[发明专利]一种电磁铁推拉控制装置

说明书

本发明涉及机械领域，具体涉及一种电磁铁推拉控制装置。本发明公布了一种电磁铁推拉控制装置，包括一组正向驱动线圈，一组反向驱动线圈以及一根不导磁推拉杆；每个驱动线圈配置有一个衔铁工作端，不导磁推拉杆与各衔铁工作端相对固定；各驱动线圈组包括一个主驱动线圈以及至少一个辅助驱动线圈；衔铁与驱动线圈错落布置，保证推拉杆在运动过程中，总有衔铁工作端面处于对应驱动线圈中间，即处于最大吸动力状态。两组驱动线圈交替通断，实现双向出力功能。本发明不但让电磁铁双向装置具有较大的启动力，并且使大行程范围内电磁驱动力均衡成为可能；同时自带驱动测控电路板，也可实现各组线圈之间的按需逻辑控制和节能控制。

技术领域

本发明涉及机械技术领域，涉及推拉控制技术，具体涉及一种基于电磁铁的推拉控制装置。

背景技术

较大行程的推拉控制，主要通过气缸、油缸、电缸来实现。相对气缸和电缸，液压系统中的油缸主要应用于需更大输出力的场合。气缸与油缸结构原理类似，与油缸不同之处在于，其能量传送的介质是压力气体。电缸的推拉控制，一般由电机带动涡轮丝杠实现，与同行程气缸比较，往往推拉动作速度不及气缸快。

气缸具有清洁、体小、有较大的行程、较大推拉力等优点。但是由于气缸以压力气体感作为介质，一方面，整个装置对气密性有着很高的要求，较高的加工精度要求决定了气缸有着更高的加工制造成本，漏气维护和磨损更换决定了气缸的使用有着更高的维护成本。另一方面，气缸在使用时，需要配置空压机、用于与压力气源连接的管路以及用于控制管路通断的电磁阀，空压机和电磁阀等辅助设备和装置的使用决定了气有着更高的使用成本。需且，在多气动件组合应用中连接管路相对复杂，给气缸的应用设计也造成了很多不便。

基于电磁铁原理，通过电磁线圈驱动衔铁直线移动，也可以实现一定行程范围内的推拉控制。因为电磁铁用电作为动力源、且结构相对简单，所以电磁铁推拉控制装置相对于气缸，具有易于控制、不需要辅助设备和装置、不受复杂的管线限制、无气密性要求、不易磨损无需经常维护等优点。

但是，现有电磁铁推拉控制装置的普遍特点是：在整个行程范围中，只有在很小的行程区间内电磁线圈对衔铁具有较大的电磁推动力。在较大行程的推拉控制中，如果将大推力行程区间设计在整个行程的起始端，可以使装置具有较大的初始启动力，但是在行程的终止端，则往往缺少足够的电磁推动力以保持动作。相反如果将大推力行程区间设计在整个行程的终止端，虽然可以使装置具有较大的动作保持驱动力，但是初始启动力相对较小的问题则难以避免。

在衔铁的行程终点设置挡铁，可以在一定程度上解决动作保持驱动力不足的问题，但是无法解决初始启动力不足的问题。而且挡铁需占用部分电磁线圈对衔铁的有效驱动范围，会导致衔铁有效行程缩短。

根据木桶短板理论，现有电磁铁推拉控制装置用于较大行程的推拉控制时，无论如何设计大推力行程区间在整个行程范围内的位置，都需要加大线圈额定电流以同时保证装置具有足够的初始启动力、动作保持驱动力、以及行程过程中对衔铁的连续驱动力。其结果是造成大量的能耗的浪费。

此外，现有电磁铁推拉控制装置对电磁线圈的控制方式多为简单的电流通断控制，在动作保持状态下，电磁线圈始终被通以较大的工作电流，此时装置具有较大的功耗，并且存在发热问题。

基于以上技术问题的限制，现有电磁铁推拉控制装置还无法替代气缸在工业中的应用，进而解决气缸在应用中存在的各种问题。

发明内容

本发明的目的是基于上述技术现实，提出一种可实现更大推拉控制行程、同时具有较大初始启动力、并且在行程中，对外输出力相对均匀的电磁铁推拉控制装置解决方案。