專利名稱：電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電一體化裝置或器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種以電磁力直接獲得機(jī)械式往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
往復(fù)運(yùn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中經(jīng)常出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式，有著十分廣泛的用途。傳統(tǒng)機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)是以電動(dòng)機(jī)或直接用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸為動(dòng)力，將電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩經(jīng)特定的機(jī)械變換機(jī)構(gòu)，如曲軸連桿機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)、扇形齒輪機(jī)構(gòu)等轉(zhuǎn)變成機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于需要經(jīng)過機(jī)械變換機(jī)構(gòu)，勢(shì)必會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的效能及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種不再需要傳統(tǒng)機(jī)械變換機(jī)構(gòu)，而由旋轉(zhuǎn)永磁體、軟磁體、勵(lì)磁線圈、永磁體等直接產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方法及裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的用電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法是，在運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)磁基板上按磁極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，并將運(yùn)動(dòng)部件貼合永磁體的部位放置于交變磁場(chǎng)的兩磁極磁路氣隙之間，運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體即能被交變磁場(chǎng)的兩磁極反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件做往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法中，一種獲取交變磁場(chǎng)方法是，為軟磁體附加勵(lì)磁線圈，交變激勵(lì)電流輸入到勵(lì)磁線圈中，即在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”。另一種獲取交變磁場(chǎng)方法是，用若干軟磁體包圍可旋轉(zhuǎn)永磁體，軟磁體相互之間被磁隔離，軟磁體與可旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有很小氣隙，施加外力旋轉(zhuǎn)該永磁體，即能在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法中，電磁產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)擺動(dòng)的方法是，運(yùn)動(dòng)部件是導(dǎo)磁擺桿，導(dǎo)磁擺桿能圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，呈現(xiàn)機(jī)械杠桿特性，在該導(dǎo)磁擺桿的主動(dòng)臂按極性對(duì)稱固定兩個(gè)永磁體，即，兩塊永磁體的S極或N極貼合在導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂導(dǎo)磁基板的兩側(cè)，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂貼合永磁體部位被置于“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件，，或“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件，，軟磁體磁場(chǎng)弓I出端磁路氣隙之間，并保持所貼合永磁體磁極方向和軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致，當(dāng)交變激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈或旋轉(zhuǎn)永磁體，組件中軟磁體磁場(chǎng)引出端處的交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法中，電磁產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)直線運(yùn)動(dòng)的方法是，運(yùn)動(dòng)部件的構(gòu)成，是在一塊導(dǎo)磁基板的中心垂直固定一根非導(dǎo)磁推桿，并在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，所貼合兩塊永磁體的磁極方向與推桿的軸向一致，推桿貼合有永磁體部位被置于“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”或“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”軟磁體磁路氣隙之間，軟磁體磁極方向也與推桿的軸向一致，當(dāng)向勵(lì)磁線圈通入交變激勵(lì)電流或旋轉(zhuǎn)永磁體，即能在組件軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)， 貼合于推桿上的永磁體在該交變磁場(chǎng)作用下，被反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)推桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明給出的上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法中，永磁體由硬磁材料制成，永磁體具有高矯頑力、剩磁大、磁化后不易退磁，而軟磁體是由軟磁材料制成，矯頑力低、剩磁低、易磁化、易去磁，。永磁體能磁化其周圍軟磁體，使軟磁體也呈現(xiàn)磁極性。永磁體與軟磁體之間的氣隙越小，永磁體對(duì)軟磁體的磁化作用越強(qiáng)。