雙向線性力馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及流體傳動及控制系統(tǒng)中的電液比例閥，特別是一種結(jié)構(gòu)改進的雙向線性力馬達。本發(fā)明所述的雙向線性力馬達，包括外殼，設(shè)置于外殼兩端第一端蓋和第二端蓋，導(dǎo)磁環(huán)，所述外殼和導(dǎo)磁環(huán)之間設(shè)有控制線圈，所述第一端蓋、第二端蓋與導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)置的空間內(nèi)設(shè)有銜鐵，所述銜鐵設(shè)有輸出推桿，所述銜鐵設(shè)有第一凸起部和第二凸起部，所述第一端蓋和第二端蓋設(shè)有與第二凸起部相互配合的凹槽，所述導(dǎo)磁環(huán)兩端設(shè)有與第一永磁體和第二永磁體，所述銜鐵與第一端蓋和第一永磁體之間設(shè)有第一隔磁間隙，與第二端蓋和第二永磁體之間設(shè)有第二隔磁間隙。本發(fā)明所述的雙向線性力馬達，非工作間隙小，系統(tǒng)能耗降低，發(fā)熱量減少，水平輸出力增大。
【專利說明】雙向線性力馬達

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體傳動及控制系統(tǒng)中的電液比例閥，特別是一種低功耗、非工作間隙較小的雙向線性力馬達。

【背景技術(shù)】
[0002]比例電磁鐵作為一種電液比例控制元件的電-機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其功能是將控制放大器輸出的電流信號成比例地轉(zhuǎn)換成力或位移。傳統(tǒng)的比例電磁鐵在電液比例閥上應(yīng)用廣泛，但是由于其僅能提供單向驅(qū)動力，限制了其使用范圍。液壓閥需要實現(xiàn)雙向作用，要采用兩個比例電磁鐵，這使得閥的體積增大，成本提高，而且電磁鐵質(zhì)量的增加對閥的動態(tài)響應(yīng)也會產(chǎn)生負面的影響。因此能夠提供一種雙向驅(qū)動力的電-機械轉(zhuǎn)換器，是目前研究的重點。
[0003]典型的線性力馬達結(jié)構(gòu)，在發(fā)明專利US4127835和US4235153中均已公開。其主要存在以下問題:1、需控制電流較大，系統(tǒng)功耗較大，無法滿足節(jié)約能耗的要求；2、線圈易升溫，限制了輸出功率的提高；3、力馬達輸出位移-力特性非線性嚴重。為了克服以上問題，專利CN101013841中公開了一種雙向線性力馬達，雖然其系統(tǒng)功耗和傳統(tǒng)線性力馬達結(jié)構(gòu)相比，得以降低，但是其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所用隔磁環(huán)和導(dǎo)套需要焊接成型，制造工藝復(fù)雜，成本較高，系統(tǒng)中的非工作間隙較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用可變隔磁間隙取代常規(guī)隔磁環(huán)的低功耗、制造簡單、成本較低的耐高壓雙向線性力馬達。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種結(jié)構(gòu)改進的雙向線性力馬達，包括外殼，設(shè)置于外殼兩端第一端蓋和第二端蓋，導(dǎo)磁環(huán)，所述第一端蓋和第二端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述外殼和導(dǎo)磁環(huán)之間設(shè)有控制線圈，所述控制線圈和導(dǎo)磁環(huán)之間設(shè)有非導(dǎo)磁耐壓套管，所述第一端蓋、第二端蓋與導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)置的空間內(nèi)設(shè)有銜鐵，所述銜鐵的通孔中設(shè)有輸出推桿，所述輸出推桿兩端套設(shè)有與推桿同軸設(shè)置的上軸承和下軸承，所述上軸承和下軸承分別設(shè)置于第一端蓋和第二端蓋中，其結(jié)構(gòu)特點在于，所述銜鐵設(shè)有第一凸起部，所述第一凸起部上設(shè)有第二凸起部，所述第一端蓋和第二端蓋分別設(shè)有與第二凸起部相互配合的凹槽，所述導(dǎo)磁環(huán)兩端分別設(shè)有與第一端蓋和第二端蓋相互配合的第一永磁體和第二永磁體,所述第一永磁體和第二永磁體磁極同向相對，所述銜鐵與第一端蓋和第一永磁體之間設(shè)有第一隔磁間隙，與第二端蓋和第二永磁體之間設(shè)有第二隔磁間隙。
[0006]所述第一端蓋和第二端蓋與耐壓套管之間分別設(shè)有第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽，所述第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽分別裝有第一密封圈和第二密封圈。
