[发明专利]一种基于halbach永磁阵列的阻尼定位弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼定位弹簧，具体涉及一种基于halbach永磁阵列的阻尼定位弹簧。

背景技术

带有定位功能的旋转弹簧被广泛应用到工业领域和生活中，例如大厦的弹簧门可以定位到“开”和“关”的状态；自动化生产线上的装载加工件的转台，也需要在各个固定角度切换。定位刚度高、定位角度切换迅速，是工业定位旋转弹簧的基本要求。

halbach磁极阵列通过将磁场角度旋转排列的磁极拼装在一起，形成单面高强度磁场。用halbach磁极阵列分别组成的定子和转子，其磁场强度比普通磁极排列更高，所以能提供更高的定位扭矩和切换速度。如美国专利US7265470A公开了一种定位弹簧，包括直线状或者环形状的两个halbach永磁阵列，通过永磁阵列之间的相互作用，实现线性运动或者旋转运动。然而，上述专利公开的定位旋转弹簧由于无阻尼，旋转时容易过猛导致的平衡点振动、过高的离心力，对弹簧上搭载的设备带来不必要的晃动和冲击。例如，若将上述专利的旋转定位弹簧安装至弹簧门上，在开/关切换过程中，弹簧门会猛烈地运动至开或关的平衡点处，显然不利于弹簧门的使用和维护。因此，普通定位弹簧存在旋转或者直线运动过猛无缓冲的问题。

发明内容

根据上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于halbach永磁阵列的阻尼定位弹簧，本发明采用高定位刚度、高速切换的磁性弹簧，可用于快速切换结构中，同时又用电涡流原理增加了磁性弹簧切换过于猛烈的动态特性、同时不影响高定位刚度的静态特性，为工业和民用领域提供了一种高定位刚度、切换迅速但不会产生过分振动的阻尼旋转定位弹簧。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种基于halbach永磁阵列的阻尼定位弹簧，包括第一halbach永磁阵列和第二halbach永磁阵列，所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列可相对运动，还包括电涡流阻尼件，所述电涡流阻尼件设置在所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列 之间。

进一步地，所述电涡流阻尼件与所述第一halbach永磁阵列或所述第二halbach永磁阵列其中一者固定连接，所述电涡流阻尼件与所述第一halbach永磁阵列或所述第二halbach永磁阵列的另一者之间设置有一空隙。

进一步地，所述第一halbach永磁阵列、所述第二halbach永磁阵列以及电涡流阻尼件均为环形，其中所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列同轴地径向并列设置，所述第一halbach永磁阵列设置在所述第二halbach永磁阵列的外侧，所述电涡流阻尼件固定在第一halbach永磁阵列的内侧或者第二halbach永磁阵列的外侧，所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列可相对旋转。

进一步地，所述第一halbach永磁阵列、所述第二halbach永磁阵列以及电涡流阻尼件均为环形，其中所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列也可以同轴地轴向并列设置，所述第一halbach永磁阵列设置在所述第二halbach永磁阵列的上方，所述电涡流阻尼件固定在第一halbach永磁阵列上或者第二halbach永磁阵列上，所述第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列可相对旋转。

进一步地，所述第一halbach永磁阵列、所述第二halbach永磁阵列以及电涡流阻尼件可均呈直线状，所述第一halbach永磁阵列所述第二halbach永磁阵列之间可相对运动。

进一步地，所述电涡流阻尼件由金属制成的。

进一步地，所述电涡流阻尼件是由金属一体成型制成的；或者所述电涡流阻尼件是由互相绝缘的金属条构成。

进一步地，所述电涡流阻尼件是具有可变电阻的电涡流阻尼件。

进一步地，所述电涡流阻尼件上设置有滑动变阻器，所述滑动变阻器用于调节电涡流阻尼件的电阻。

进一步地，所述电涡流阻尼件上设置有开关电路，所述开关电路用于调节电涡流阻尼件的电阻。

进一步地，所述第一halbach永磁阵列或所述第二halbach永磁阵列其中一者为定子，另一者为转子；所述定子与外部固定结构连接。

进一步地，第一halbach永磁阵列和所述第二halbach永磁阵列的定位间隔均为360°/N，其中定位点N为大于等于1的正整数。

本发明的有益效果如下：