另外，被磁化軟磁體與永磁體之間存在靜磁能量，使永磁體與軟磁體之間存在磁場(chǎng)吸力，如果要將永磁體與軟磁體分離， 則需要外加一定的外力以克服永磁體與軟磁體之間磁吸力，所以上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)方法中的導(dǎo)磁擺桿或推桿在沒有外部能量輸入的情況下，仍能穩(wěn)定地維持在一種狀態(tài)，只有當(dāng)外部輸入能量使變化磁場(chǎng)磁極性反向時(shí)，導(dǎo)磁擺桿或推桿才會(huì)改變到另一種狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出了電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，該裝置構(gòu)成包括有，運(yùn)動(dòng)部件、永磁體、交變磁場(chǎng)組件，運(yùn)動(dòng)部件上按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，并將運(yùn)動(dòng)部件貼合永磁體的部位放置于交變磁場(chǎng)組件的兩磁極磁路氣隙之間，運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體即能被交變磁場(chǎng)的兩磁極反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，該裝置構(gòu)成還包括有平衡彈簧和軟質(zhì)磁性減震層，所述平衡彈簧設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件與固定部件之間，所述軟質(zhì)磁性減震層設(shè)置在交變磁場(chǎng)組件軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極處和(或)運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體磁極處，軟質(zhì)磁性減震層降低了軟磁體與運(yùn)動(dòng)部件上所貼合永磁體之間沖擊力。平衡彈簧也對(duì)運(yùn)動(dòng)部件上永磁體與交變磁場(chǎng)組件軟磁體磁極吸合過程中的物理沖擊起到了很好緩沖作用，延長(zhǎng)了裝置的壽命，此外，當(dāng)反向切換時(shí)，被壓縮的彈簧的勢(shì)能釋放將提高換向速度。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，所述交變磁場(chǎng)組件是在軟磁體外附加勵(lì)磁線圈，交變激勵(lì)電流輸入到勵(lì)磁線圈中，即在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，所述交變磁場(chǎng)組件是在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)永磁體的磁極對(duì)兩側(cè)面對(duì)稱的包覆兩個(gè)相互間被磁隔離的軟磁體，軟磁體與可旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有很小氣隙，施加外力旋轉(zhuǎn)該永磁體，即能在兩個(gè)軟磁體的磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，將上述兩個(gè)“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”中“C”字形軟磁體的四個(gè)磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂中部按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，導(dǎo)磁擺桿貼合永磁體部位被置于磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間， 并保持所貼合永磁體磁極方向和該軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致，導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)行程中，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂的“T”形頂部能分別與被隔斷磁路的那對(duì)軟磁體磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)設(shè)置在隔磁支架上。當(dāng)激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈，使軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)向勵(lì)磁線圈中輸入一定頻率的交變電流，即可在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生磁極性反復(fù)變化的交變磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)作用于導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上的兩塊極性相反永磁體，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)磁擺桿產(chǎn)生吸引力和排斥力，使導(dǎo)磁擺桿圍繞支點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂位移至左側(cè)極限位置時(shí)，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂“T”形頂部與左側(cè)軟磁體的磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，從而使永磁體、導(dǎo)磁擺桿、左側(cè)軟磁體三者之間構(gòu)成了磁力線回路，此時(shí)若激勵(lì)電流撤銷，導(dǎo)磁擺桿仍能穩(wěn)定原來的極限位置，只有當(dāng)有反向激勵(lì)電流輸入勵(lì)磁線圈時(shí)，導(dǎo)磁擺桿才會(huì)迅速位移至右側(cè)極限位置，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂“T”形頂部與右側(cè)軟磁體的磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，從而使永磁體、導(dǎo)磁擺桿、右側(cè)軟磁體三者之間構(gòu)成了磁力線回路，達(dá)到了另一個(gè)磁穩(wěn)定狀態(tài)，并能保持到勵(lì)磁線圈中反向激勵(lì)電流通入之前。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，將兩個(gè)“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”中的四個(gè)軟磁體磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂中部按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，導(dǎo)磁擺桿貼合永磁體部位被置于該對(duì)磁場(chǎng)引出端的氣隙之間，并保持所貼合永磁體磁極方向和該軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致，導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂的“T形“頂部能分別與被隔斷磁路的那對(duì)軟磁體磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)設(shè)置在隔磁支架上。