[发明专利]一种永磁电磁结合的驱动机构

说明书

一种永磁电磁结合的驱动机构，为机电类设备的一种运动机构。这个机构的最大特点是，作为一种连续往复运动不是过去所采用的电磁或电磁永磁结合的运动。它的特点是其机械的连续运动的输出，是一部分动作由永磁铁3的磁力作用来完成，一部分动作由线圈7和铁芯6产生的电磁力作用来完成。使得输出轴10在电磁力和永磁力的作用下完成连续的转动。如将多个这样的机构的输出轴10同轴连接，且让多个曲柄9之间设置成具有一定的角度差，会使得输出轴10输出很大的转动力矩和转动的平稳性。作为往复运动单元围绕输出轴10的周围布置有较大的空间选择。

技术领域

本发明属于电力驱动技术领域，特别是涉及一种永磁电磁结合的驱动机构。

背景技术

电动驱动机构在工业发展的历史上起到了不可代替的作用。正因为如此，人们在这方面做了大量的工作，根据需要设计出各种各样的电动机构。比如电动机和电磁驱动机构等来实现所需的动作，满足工厂和工程上的需要。它们的共同特点是靠电磁力将电能转化为机械能。随着永磁技术的不断几步，其应用也十分广泛，也被应用于电动机和和电磁驱动机构的技术领域。如永磁电机和高压断路器的合闸机构都用到了永磁材料构成的零部件。

常用的永磁材料主要包括铝镍钴永磁、铁氧体永磁、钐钴永磁和钕铁永磁等材料。其中钐钴永磁材料的综合应用性能相对好一些。化学成分为Cm2Co17钐钴永磁，它的最大磁能级超过258.6kJ/m³,去磁曲线基本上是一条直线，与回复直线基本上重合。并且居里温度高达710~880℃，兼有高剩磁高矫顽力的特点。它不仅适用于静态条件应用，也适合于动态条件应用。

发明内容

本发明的目的是：用永磁铁和电磁铁作为相互切换的动力源驱动机构实现一个往复动作，从而带动所设计的机构实现与电动机同样的转动动力输出。它的优点是，所设置的动力输出与转动输出的距离可以设置的比较远和可伸缩性，且动力可以分布式设置。

如图4所示，为永磁电磁结合的驱动机构的模型图，它主要由永磁铁、套筒、铁芯和线圈构成。铁芯的两端是包裹套筒两端相互连接的。套筒为低相对磁导率的材料制成，如黄铜。

在磁的技术领域有一个磁阻最小原理，它的表述是这样的：磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合。所述的永磁铁、套筒的壁、铁芯和空气间隙构成了一个闭合的磁阻回路，而且在铁芯的左端和永磁铁左端之间的空气间隙的距离最小时才符合磁阻最小原理。

对于永磁铁左端和铁芯左端面之间有一端距离，铁芯的左端还没有环抱永磁体的左端 ，二者的相互吸引力主要体现在永磁铁延套筒左向滑动。对于永磁铁的右端和铁芯的右端而言，铁芯的右端是环抱套筒和永磁铁右端的，两者之间的作用力主要体现在永磁铁的径向方向，这些径向力在其对称方向上将基本上相互抵消，以至于永磁铁的柱面与套筒内壁之间的摩檫力很小。这时，永磁铁左端和铁芯左端面之间的相互吸引使得永磁铁延套筒内向左滑动。直到永磁铁的左端和右端与铁芯的左端和右端相对应的状态相同，永磁铁停止移动。但如果对永磁铁的运动加以限制，使永磁铁左端与铁芯左端之间的吸力总是主要体现于永磁铁的轴向，而使永磁铁右端与铁芯右端之间的吸力主要体现于永磁铁的径向上。给线圈通电使铁芯产生一个与永磁铁磁场方向相反的磁场，这时永磁铁左端与铁芯左端之间将产生斥力，使得永磁铁在套管中向右滑动。如果控制好线圈通电和断电的时间，就可以实现永磁铁在套筒内的往复运动。