[发明专利]非接触式电磁场波动驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式电磁场波动驱动装置，可替代现有的采用传动链驱动和摩擦驱动技术的轨道车的驱动系统，尤其适用于现有摩擦驱动轨道车的驱动系统改造。

背景技术

目前，公知的自身无动力的轨道车主要有传统的链传动驱动和较先进的摩擦驱动两种推动方式。链传动驱动方式是用电机带动链轮转动，链轮带动沿轨道布置的链条移动，从而推动轨道车运动。其不足之处在于高耗能、现场污染严重、可靠性低等。摩擦驱动方式是通过摩擦轮和与车体相联的摩擦杆间所产生的摩擦力来推动轨道车运动。其不足之处在于摩擦驱动装置较为复杂。为了保证摩擦驱动所需的正压力及适应弯道的偏移，托轮机构和驱动系统整体偏转结构是必不可少的。摩擦驱动轮和托轮的工作面需外覆摩擦材料，该摩擦材料与驱动轮本体间常出现脱离的现象。此外，摩擦杆工作面需进行糙化处理，加工成本较高。受到工作温度、湿度等环境因素的影响，摩擦驱动的性能不稳定。

发明内容

为了克服现有链传动驱动和摩擦驱动结构复杂、可靠性差和制造维修成本高等不足，提出了一种基于波动电磁场与静态磁场间的磁力耦合效应的具有结构和工艺简单，可靠性高，制造和维护成本低等优点的非接触式电磁场波动驱动装置。

一种非接触式电磁场波动驱动装置，其特征在于：由驱动杆、磁场行波发生装置组成；其中驱动杆上沿其工作面以队列方式等间距排布永磁体，永磁体磁极向外且相邻永磁体的磁极相反；磁场行波发生装置由一组等间距排布的电磁线圈，和与其相联的电流控制器组成，其中电磁线圈磁极方向与驱动方向垂直与驱动杆磁极相对，其中电流控制器通过控制电流使电磁线圈产生磁场行波，磁场行波的幅值和频率受控。

磁场行波发生装置主要由直流电源、功率场效应管、驱动器和控制单元等组成。直流电源提供所需电流，控制单元按程序以PWM原理通过驱动器驱动功率场效应管，以控制流经电磁线圈的电流，使电磁线圈内产生所需频率和磁场强度的磁场行波，该波将对驱动杆工作面上的永磁体施加作用力，从而使驱动杆前进。驱动杆前进的速率与该磁场行波的波速一致。

本发明通过提出新的驱动原理和相应的实现结构，简化了现有轨道物流车的驱动系统的结构，提高了其可靠性，降低了生产和维护的成本，同时，也比传统摩擦驱动更节能。本发明可应用于轨道车驱动领域，

附图说明

图1非接触式磁场波动驱动原理。

图2电流控制器原理图。

图中标号名称：1.驱动杆，2.永磁体，3.驱动杆运动方向，4.行波方向，5.磁场行波，6.电磁线圈。

具体实施方式

本发明的非接触式磁场波动驱动装置可以用于自身无动力的轨道车。下面以用于轨道车为例具体介绍本发明。

图1中，驱动杆1与轨道车一体，由非磁性材料制成。驱动杆内嵌永磁体2沿驱动杆1工作面以一定间距线性分布。相邻永磁体磁极相反。电磁线圈6以一定间距分布于轨道边，其磁极与驱动杆内嵌永磁体2磁极相对。当受控电流分别渡过电磁线圈6时，将产生磁场行波5。行波方向4与驱动杆运动方向3一致。行波发生时，将推动驱动杆1运动，从而轨道车沿轨道随其运动。

多个电磁线圈形成一组，沿轨道以一定间隔分布多组电磁线圈，可实现轨道车连续拉力式驱动。电磁线圈相对地面固定不动，与驱动杆工作面相对的电磁线圈组处于工作状态，其它电磁线圈处于不工作状态。

图2中，控制单元为微处理器，其功能是执行相应的控制程序，并向驱动器发送电流脉宽调制(PWM)指令。驱动器根据控制单元的指令接通或截止功率场效应管，形成实际的电流脉宽调制动作。直流电源提供所需的电流，电流通过功率场效应管调制后形成流径电磁线圈的具有特定强度大小和方向的电流。该电流通过电磁线圈形成具有相应强度和磁极方向的磁场。多个电磁线圈按一定间距排列后产生的组合时变磁场可以形成所需脉宽和速度的行波。根据磁力偶合效应，行波将使驱动杆运动，从而推动车体运动。