當(dāng)激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈，使軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)施加外力使兩個(gè)永磁體同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的永磁體就能在軟磁體上產(chǎn)生磁極性交替變化的磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)作用于導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上兩塊永磁體，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)磁擺桿產(chǎn)生吸引力和排斥力，使導(dǎo)磁擺桿圍繞其支點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)。導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)到左、右極限位置時(shí)，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂“T”形頂部分別與左、右軟磁體的磁場(chǎng)引出端軸向面接觸，起到分別構(gòu)通磁力線回路，進(jìn)入磁穩(wěn)定狀態(tài)的作用。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，將兩個(gè)“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”中的兩個(gè)“E”字形軟磁體的六個(gè)軟磁體磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中外側(cè)的兩對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，中間的一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，所述運(yùn)動(dòng)部件由非導(dǎo)磁推桿、導(dǎo)磁基板和永磁體構(gòu)成，非導(dǎo)磁推桿與導(dǎo)磁基板垂直固定，在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)面貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，即兩個(gè)永磁體的N極或S極貼在導(dǎo)磁基板的兩個(gè)側(cè)面而另外的兩極朝外，且兩塊永磁體的磁極方向與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極方向也與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，非導(dǎo)磁推桿貼合有永磁體部位設(shè)置在軟磁體磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間，并留有推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板垂直于推桿軸向的端部能分別與“E”字形軟磁體外側(cè)磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，軟磁體中間磁場(chǎng)引出端中心有孔，非導(dǎo)磁推桿穿過該孔，起到既導(dǎo)向又可輸出運(yùn)動(dòng)位移的作用。當(dāng)勵(lì)磁線圈中通入交變勵(lì)磁電流時(shí)，在軟磁體中央的磁場(chǎng)引出端，即上下凸臺(tái)氣隙之間即形成了交變磁場(chǎng)，位于該交變磁場(chǎng)中的永磁體及導(dǎo)磁基板在交變磁場(chǎng)的作用下，被反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)非導(dǎo)磁推桿作往復(fù)上下直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推桿向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板兩端的“T”形部位與下方軟磁體的另外兩個(gè)磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，使永磁體經(jīng)導(dǎo)磁基板兩端與下方軟磁體形成了兩條磁力線回路，此時(shí)，即使撤銷激勵(lì)電流，推桿仍維持在向下極限位置，只有通入反向激勵(lì)電流，推桿才會(huì)向上運(yùn)動(dòng)至極限位置，永磁體經(jīng)導(dǎo)磁基板與上方軟磁體構(gòu)成了兩條磁力線回路，進(jìn)入磁穩(wěn)定狀態(tài)。在上述電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置的技術(shù)方案中，將兩個(gè)“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”中“C”字形軟磁體的四個(gè)磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，所述運(yùn)動(dòng)部件由非導(dǎo)磁推桿、導(dǎo)磁基板和永磁體構(gòu)成，非導(dǎo)磁推桿與導(dǎo)磁基板垂直固定，在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)面貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，即兩個(gè)永磁體的N極或S極貼在導(dǎo)磁基板的兩個(gè)側(cè)面而另外的兩極朝外，且兩塊永磁體的磁極方向與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極方向也與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，非導(dǎo)磁推桿貼合有永磁體部位設(shè)置在軟磁體磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間，并留有推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板垂直于推桿軸向的“T”字形端部能分別與兩個(gè)組件軟磁體的磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，軟磁體中部磁場(chǎng)引出端的中心有孔，非導(dǎo)磁推桿穿過該孔，起到既導(dǎo)向又可輸出運(yùn)動(dòng)位移的作用。當(dāng)推桿向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板一端的“T”形部位與下方軟磁體的磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，使永磁體經(jīng)導(dǎo)磁基板與下方軟磁體形成了一條磁力線回路，此時(shí)，即使撤銷激勵(lì)電流， 推桿仍然維持在向下極限位置，只有通入反向激勵(lì)電流，推桿才會(huì)向上運(yùn)動(dòng)至極限位置，此時(shí)，永磁體經(jīng)導(dǎo)磁基板與上方軟磁體構(gòu)成了一條磁力線回路，進(jìn)入磁穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，采用將兩塊永磁體反方向?qū)ΨQ貼合并固定于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件受力點(diǎn)的特殊結(jié)構(gòu)形式，使得永磁體在交變磁場(chǎng)環(huán)境受力這一特性，得到充分有效地利用。比較簡(jiǎn)便地用傳統(tǒng)的電磁能量直接獲得應(yīng)用十分廣泛的機(jī)械式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，省去了傳統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)力矩變成往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的機(jī)械變換機(jī)構(gòu)，充分挖掘利用環(huán)保清潔的磁能作功，因而有比較高的能效比，裝置結(jié)構(gòu)也大為簡(jiǎn)化，制造和維修成本明顯下降。本發(fā)明設(shè)計(jì)的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置，充分利用了永磁體吸合以后即處在磁穩(wěn)定狀態(tài)的位置，不再需要外加能量來維持該位置的穩(wěn)定狀態(tài)，這使裝置具有可靠的雙穩(wěn)態(tài)特性，可作為低功耗雙穩(wěn)機(jī)械開關(guān)。