[0007]更具體地，所述第一隔磁間隙設(shè)于第一永磁體與銜鐵的第一凸起部、第二凸起部、第一端蓋的凹槽所形成的空間內(nèi)，所述第二隔磁間隙設(shè)于第二永磁體與銜鐵的第一凸起部、第二凸起部、第二端蓋的凹槽所形成的空間內(nèi)，所述第一隔磁間隙和第二隔磁間隙的空間大小取決于第一凸起部和第二凸起部的形狀，所述第一凸起部和第二凸起部的形狀取決于第一凸起部和第二凸起部的斜面與底面或上表面的夾角或補角的大小。所述第一隔磁間隙和第二隔磁間隙的大小可通過銜鐵的上下移動，而發(fā)生改變。發(fā)生改變的隔磁間隙，可影響雙向線性力馬達輸出水平力的大小。
[0008]作為優(yōu)選，所述第一凸起部的斜面與第二凸起部的底面之間夾角的補角為B，B為50°?70°，所述第二凸起部的斜面與上表面的夾角為α，α為90°?100°，所述第一端蓋和第二端蓋的凹槽的斜面與底面之間的夾角為A，A的取值與α相同，所述第一端蓋和第二端蓋的斜面與凹槽上表面之間夾角的補角為β，β為40°?60°。由所述角度范圍內(nèi)的夾角配合構(gòu)成第一凸起部和第二凸部，可使雙向線性力馬達的系統(tǒng)電流力特性輸出加大，因而可降雙向比例電磁鐵的系統(tǒng)功耗。
[0009]作為優(yōu)選，所述銜鐵的兩個第一凸起部之間徑向設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽相當與第三隔磁間隙，其設(shè)置的目的在于，進一步提高系統(tǒng)水平特性力的輸出。
[0010]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果:1、利用距離可變的隔磁間隙取代常規(guī)的隔磁環(huán)，減少了系統(tǒng)中的非工作間隙，提高了磁能利用率；2、系統(tǒng)耗能降低，水平特性力的輸出增大；3、非導(dǎo)磁金屬耐壓套管有利于系統(tǒng)散熱；4、輸出力可以雙向連續(xù)控制，無零位死區(qū)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明所述雙向線性力馬達的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明所述雙向線性力馬達的局部放大示意圖。
[0014]標號說明:1、第一端蓋；2、第二端蓋；3、外殼；4、控制線圈；5、耐壓套管；6、上軸承；7、下軸承；8、輸出推桿；9、第一永磁體；10、導(dǎo)磁環(huán)；11、銜鐵；12、第二永磁體；13、第二隔磁間隙；14、第一隔磁間隙；15、第二通孔；16、第一通孔；17、環(huán)形凹槽；18、第二凸起部；19、凹槽；20、第一凸起部；21、第一密封圈；22、第二密封圈。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0016]實施例1:如圖1至2所示，本實施例1所述的一種雙向線性力馬達，包括包括外殼3，設(shè)置于外殼3兩端第一端蓋I和第二端蓋2，導(dǎo)磁環(huán)10，所述第一端蓋I和第二端蓋2的結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述外殼3和導(dǎo)磁環(huán)10之間設(shè)有控制線圈4，所述控制線圈4和導(dǎo)磁環(huán)10之間設(shè)有非導(dǎo)磁耐壓套管5，所述第一端蓋1、第二端蓋2與導(dǎo)磁環(huán)10內(nèi)置的空間內(nèi)設(shè)有銜鐵11，所述銜鐵11的通孔中設(shè)有輸出推桿8，所述輸出推桿8兩端套設(shè)有與推桿同軸設(shè)置的上軸承6和下軸承7，所述上軸承6和下軸承7分別設(shè)置于第一端蓋I的第一通孔16和第二端蓋2的第二通孔15中，所述銜鐵11設(shè)有第一凸起部20，所述第一凸起部20上設(shè)有第二凸起部18，所述第一端蓋I和第二端蓋2分別設(shè)有與第二凸起部18相互配合的凹槽19，所述導(dǎo)磁環(huán)10兩端分別設(shè)有與第一端蓋I和第二端蓋2相互配合的第一永磁體9和第二永磁體12，所述第一永磁體9與第一凸起部20、第二凸起部18、第一端蓋I的凹槽19之間設(shè)有第一隔磁間隙14，所述第二永磁體12與第一凸起部20、第二凸起部18、第二端蓋2的凹槽19之間設(shè)有第二隔磁間隙13。所述第一隔磁間隙14和第二隔磁間隙13的大小取決于第一凸起部20和第二凸起部18的斜面與上表面或底面的夾角或補角的大小。所述第一凸起部20的斜面與第二凸起部18的底面之間夾角的補角為B，B為55°?65°，所述第二凸起部18的斜面與上表面的夾角為α，α為90°?95°，所述第一端蓋I和第二端蓋2的凹槽19的斜面與底面之間的夾角為A，A的取值與α相同，所述第一端蓋I和第二端蓋2的斜面與凹槽19的上表面之間夾角的補角為β，β為45°?55°。由所述角度范圍內(nèi)的夾角配合構(gòu)成第一凸起部和第二凸部，可使雙向線性力馬達的系統(tǒng)水平特性力輸出加大，因而可降低雙向比例電磁鐵的系統(tǒng)功耗。
