jī)構(gòu)中電磁鐵的電磁線圈需持續(xù)帶電，以保證磁鐵和活塞之間有足夠的電磁吸力，而因電磁線圈處于外鐵芯內(nèi)，外鐵芯會阻礙電磁線圈的散熱，所以持續(xù)帶電的電磁線圈的發(fā)熱量會較大，這樣不但會使得電磁鐵的磁性不穩(wěn)定，而且在電磁線圈持續(xù)發(fā)熱又不能及時散熱的情況下，電磁線圈的使用壽命會縮短，乃至于被燒壞，因此采用電磁鐵和永磁鐵共同作用來保持合閘狀態(tài)的操動機(jī)構(gòu)在使用過程中容易出現(xiàn)合閘保持力不穩(wěn)定的問題，致使合閘的可靠性和穩(wěn)定性降低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種合閘保持狀態(tài)穩(wěn)定的操動機(jī)構(gòu)，同時本實用新型還提供了一種使用該操動機(jī)構(gòu)的機(jī)車。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型中操動機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案如下:
[0006]操動機(jī)構(gòu)，包括主缸體及其內(nèi)沿軸向?qū)蛞苿友b配的活塞，活塞用于帶動操動桿沿主缸體軸向移動而進(jìn)行分合閘動作，主缸體的內(nèi)腔室被活塞分隔為在合閘時被活塞壓縮的合閘腔、在分閘時被活塞壓縮的分閘腔，分閘腔的腔壁上開設(shè)有供分閘腔內(nèi)氣體充放的分閘側(cè)氣口，并在主缸體和活塞之間裝配有磁體，磁體與主缸體的缸壁、主缸體的合閘端、活塞處于在合閘到位時閉合、在分閘過程中斷開的合閘磁回路中，所述磁體為永磁體，永磁體用于合閘到位時通過單獨的永磁力或通過永磁力與分閘腔內(nèi)氣壓壓力的合力作用在活塞上、以使活塞保持緊貼在主缸體的合閘端上。
[0007]永磁體固定在主缸體的內(nèi)壁上，永磁體與主缸體的兩端均在軸向上間隔布置。
[0008]活塞始終與永磁體直接地或通過導(dǎo)磁件與永磁體間接地導(dǎo)磁連接。
[0009]永磁體處于主缸體的合閘端和活塞之間，永磁體擋止在活塞朝向合閘端的一側(cè)，并在活塞的朝向合閘端的一側(cè)凸設(shè)有可從永磁體的朝向合閘端的一側(cè)穿過、以在合閘到位時與合閘端接觸的合閘凸起。
[0010]主缸體的分閘端為在分閘到位時與活塞、永磁體、主缸體的缸壁處于同一分閘磁回路中的導(dǎo)磁端，分閘磁回路用于在合閘過程中隨著活塞從分閘端上脫離而斷開。
[0011]合閘腔的腔壁上開設(shè)有供分閘腔內(nèi)氣體充放的合閘側(cè)氣口，合閘側(cè)氣口用于在開始分閘時向合閘腔內(nèi)充入氣體、以通過合閘腔內(nèi)氣壓壓動活塞從合閘端脫離并向分閘端移動。
[0012]主缸體上連接有用于在通電時產(chǎn)生與永磁體磁極相反的磁場、以抵消永磁體作用在合閘端和活塞之間的永磁力而使活塞可從合閘端上脫離的分閘電磁鐵。
[0013]活塞上連接有用于推動活塞向主缸體的分閘端移動、以使活塞帶動操動桿開始分閘的斥力機(jī)構(gòu)。
[0014]斥力機(jī)構(gòu)包括與活塞固連的傳動件和用于推動或吸動傳動件向分閘端移動的斥力電磁線圈。
[0015]本實用新型中機(jī)車的技術(shù)方案如下:
[0016]機(jī)車，包括車頭主體及其上裝配的操動機(jī)構(gòu)，操動機(jī)構(gòu)包括主缸體及其內(nèi)沿軸向?qū)蛞苿友b配的活塞，活塞用于帶動操動桿沿主缸體軸向移動而進(jìn)行分合閘動作，主缸體的內(nèi)腔室被活塞分隔為在合閘時被活塞壓縮的合閘腔、在分閘時被活塞壓縮的分閘腔，分閘腔的腔壁上開設(shè)有供分閘腔內(nèi)氣體充放的分閘側(cè)氣口，并在主缸體和活塞之間裝配有磁體，磁體與主缸體的缸壁、主缸體的合閘端、活塞處于在合閘到位時閉合、在分閘過程中斷開的合閘磁回路中，所述磁體為永磁體，永磁體用于合閘到位時通過單獨的永磁力或通過永磁力與分閘腔內(nèi)氣壓壓力的合力作用在活塞上、以使活塞保持緊貼在主缸體的合閘端上。
[0017]本實用新型中操動機(jī)構(gòu)的磁體為永磁體，永磁體用于合閘到位時通過單獨的永磁力或通過永磁力與分閘腔內(nèi)氣壓壓力的合力作用在活塞上、以使活塞保持緊貼在主缸體的合閘端上。