圖1是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中左側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中右側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中右側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的磁力線回路示意圖。圖4是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中左側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中右側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)裝置中右側(cè)軟磁體吸合永磁體狀態(tài)的磁力線回路示意圖。圖7是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向上運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是采用交變電流激勵(lì)產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向上運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的磁力線回路示意圖。圖10是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的磁力線回路示意圖。圖12是采用旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生往復(fù)直線雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)裝置中推桿向上運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖中，101是隔磁體，102是左側(cè)軟磁體，103是左側(cè)勵(lì)磁線圈，104是左側(cè)軟質(zhì)磁性減震層，105是左側(cè)永磁體，106是隔磁體支架，107是擺桿支點(diǎn)轉(zhuǎn)軸，108是右側(cè)永磁體，109是勵(lì)磁線圈，110是導(dǎo)磁擺桿，111是右側(cè)軟磁體，201是隔磁體，202是導(dǎo)磁擺桿，203 是左側(cè)上方軟磁體，204是隔磁體，205是左側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體，206是左側(cè)下方軟磁體，207是軟質(zhì)磁性減震層，208是左側(cè)永磁體，209是隔磁體支架，210是擺桿支點(diǎn)轉(zhuǎn)軸，211是右側(cè)下方軟磁體，212是右側(cè)永磁體，213是軟質(zhì)磁性減震層，214是隔磁體，215右側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體，216 右側(cè)上方軟磁體，301是非導(dǎo)磁推桿，302是彈簧，303是上部“E”形軟磁體，304是導(dǎo)磁基板上方永磁體，305是隔磁體，306是導(dǎo)磁基板，307是下方線圈骨架，308是下方勵(lì)磁線圈，309 是線圈引線，310是導(dǎo)磁基板下方永磁體，311是下部軟磁體磁場(chǎng)引出端中央凸臺(tái)，312是下部“E”形軟磁體，313是隔磁體，314是上部軟磁體磁場(chǎng)引出端中央凸臺(tái)，315是上方勵(lì)磁線圈，316是上方線圈骨架，401是非導(dǎo)磁推桿，402是上部軟磁體，403是上部彈簧，404是上部軟質(zhì)磁性減震層，405是導(dǎo)磁基板上方永磁體，406是導(dǎo)磁基板，407是導(dǎo)磁基板下方永磁體，408是下部軟質(zhì)磁性減震層，409是下部彈簧，410是下部軟磁體，411是下部旋轉(zhuǎn)永磁體，412是隔磁體，413是軟磁體，414是隔磁體，415是軟磁體，416是隔磁體，417是上部旋轉(zhuǎn)永磁體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例是以交變電流通入勵(lì)磁線圈激勵(lì)軟磁體產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械往復(fù)擺動(dòng)的實(shí)例。本實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)如附圖1、2、3所示。兩個(gè)“C”形軟磁體102、111開口相對(duì)，勵(lì)磁線圈103、109包裹軟磁體102、111，兩個(gè)“C”形軟磁體上方磁場(chǎng)引出端被隔磁體101 隔斷磁路，兩個(gè)“C”形軟磁體下方磁場(chǎng)引出端留有較大磁場(chǎng)氣隙，導(dǎo)磁擺桿110主動(dòng)臂上對(duì)稱貼合有永磁體105、108，兩塊永磁體的S極相對(duì)貼合于導(dǎo)磁擺桿110左右兩側(cè)面，貼合于導(dǎo)磁擺桿110上永磁體105、108置于兩個(gè)“C”形軟磁體磁場(chǎng)氣隙之間，軟磁體磁極上設(shè)置有軟質(zhì)磁性減震層104，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂頂部呈“T”字形，導(dǎo)磁擺桿左、右擺動(dòng)到極限位置時(shí)， 導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂“T”形頂部能分別接觸到左、右“C”形軟磁體上方的磁場(chǎng)引出端，導(dǎo)磁擺桿 110的擺動(dòng)支點(diǎn)107位于隔磁體支架106上，使導(dǎo)磁擺桿110上部主動(dòng)臂能在軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙開口之間擺動(dòng)，另外，還可以在導(dǎo)磁擺桿與隔磁體支架之間設(shè)置兩個(gè)平衡彈簧。蓄電池產(chǎn)生直流12伏經(jīng)過電子開關(guān)電路，產(chǎn)生電流方向交替變化的脈沖電流，將該脈沖電流輸入到勵(lì)磁線圈103和109中，就可以使軟磁體102和軟磁體111下方磁場(chǎng)引出端處形成磁極的交替變化。當(dāng)軟磁體102磁場(chǎng)引出端的磁極為S極時(shí)，貼合在導(dǎo)磁擺桿110中部的永磁體105會(huì)被軟磁體102的S極吸引而向左移動(dòng)，與此同時(shí)，軟磁體111磁場(chǎng)引出端的磁極為N極，貼合在導(dǎo)磁擺桿中部的永磁體108也會(huì)被軟磁體111的N極所排斥而推向左側(cè)(參見附圖1)。當(dāng)勵(lì)磁線圈103、109中的電流方向改變后，左側(cè)軟磁體102磁場(chǎng)引出端的磁極變?yōu)镹極，右側(cè)軟磁體111磁場(chǎng)引出端的磁極變?yōu)镾極，對(duì)稱貼合永磁體的導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂因磁場(chǎng)的吸引和排斥而迅速向右位移(參見附圖2)。