[发明专利]一种空间常开型直动式电磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及电磁铁技术领域，尤其是一种能够实现空间微小飞行器与在轨释放装置的固定与分离的空间常开型直动式电磁铁。

背景技术

电磁铁因为具有结构简单、结实耐用等优点，成为现阶段许多自动化设备中最为常用的执行器件。电磁铁是一种通电后对铁磁物质产生电磁吸力，吸引衔铁作机械运动，从而将电磁能转换成机械能的设备。电磁铁已不但在一般工程技术领域中成熟应用，在空间机械设备上的应用也取得一定的成效，例如八O五所研制的空间对接机构已成功应用多种形式的电磁铁。伴随着我国航天事业的发展，预计2020年左右建成载人航天工程空间站。微小飞行器在轨释放是一项基于空间站平台的空间应用技术，用于在空间站平台释放微卫星与立方星等微小飞行器。电磁铁可以用于微小飞行器在轨释放装置，作为释放卫星的作动元件，实现被释放卫星与在轨释放装置的固定与分离。

作为航空领域微小飞行器在轨释放装置的执行器件，要求相应的电磁铁结构简单、运动可靠、可产生大吸力、可重复使用与适应空间环境条件等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能作为微小飞行器在轨释放装置的执行器件的空间常开型直动式电磁铁，其不仅运动可靠、可产生大吸力、可重复使用，而且结构简单，能够适应空间环境条件。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种空间常开型直动式电磁铁，包括：壳体、设置在壳体内侧的电磁组件、固定设置在壳体的第一端部的止座、设置在壳体的第一端部的弹簧组件、以及活动设置在壳体内的衔铁；所述止座的一端设置有凹锥孔，所述衔铁的一侧设置有与所述凹锥孔相匹配的凸锥部；所述止座的另一侧设置有挡面；所述壳体的另一端部为开放端面；其中：

所述电磁组件通电后产生磁场，所述衔铁在所述磁场的作用下通过所述凸锥部与所述凹锥孔的导向作用朝所述壳体的第一端部运动，压缩所述弹簧组件，且当所述凸锥部完全导入所述凹锥孔后，所述止座对所述衔铁进行限位；

所述电磁组件断电后，所述衔铁在所述弹簧组件的弹簧力作用下朝远离所述壳体的第一端部的方向运动，并通过设置在所述止座上的挡面进行限位。

在本发明的一个实施例中，所述电磁组件包括簧罩、压簧以及轴位螺钉，其中：

所述簧罩固定设置在所述止座上；

所述压簧连接在所述簧罩与所述轴位螺钉之间；

所述轴位螺钉包括相连的第一螺钉部以及第二螺钉部，所述止座上设置有依次相连的中央通孔与所述凹锥孔，所述中央通孔与所述第一螺钉部相匹配；所述衔铁上设置有与所述第二螺钉部相匹配的中央螺纹孔，且所述中央通孔的孔径大于所述中央螺纹孔的孔径；

所述衔铁的端面的直径大于所述中央通孔的孔径，当所述凸锥完全导入所述凹锥孔后，所述止座对所述衔铁进行限位；

所述第一螺钉部的端面上设置有一挡块，在所述衔铁朝远离所述壳体的第一端部的方向运动的过程中，所述止座上的挡面对所述挡块进行限位。

在本发明的一个实施例中，所述簧罩通过螺钉固定设置在所述止座上。

在本发明的一个实施例中，所述电磁组件包括磁轭、线圈以及引线，其中：

所述磁轭固定在所述壳体的内侧；

所述线圈绕在所述磁轭上；

所述引线与所述线圈，用于外接电源，为所述线圈供电。

在本发明的一个实施例中，所述电磁组件还包括导套，所述导套固定在所述壳体的内侧，所述磁轭固定在所述导套上；所述衔铁在所述导套内作直线运动。

在本发明的一个实施例中，所述电磁组件还包括出线护套，所述出线护套安装在所述壳体上，所述引线通过所述出线护套引出。

本发明的空间常开型直动式电磁铁，其壳体的一端面通过止座与弹簧组件封闭，另一端面开放，简化了结构的同时也方便了空间站微小飞行器的释放与固定；其具有两种工作状态：通电衔铁吸合状态与断电衔铁推出状态，并且巧妙地通过止座来对两种工作状态的衔铁进行限位和导向，保证了运动的可靠性；通过重复衔铁的吸合与推出动作，能够重复执行微小飞行器的释放与固定任务，并且由于结构相对简单易于航天员对其进行检查与维修，在空间环境条件下可靠性更强。

本发明的空间常开型直动式电磁铁，以压簧作为复位部分的主要元件，使得复位部分机械结构相对比较简单；通过控制线圈电流的大小能够控制对衔铁吸力的大小，可以保证需要时能够产生足够大的吸力，以适应于执行不同的微小飞行器的释放与回收任务。

本发明的空间常开型直动式电磁铁，衔铁在导套内运动，导套对衔铁具有径向限位作用，从而可避免衔铁在运动过程中的径向偏摆，进一步提高了系统的可靠性。