這樣在操動機(jī)構(gòu)合閘到位后，永磁體會單獨的通過永磁力或通過永磁力和分閘腔中氣壓壓力的合力作用在活塞上，使得操動桿在活塞的帶動下保持在合閘狀態(tài)，與現(xiàn)有技術(shù)中操動桿保持合閘狀態(tài)還需要借助于電磁鐵所提高的電磁力的結(jié)構(gòu)相比，本實用新型中操動機(jī)構(gòu)在處于合閘狀態(tài)時無需借助于電磁鐵，從而避免了電磁鐵的電磁線圈持續(xù)供電所帶來的合閘保持力不穩(wěn)定、電磁線圈容易燒壞的問題，使得操動機(jī)構(gòu)的合閘保持狀態(tài)穩(wěn)定，提高了機(jī)車運行的可靠性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的機(jī)車的實施例1中操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型的機(jī)車的實施例2中操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型的機(jī)車的實施例3中操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實用新型的機(jī)車的實施例4中操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實用新型的機(jī)車的實施例5中操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型中機(jī)車的實施例1:如圖1所示，該機(jī)車包括車頭及其上裝配的操動機(jī)構(gòu)，操動機(jī)構(gòu)屬于高壓開關(guān)領(lǐng)域，不但可應(yīng)用于機(jī)車上的車載開關(guān)控制，還可以應(yīng)用在汽車上其他操動系統(tǒng)中。該操動機(jī)構(gòu)包括筒體104、上端蓋103和下端蓋109固連而成的主缸體，主缸體沿分合閘方向延伸，并在筒體104內(nèi)沿上下方向移動裝配有活塞108，上下方向也是該操動機(jī)構(gòu)設(shè)定的分合閘方向，活塞108將主缸體內(nèi)腔室分割為處于上方的合閘腔和處于下方的分閘腔，對應(yīng)的上端蓋103處于筒體104的合閘端，下端蓋109處于筒體104的分閘端。在下端蓋109上開設(shè)有連通在外界和分閘腔之間的分閘側(cè)氣口 191，該分閘側(cè)氣口191可控制分閘腔內(nèi)氣體的充放，分閘側(cè)氣口 191的外端口處于下端蓋109的外周面上，分閘側(cè)氣口 191的內(nèi)端口處于下端蓋109的上端面上，也就是分閘側(cè)氣口 191的內(nèi)端口朝向活塞108的下端面布置，并在分閘側(cè)氣口 191的外端口上連接有控制其通斷的電磁閥。下端蓋109和上端面均與筒體104密封配合，以保證主缸體的內(nèi)腔室密封?；钊?08的上端同軸固連輸出軸102，輸出軸102的上端從上端蓋103中心開設(shè)的導(dǎo)向穿孔中穿孔，該導(dǎo)向穿孔的孔壁面和輸出軸102的外周面沿上下方向?qū)蚺浜希敵鲚S102從導(dǎo)向穿孔穿出的部分既可以直接作為整個操動機(jī)構(gòu)的操動桿，也可以固連在操動機(jī)構(gòu)的操動桿上。輸出軸102的外周上固定套裝有可隨輸出軸102沿設(shè)定的分合閘方向移動的動鐵芯107，該動鐵芯107處于上端蓋103和活塞108之間，動鐵芯107和輸出軸102在活塞108的上端形成了朝上凸起的合閘凸起。筒體104的內(nèi)壁面上還固定有處于上端蓋103和活塞108之間的磁套106，該磁套106的外周上固設(shè)有永磁鐵、內(nèi)壁面沿上下方向與動鐵芯107導(dǎo)向配合，永磁鐵和磁套106均與上端蓋103間隔布置。輸出軸102上端的從上端蓋103伸出的部分上連接有處于主缸體外的分閘彈簧101，分閘彈簧101為向下頂推輸出軸102、動鐵芯107和活塞108的壓簧。其中上端蓋103、磁套106、筒體104、動鐵芯107都是由軟磁材料制成的導(dǎo)磁件，下端蓋109可以采用軟磁材料、也可以采用非導(dǎo)磁材料。
[0024]在操動機(jī)構(gòu)處于分閘保持狀態(tài)時，活塞108帶動動鐵芯107和輸出軸102保持分閘狀態(tài)的保持力主要由分閘彈簧101的彈力或永磁鐵的永磁吸力或永磁吸力和彈力的合力組成，即當(dāng)下端蓋109采用軟磁材料時，隨著活塞108帶動動鐵芯107和輸出軸102分閘到位，活塞108會與下端蓋109導(dǎo)磁連接，此時永磁體105的磁場會依次通過筒體104-下端蓋109-活塞108-動鐵芯107-磁套106-永磁體105而形成閉合的分閘磁回路，這樣就可以由永磁體105的永磁吸力單獨的提供分閘狀態(tài)的保持力，當(dāng)然也可以與分閘彈簧101共同作用而由永磁吸力和彈力的合力提供保持力，使得操動機(jī)構(gòu)保持分閘位置；當(dāng)下端蓋109采用非導(dǎo)磁材料時，即使在活塞108接觸下端蓋109的情況下，下端蓋109也會阻斷上述閉合磁回路，故而只能依靠分閘彈簧101的彈力提供保持力，使得曹東結(jié)構(gòu)保持分閘位置。
[0025]在合閘過程中，在操動機(jī)構(gòu)受到合閘信號后，電磁閥開啟，氣體從分閘側(cè)氣口 191進(jìn)入主缸體的分閘腔內(nèi)，氣壓