導(dǎo)磁擺桿110主動(dòng)臂右移至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁擺桿的“T”形頂部接觸軟磁體111上方的磁場(chǎng)引出端，使永磁體108、 軟磁體111、導(dǎo)磁擺桿110之間形成磁力線回路(參見附圖3)，即使激勵(lì)電流為零，導(dǎo)磁擺桿110仍然會(huì)保持原狀態(tài)不變，當(dāng)導(dǎo)磁擺桿110主動(dòng)臂左移至極限位置，導(dǎo)磁擺桿的“T”形頂部接觸軟磁體102上方的磁場(chǎng)引出端，使永磁體105、軟磁體102、導(dǎo)磁擺桿110這間形成磁力線回路。軟磁體磁場(chǎng)引出端處的軟質(zhì)磁性減震層能減緩永磁體105、108對(duì)軟磁體102、 111的沖擊力。導(dǎo)磁擺桿110通過轉(zhuǎn)軸107限位，導(dǎo)磁擺桿形成以支點(diǎn)為圓心做弧線擺動(dòng)的效果，支點(diǎn)的位置確定兩邊圓弧角度的比例關(guān)系。導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)下方的平衡彈簧也能使導(dǎo)磁擺桿的擺動(dòng)均衡。產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的頻率決定了本實(shí)例裝置機(jī)械式往復(fù)變化的頻率，一旦交變電流停止輸入，交變磁場(chǎng)消失，導(dǎo)磁擺桿上的永磁體即會(huì)與軟磁體的某磁極保持吸合， 處在一種穩(wěn)定的狀態(tài)。針對(duì)本實(shí)施例，可采用正向或者反向脈沖電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使導(dǎo)磁擺桿的角度位移。當(dāng)需要切換方向時(shí)，加載反向脈沖電流形成反向脈沖磁場(chǎng)，導(dǎo)磁擺桿上的永磁體在此磁場(chǎng)的作用下使導(dǎo)磁擺桿圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定在另一端，實(shí)現(xiàn)了雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)式的控制方式，輸入到勵(lì)磁線圈中電流方向變化的頻率，決定了導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)的頻率。本實(shí)施例，采用十分簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而獲得了機(jī)械式往復(fù)擺動(dòng)，這種擺動(dòng)有著廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)各種功率、往復(fù)行程大小、往復(fù)頻率以及環(huán)境及工作狀態(tài)，可以設(shè)計(jì)各種磁性材料、尺寸形狀及功率大小和使用環(huán)境適應(yīng)性。本實(shí)施例裝置的雙穩(wěn)態(tài)特點(diǎn)，可使得其如果用于電器控制領(lǐng)域，可極大節(jié)省能源，只需要一次性的脈沖功率即可通過永磁體吸合力保持其原先狀態(tài)，從而可節(jié)省絕大部分的狀態(tài)維持功率。此外，本實(shí)施例裝置中，激勵(lì)電流只需要提供維持軟磁體磁場(chǎng)強(qiáng)度的存在和實(shí)現(xiàn)軟磁體磁極性變化所需要的電能量，因而可以進(jìn)一步降低裝置的能耗。實(shí)施例二 本實(shí)施例是通過旋轉(zhuǎn)永磁體使軟磁體上產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)擺動(dòng)的實(shí)例。本實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)如附圖4、5、6所示。本實(shí)例中，四塊軟磁體分為左、右兩側(cè)，左側(cè)上方軟磁體203和左側(cè)下方軟磁體 206被隔磁體204隔斷磁路，右側(cè)上方軟磁體216和右側(cè)下方軟磁體211被隔磁體214隔斷磁路，軟磁體203和軟磁體206包圍左側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體205，并與左側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有極小氣隙，軟磁體216和軟磁體211包圍右側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體215，并與右側(cè)旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有極小氣隙，軟磁體203與軟磁體216之間也被隔磁體201隔斷磁路，軟磁體206和軟磁體 211的磁場(chǎng)引出端處存在較大磁場(chǎng)氣隙，導(dǎo)磁擺桿202主動(dòng)臂中部對(duì)稱貼合固定有兩塊永磁體208、212，即兩塊永磁體的S極相對(duì)貼合于同一導(dǎo)磁擺桿202兩側(cè)面，導(dǎo)磁擺桿貼合永磁體部位被置于軟磁體206和軟磁體211磁場(chǎng)引出端之間的磁場(chǎng)氣隙中，導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)至極限位置，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂“T形“頂部能分別與軟磁體203和軟磁體216的磁場(chǎng)引出端相接觸，導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)設(shè)置在隔磁體支架209的轉(zhuǎn)軸210處，導(dǎo)磁擺桿202的從動(dòng)臂伸出隔磁體210。軟磁體206和軟磁體211的磁場(chǎng)引出端磁極表面設(shè)置有軟質(zhì)磁性減震層207、213。
10
當(dāng)施加外力使左右兩個(gè)旋轉(zhuǎn)永磁體做同步旋轉(zhuǎn)至圖4所示位置，左側(cè)下方軟磁體磁場(chǎng)引出端處呈現(xiàn)為S極，右側(cè)下方軟磁體磁場(chǎng)引出端呈現(xiàn)為N極，導(dǎo)磁擺桿左側(cè)永磁體 208被軟磁體206磁場(chǎng)引出端吸合，而導(dǎo)磁擺桿右側(cè)永磁體212被軟磁體211磁場(chǎng)引出端排斥，當(dāng)導(dǎo)磁擺桿左移至極限位置時(shí)(參見附圖4)，導(dǎo)磁擺桿的“T”形頂端與軟磁體203磁場(chǎng)引出端接觸，永磁體208、軟磁體206、旋轉(zhuǎn)永磁體205、軟磁體203、導(dǎo)磁擺桿202構(gòu)成了一個(gè)磁力線回路，當(dāng)施加外力使左右兩個(gè)旋轉(zhuǎn)永磁體做同步旋轉(zhuǎn)至圖5所示位置，導(dǎo)磁擺桿202右移到極限位置(參見附圖5)，此時(shí)，導(dǎo)磁擺桿的“T”形頂端與軟磁體216磁場(chǎng)引出端接觸，永磁體212、軟磁體211、旋轉(zhuǎn)永磁體215、軟磁體216、導(dǎo)磁擺桿202構(gòu)成了磁力線回路(參見附圖6)。持續(xù)不斷的同步旋轉(zhuǎn)永磁體205和215，導(dǎo)磁擺桿202通過支點(diǎn)轉(zhuǎn)軸 210產(chǎn)生了行程放大的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一旦停止旋轉(zhuǎn)永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)磁擺桿上永磁體的磁能發(fā)揮作用，使導(dǎo)磁擺桿仍然能保持在左側(cè)或右側(cè)極限位置?？