[0017]作為優(yōu)選，所述銜鐵11的兩個凸起部20之間徑向設(shè)有環(huán)形凹槽17。環(huán)形凹槽17的設(shè)置有利于增大系統(tǒng)水平特性力的輸出。所述第一端蓋I和第二端蓋2與耐壓套管5之間分別設(shè)有第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽，所述第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽分別裝有第一密封圈21和第二密封圈22。密封圈的設(shè)置,可使流入銜鐵11的液體形成一個密閉的腔體。
[0018]本發(fā)明所述雙向線性力馬達的工作原理為:首先第一永磁體9和第二永磁體12建立極化磁場，然后給控制線圈4輸入控制電流，控制線圈4通電后，產(chǎn)生控制磁場。控制磁場與極化磁場產(chǎn)生差動疊加，使得銜鐵11的一端磁場得到加強，另一端減弱，繼而使得銜鐵11向著磁場方向增強的地方移動直至銜鐵11達到新的平衡。當輸入電流極性相反時，銜鐵11可向另一個方向運動。第一隔磁間隙14和第二隔磁間隙13的存在，可使得系統(tǒng)非工作間隙減少，軸向水平輸出力增大，繼而降低系統(tǒng)功耗，實現(xiàn)節(jié)能的目的。另外，當控制線圈4未通電時，銜鐵11處于中間狀態(tài)。
[0019]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向線性力馬達，包括外殼(3)、設(shè)置于外殼(3)兩端的第一端蓋(I)和第二端蓋(2)、導(dǎo)磁環(huán)(10)，所述外殼(3)和導(dǎo)磁環(huán)(10)之間設(shè)有耐壓套管(5)，所述耐壓套管(5)和外殼(3)之間設(shè)有控制線圈(4)，所述導(dǎo)磁環(huán)(10)內(nèi)設(shè)有銜鐵(11)，所述銜鐵(11)的通孔中設(shè)有輸出推桿(8)，所述輸出推桿(8)兩端分別設(shè)置于第一端蓋(I)和第二端蓋(2)中，其特征在于，所述第一端蓋⑴和第二端蓋(2)設(shè)有凹槽(19)，所述銜鐵(11)設(shè)有第一凸起部(20)，所述第一凸起部(20)上與凹槽(19)相匹配的第二凸起部(18)，所述導(dǎo)磁環(huán)(10)兩端設(shè)有與第一端蓋(I)和第二端蓋(2)相互配合的第一永磁體(9)和第二永磁體(12),所述第一永磁體(9)和第二永磁體(12)磁極同向相對,所述銜鐵(11)與第一端蓋(I)和第一永磁體(9)之間設(shè)有第一隔磁間隙(14),與第二端蓋(2)和第二永磁體(12)之間設(shè)有第二隔磁間隙(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性力馬達，其特征在于，所述第一端蓋(I)和第二端蓋(2)中設(shè)有上軸承(6)和下軸承(7)，所述輸出推桿(8)兩端分別設(shè)置于上軸承(6)和下軸承⑵中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性立馬達，其特征在于，所述第一隔磁間隙(14)設(shè)于第一永磁體(9)與第一凸起部(20)、第二凸起部(18)、第一端蓋(I)的凹槽(19)之間；所述第二隔磁間隙(13)設(shè)于第二永磁體(12)與第一凸起部(20)、第二凸起部(18)、第二端蓋的凹槽(19)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性立馬達，其特征在于，所述銜鐵(11)徑向開設(shè)有環(huán)形凹槽(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙向線性立馬達，其特征在于，所述銜鐵(11)的第二凸起部(18)的斜面與上表面的夾角為α，α為90°?100°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性力馬達，其特征在于，所述第一端蓋(I)和第二端蓋(2)的凹槽(19)的斜面與底面的夾角為A，A的取值與α相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性立馬達，其特征在于，所述第一端蓋(I)和第二端蓋(2)的斜面與凹槽(19)的上表面夾角的補角為β，β為40°?60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性力馬達，其特征在于，所述第一凸起部(20)的斜面與第二凸起部(18)底面的夾角的補角為B，B為50°?70°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向線性力馬達，其特征在于，所述第一端蓋(I)與耐壓套管(5)、第二端蓋(2)與耐壓套管(5)之間分別設(shè)有第一密封圈(21)和第二密封圈(22)。
【文檔編號】H02K33/16GK104167895SQ201410412510
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】劉偉, 吳志強, 潘勁 申請人:浙江萬向精工有限公司, 萬向集團公司