[发明专利]电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合

说明书

技术领域

本发明涉及电磁电机技术领域，具体地，涉及一种电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合。

背景技术

近些年来，电、磁致伸缩驱动技术发展迅速，产生了如巨磁致伸缩材料、电陶瓷以及磁致伸缩形状记忆合金等智能材料。这些智能材料具有能量密度大，输出功率高，伸缩形变精确等优点，因此基于这些智能材料可以研发高性能驱动器和直线电机。但是基于智能材料研制的直线电机，特别是对于尺蠖运动类直线电机，由于没有性能匹配的箝位机构，而使的智能材料的大输出应力性能不能够得到充分发挥，致使这类电机不能用于超大负载驱动、传动领域。

经对现有技术的文献检索发现，Jaehwan Kim等在《Mechatronics》(机械电子学期刊，2002年第12期第几525-542页)上发表的论文A hybrid inchworm linear motor(混合式尺蠖运动直线电机)，该直线电机的设计基于尺蠖运动机理，由一个磁致伸缩机构和两个压电伸缩机构组成；磁致伸缩机构用来产生尺蠖运动直线位移，两个压电伸缩机构作为尺蠖箝位机构产生箝位动作。这种电机采用的压电箝位机构，由于其使用的是脆性压电材料，其抗挤压能力有限，过大的箝位及压力会将压电材料压碎，致使箝位功能丧失，其作直线驱动的磁致伸缩机构可产生超大输出应力的性能因此无法实现。

以上直线电机的箝位方式，箝位变形量小，驱动位移量小，实现大负载、大行程驱动较难。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种电磁箝位机构及其直线驱动装置，其中，电磁箝位机构通过电磁控制箝位锁紧和释放，并利用这种电磁箝位机构形成具有精密移动和断电保持功能的直线驱动装置、组合。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的第一个方面，提供了一种电磁箝位机构，包括电磁体、永磁体及变形体，所述永磁体的磁极与电磁体的磁极直接接触或靠近，形成控制磁路，所述变形体与永磁体刚性连接；所述永磁体在控制磁路磁场的驱动下相对电磁体运动，并驱动变形体产生变形，进而实现箝位锁紧和释放。

优选地，还包括移动轴，所述永磁体与电磁体同轴设置于移动轴上，所述永磁体与移动轴之间相对滑动。

优选地，所述永磁体为两个，且分别设置于电磁体的两侧磁极上。

优选地，所述变形体包括如下任一种结构：

-弹性框体，所述弹性框体与永磁体之间刚性连接；

-对称设置且设有相适配卡口的两根预紧弹片，所述两根预紧弹片与永磁体之间通过刚性材料体固联；

-手钳结构变形体，所述手钳结构变形体的下端与永磁体刚性连接。

优选地，所述手钳结构变形体采用如下任一种结构：

-两根左右对称设置的V型弹性体；

-两根交叉设置的直线型弹性体；

两根弹性体之间轴连接。

优选地，所述手钳结构变形体的顶端设有刚性卡体。

根据本发明的第二个方面，提供了一种直线驱动装置，包括：

-电磁箝位装置，所述电磁箝位装置主要由至少一个上述任一项所述的电磁箝位机构构成；

-中央驱动装置；

所述电磁箝位装置通过中央驱动装置的驱动产生相对被驱动体的运动。

优选地，所述中央驱动装置为如下任一种结构：

-用于中央驱动装置的电磁箝位机构，采用上述任一项所述的电磁箝位机构；所述用于中央驱动装置的电磁箝位机构与相邻的构成电磁箝位装置的电磁箝位机构之间通过刚性材料体刚性连接；

-包括中央电磁体和至少一个中央永磁体，所述中央永磁体设置于中央电磁体的磁链路上，形成控制磁路；所述中央永磁体与相邻的构成电磁箝位装置的电磁箝位机构之间刚性连接。

优选地，所述中央永磁体的磁极与中央电磁体的磁极直接接触或靠近。

优选地，所述电磁箝位装置采用如下任一种结构：

-包括至少两个电磁箝位机构，所述电磁箝位机构的变形体采用弹性框体，相邻两个电磁箝位机构与中央驱动装置之间刚性连接；所述被驱动体包覆于电磁箝位装置和中央驱动装置的外部或设置于电磁箝位装置和中央驱动装置的上下两侧，并在电磁箝位装置自身箝位锁紧/释放和中央驱动装置的驱动下进行尺蠖运动的同时，产生相对水平方向的运动；