筛鶕?jù)需要的往復(fù)行程及功率可以設(shè)計(jì)不同的尺寸大小、不同材質(zhì)的旋轉(zhuǎn)永磁體、軟磁體及導(dǎo)磁擺桿。實(shí)施例三本實(shí)施例是以交變電流通過激勵(lì)線圈激勵(lì)軟磁體產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。本實(shí)例裝置如附圖7、8、9所示。本實(shí)例中，在一塊導(dǎo)磁基板306的中心垂直固定一根非導(dǎo)磁材料的推桿301，并在導(dǎo)磁基板306的上下兩個(gè)面貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體304和永磁體310，即兩個(gè)永磁體N極相對(duì)貼在導(dǎo)磁基板306的上下兩面，且兩塊永磁體的磁極方向與推桿301 的軸向一致，推桿固定貼合有永磁體的部位被置于軟磁體303和軟磁體312中央磁路氣隙上凸臺(tái)314和下凸臺(tái)311之間，并留有推桿301往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，上凸臺(tái)314和下凸臺(tái)311 中心有孔，推桿301穿過該孔，起到既導(dǎo)向又可輸出運(yùn)動(dòng)位移的作用。在上下凸臺(tái)的外圈固定有線圈骨架316、307和勵(lì)磁線圈315、308。兩個(gè)彈簧3分別置于軟磁體與推桿貼合的永磁體之間，本實(shí)施例中的彈簧亦具有導(dǎo)磁作用，彈簧的形狀改變，有效的減小了永磁體305、 310與軟磁體303、312之間的氣隙，在提高兩者吸合效果方面形成了很好的增益；另外，彈簧對(duì)永磁體與軟磁體吸合過程中的物理沖擊起到了很好的緩沖，延長(zhǎng)了裝置的壽命；此外， 當(dāng)反向切換時(shí)，被壓縮的彈簧的勢(shì)能釋放將提高換向速度。當(dāng)向線圈引線309中通入勵(lì)磁電流時(shí)(參見附圖7)，在上下軟磁體中央的兩個(gè)凸臺(tái)氣隙之間即形成了磁場(chǎng)，上凸臺(tái)呈現(xiàn)為S極，下凸臺(tái)呈現(xiàn)為N極，推桿301上貼合的永磁體310在下凸臺(tái)N極作用下被吸合至下極限位置，與此同時(shí)，上凸臺(tái)S極對(duì)永磁體304有排斥作用，進(jìn)一步加快推桿向下位移的速度。當(dāng)向勵(lì)磁線圈中通入反向勵(lì)磁電流時(shí)，(參見附圖8)，推桿301會(huì)迅速地向上位移至極限位置，當(dāng)推桿處在向上極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板306 左右的“T”形端部接觸上部軟磁體303，構(gòu)成磁力線回路(參見附圖9)，此時(shí)，一旦勵(lì)磁線圈中通入的激勵(lì)電流為零，推桿仍然能保持在向上極限位置的穩(wěn)定狀態(tài)，只有當(dāng)另一個(gè)反向激勵(lì)電流輸入到勵(lì)磁線圈，在軟磁體磁場(chǎng)氣隙處形成了磁場(chǎng)極性的改變，推桿上的永磁體才會(huì)在變化后的磁場(chǎng)作用下，再次迅速地被反向吸引和排斥。如果向勵(lì)磁線圈中通入交變激勵(lì)電流，推桿301即作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)例成為了一種低功耗的雙穩(wěn)態(tài)機(jī)械開關(guān)，可替代傳統(tǒng)磁保持繼電器中的勵(lì)磁控制開關(guān)，是一種節(jié)省、可靠的產(chǎn)品。實(shí)施例四
本實(shí)施例是以采用旋轉(zhuǎn)永磁體來產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。本實(shí)例裝置如附圖10、11、12所示。本實(shí)例中，旋轉(zhuǎn)永磁體402、411形狀為近似矩形，旋轉(zhuǎn)永磁體長(zhǎng)軸端處呈圓弧形， 軟磁體402和415合圍旋轉(zhuǎn)永磁體417，并與旋轉(zhuǎn)永磁體417之間留有極小氣隙，軟磁體402 和415被隔磁體416隔斷磁路，軟磁體410和413合圍旋轉(zhuǎn)永磁體411，并與旋轉(zhuǎn)永磁體411 之間留有極小氣隙，軟磁體410和413被隔磁體412隔斷磁路，軟磁體415與軟磁體413之間被隔磁體414隔斷磁路，軟磁體402的磁場(chǎng)引出端形狀為向下凸臺(tái)，軟磁體410的磁場(chǎng)引出端形狀為向上凸臺(tái)，上下凸臺(tái)相對(duì)，上下凸臺(tái)中心有通孔，非導(dǎo)磁推桿401穿過上下凸臺(tái)通孔，既起到導(dǎo)向和又輸出位移的作用，非導(dǎo)磁推桿401與一塊導(dǎo)磁基板406垂直固定，在該導(dǎo)磁基板上下表面對(duì)稱貼合永磁體405和407，即永磁體405和407的S極貼合在導(dǎo)磁基板的上下表面，并將貼合在導(dǎo)磁基板上下表面的永磁體置于上下凸臺(tái)之間，彈簧403和409 套裝在上下凸臺(tái)外，彈簧的一端抵觸軟磁體，另一端抵觸導(dǎo)磁基板上永磁體。本實(shí)施例中的彈簧403和409亦具有導(dǎo)磁作用，彈簧的形狀改變，有效的減小了永磁體與軟磁體上下凸臺(tái)之間的氣隙，在提高兩者吸合效果方面形成了很好的增益；另外，彈簧還對(duì)永磁體與軟磁體吸合過程中的物理沖擊起到了很好的緩沖，延長(zhǎng)了裝置的壽命；此外，當(dāng)反向切換時(shí)，被壓縮的彈簧的勢(shì)能釋放將提高換向速度。本實(shí)施例中，在上下凸臺(tái)磁極表面還設(shè)置有軟質(zhì)磁性減震層404、408，軟質(zhì)磁性減震層也起到了進(jìn)一步緩沖了推桿上貼合的永磁體對(duì)軟磁體上下凸臺(tái)的沖擊。本實(shí)施例中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)永磁體417、411的N極指向上方，軟磁體被磁化，軟磁體402 凸臺(tái)呈現(xiàn)為N極，軟磁體410凸臺(tái)呈現(xiàn)為S極，軟磁體410吸引永磁體407及推桿向下位移到極限位置，而軟磁體402則排斥永磁體405及推桿也向下位移，此狀態(tài)如圖10所示。當(dāng)推桿向下位移到極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板的“T”右端部接觸到軟磁體410，構(gòu)成了自永磁體407 出發(fā)，經(jīng)軟磁體410、旋轉(zhuǎn)永磁體411、軟磁體413、導(dǎo)磁基板406，再回到永磁體407的磁力線回路(參見附圖12)，封閉磁力線回路的形成，使推桿能保持在向下極限位置狀態(tài)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)永磁體417、411旋轉(zhuǎn)180度，即旋轉(zhuǎn)永磁體N極指向下方，軟磁體被磁化，軟磁體402凸臺(tái)處呈現(xiàn)S極，與此相對(duì)應(yīng)，軟磁體410凸臺(tái)呈現(xiàn)N極，推桿401會(huì)再次受到磁極變化的影響，被軟磁體402凸臺(tái)吸引，同時(shí)被軟磁體410凸臺(tái)排斥，推桿向上位移至極限位置，此狀態(tài)如圖11所示。由于本實(shí)施例裝置推桿狀態(tài)的穩(wěn)定是通過永磁體固有的磁能實(shí)現(xiàn)的，維持該穩(wěn)定狀態(tài)就不需要額外輸入能量，只需要提供一個(gè)觸發(fā)轉(zhuǎn)換能量即可實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換，所以，本實(shí)施例裝置可以成為一種低功耗的雙穩(wěn)態(tài)控制器件，可替代傳統(tǒng)磁保持繼電器中的勵(lì)磁控制開關(guān)，是一種節(jié)能、可靠的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于在運(yùn)動(dòng)部件上按磁極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，并將運(yùn)動(dòng)部件貼合永磁體的部位放置于交變磁場(chǎng)的兩磁極磁路氣隙之間，運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體即能被交變磁場(chǎng)的兩磁極反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件做往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于獲取交變磁場(chǎng)方法是，為軟磁體附加勵(lì)磁線圈，交變激勵(lì)電流輸入到勵(lì)磁線圈中，即在軟磁體磁場(chǎng)弓丨出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于獲取交變磁場(chǎng)方法是，用若干軟磁體包圍可旋轉(zhuǎn)永磁體，軟磁體相互之間被磁隔離，軟磁體與可旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有很小氣隙，施加外力旋轉(zhuǎn)該永磁體，即能在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于 電磁產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)擺動(dòng)的方法是，運(yùn)動(dòng)部件是導(dǎo)磁擺桿，導(dǎo)磁擺桿能圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，呈現(xiàn)機(jī)械杠桿特性，在該導(dǎo)磁擺桿的主動(dòng)臂按極性對(duì)稱固定兩個(gè)永磁體，即，兩塊永磁體的S極或N極貼合在導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂導(dǎo)磁基板的兩側(cè)，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂貼合永磁體部位被置于“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”或“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”軟磁體磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間，并保持所貼合永磁體磁極方向和軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致， 當(dāng)交變激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈或旋轉(zhuǎn)永磁體，組件中軟磁體磁場(chǎng)引出端處的交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于電磁產(chǎn)生機(jī)械式往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)直線運(yùn)動(dòng)的方法是，運(yùn)動(dòng)部件的構(gòu)成，是在一塊導(dǎo)磁基板的中心垂直固定一根非導(dǎo)磁推桿，并在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，所貼合兩塊永磁體的磁極方向與推桿的軸向一致，推桿貼合有永磁體部位被置于“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件，，或“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件，，軟磁體磁路氣隙之間，軟磁體磁極方向也與推桿的軸向一致，當(dāng)向勵(lì)磁線圈通入交變激勵(lì)電流或旋轉(zhuǎn)永磁體，即能在組件軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，貼合于推桿上的永磁體在該交變磁場(chǎng)作用下，被反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)推桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
6.一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于該裝置構(gòu)成包括有，運(yùn)動(dòng)部件、永磁體、交變磁場(chǎng)組件，運(yùn)動(dòng)部件上按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，并將運(yùn)動(dòng)部件貼合永磁體的部位放置于交變磁場(chǎng)組件的兩磁極磁路氣隙之間，運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體即能被交變磁場(chǎng)的兩磁極反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于其構(gòu)成還包括有平衡彈簧和軟質(zhì)磁性減震層，所述平衡彈簧設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件與固定部件之間，所述軟質(zhì)磁性減震層設(shè)置在交變磁場(chǎng)組件軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極處和(或)運(yùn)動(dòng)部件上的永磁體磁極處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于所述交變磁場(chǎng)組件是在軟磁體外附加勵(lì)磁線圈，交變激勵(lì)電流輸入到勵(lì)磁線圈中，即在軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于所述交變磁場(chǎng)組件是在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)永磁體的磁極對(duì)兩側(cè)面對(duì)稱的包覆兩個(gè)相互間被磁隔離的軟磁體，軟磁體與可旋轉(zhuǎn)永磁體之間留有很小氣隙，施加外力旋轉(zhuǎn)該永磁體，即能在兩個(gè)軟磁體的磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即構(gòu)成所謂“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于將上述兩個(gè)“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”中“C”字形軟磁體的四個(gè)磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙， 導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂中部按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，導(dǎo)磁擺桿貼合永磁體部位被置于磁場(chǎng)弓I出端磁路氣隙之間，并保持所貼合永磁體磁極方向和該軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致，導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)行程中，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂的“τ形”頂部能分別與被隔斷磁路的那對(duì)軟磁體磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)設(shè)置在隔磁支架上，當(dāng)激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈，使軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7或9所述的一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于將兩個(gè)“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”中的四個(gè)軟磁體磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂中部按極性對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，導(dǎo)磁擺桿貼合永磁體部位被置于該對(duì)磁場(chǎng)引出端的氣隙之間，并保持所貼合永磁體磁極方向和該軟磁體磁場(chǎng)引出端氣隙的磁極方向一致，導(dǎo)磁擺桿擺動(dòng)行程中，導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂的“T形“頂部能分別與被隔斷磁路的那對(duì)軟磁體磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，導(dǎo)磁擺桿支點(diǎn)設(shè)置在隔磁支架上。當(dāng)激勵(lì)電流通入勵(lì)磁線圈，使軟磁體磁場(chǎng)引出端處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)磁擺桿主動(dòng)臂上貼合的永磁體反復(fù)地施加吸引力和排斥力，進(jìn)而使導(dǎo)磁擺桿的從動(dòng)臂也隨之往復(fù)擺動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于將兩個(gè)“電能激勵(lì)獲取交變磁場(chǎng)組件”中的兩個(gè)“E”字形軟磁體的六個(gè)軟磁體磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中外側(cè)的兩對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，中間的一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙，所述運(yùn)動(dòng)部件由非導(dǎo)磁推桿、導(dǎo)磁基板和永磁體構(gòu)成，非導(dǎo)磁推桿與導(dǎo)磁基板垂直固定，在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)面貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，即兩個(gè)永磁體的N極或S極貼在導(dǎo)磁基板的兩個(gè)側(cè)面而另外的兩極朝外，且兩塊永磁體的磁極方向與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極方向也與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，非導(dǎo)磁推桿貼合有永磁體部位設(shè)置在軟磁體磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間，并留有推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板垂直于推桿軸向的端部能分別與“E”字形軟磁體外側(cè)磁場(chǎng)引出端軸向面相接觸，軟磁體中間磁場(chǎng)引出端中心有孔，非導(dǎo)磁推桿穿過該孔，起到既導(dǎo)向又可輸出運(yùn)動(dòng)位移的作用。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或7或9所述的一種電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于將兩個(gè)“磁能磁化獲取交變磁場(chǎng)組件”中“C”字形軟磁體的四個(gè)磁場(chǎng)引出端兩兩相對(duì)，其中一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間用隔磁體隔斷磁路，另一對(duì)磁場(chǎng)引出端之間留有較大氣隙， 所述運(yùn)動(dòng)部件由非導(dǎo)磁推桿、導(dǎo)磁基板和永磁體構(gòu)成，非導(dǎo)磁推桿與導(dǎo)磁基板垂直固定，在導(dǎo)磁基板的兩側(cè)面貼合兩塊尺寸相同而極性相反的永磁體，即兩個(gè)永磁體的N極或S極貼在導(dǎo)磁基板的兩個(gè)側(cè)面而另外的兩極朝外，且兩塊永磁體的磁極方向與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，軟磁體磁場(chǎng)引出端磁極方向也與非導(dǎo)磁推桿軸向一致，非導(dǎo)磁推桿貼合有永磁體部位設(shè)置在軟磁體磁場(chǎng)引出端磁路氣隙之間，并留有推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，導(dǎo)磁基板垂直于推桿軸向的“T”字形軸向端部能分別與兩個(gè)組件軟磁體的磁場(chǎng)的軸向引出端相接觸，軟磁體中部磁場(chǎng)引出端的中心有孔，非導(dǎo)磁推桿穿過該孔，起到既導(dǎo)向又可輸出運(yùn)動(dòng)位移的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的方法及裝置，該方法是在運(yùn)動(dòng)部件上對(duì)稱貼合兩塊相同的永磁體，并將運(yùn)動(dòng)部件貼合永磁體的部位放置于交變磁場(chǎng)的兩磁極氣隙之間，運(yùn)動(dòng)部件上永磁體被交變磁場(chǎng)兩磁極反復(fù)吸合和排斥，進(jìn)而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。調(diào)整運(yùn)動(dòng)部件與交變磁場(chǎng)兩磁極間的位置及結(jié)構(gòu)，即可使運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)擺動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還給出電磁產(chǎn)生機(jī)械往復(fù)擺動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的裝置，通過交變電源激勵(lì)或旋轉(zhuǎn)永磁體，在軟磁體上形成交變磁場(chǎng)，將擺桿和推桿貼合有永磁體的部位放置于軟磁體磁極氣隙中。本發(fā)明有效地利用了永磁體在交變磁場(chǎng)中受力和一旦與交變磁場(chǎng)磁極吸合即趨于穩(wěn)定的特性，使裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，維持狀態(tài)穩(wěn)定沒有能耗。
文檔編號(hào)H02K33/18GK102214980SQ201010137078
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者戴珊珊, 朱石柱 申請(qǐng)人:戴珊珊