[实用新型]电磁产生机械往复双稳态运动的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机电一体化装置或器件技术领域，尤其为一种以电磁力直接获得机械式往复双稳态运动的装置。

背景技术

往复运动是机械运动中经常出现的运动形式，有着十分广泛的用途。传统机械往复运动是以电动机或直接用发动机输出轴为动力，将电动机或发动机动力输出轴的转动力矩经特定的机械变换机构，如曲轴连杆机构、偏心轮机构、扇形齿轮机构等转变成机械往复运动，由于需要经过机械变换机构，势必会影响到整个系统的效能及可靠性。

发明内容

本实用新型目的是提出一种不再需要传统机械变换机构，而由旋转永磁体、软磁体、励磁线圈、永磁体等直接产生机械式往复运动的装置。

为实现上述目的，本实用新型给出了电磁产生机械往复双稳态运动的装置，该装置构成包括有，运动部件、永磁体、交变磁场组件，运动部件上按极性对称贴合两块相同的永磁体，并将运动部件贴合永磁体的部位放置于交变磁场组件的两磁极磁路气隙之间，运动部件上的永磁体即能被交变磁场的两磁极反复吸合和排斥，进而带动运动部件作往复双稳态运动。

在上述电磁产生机械往复双稳态运动装置的技术方案中，该装置构成还包括有平衡弹簧和软质磁性减震层，所述平衡弹簧设置在运动部件与固定部件之间，所述软质磁性减震层设置在交变磁场组件软磁体磁场引出端磁极处和(或)运动部件上的永磁体磁极处，软质磁性减震层降低了软磁体与运动部件上所贴合永磁体之间冲击力。平衡弹簧也对运动部件上永磁体与交变磁场组件软磁体磁极吸合过程中的物理冲击起到了很好缓冲作用，延长了装置的寿命，此外，当反向切换时，被压缩的弹簧的势能释放将提高换向速度。

在上述电磁产生机械往复双稳态运动装置的技术方案中，所述交变磁场组件是在软磁体外附加励磁线圈，交变激励电流输入到励磁线圈中，即在软磁体磁场引出端处产生交变磁场，即构成所谓“电能激励获取交变磁场组件”。

在上述电磁产生机械往复双稳态运动装置的技术方案中，所述交变磁场组件是在一个可旋转永磁体的磁极对两侧面对称的包覆两个相互间被磁隔离的软磁体，软磁体与可旋转永磁体之间留有很小气隙，施加外力旋转该永磁体，即能在两个软磁体的磁场引出端处产生交变磁场，即构成所谓“磁能磁化获取交变磁场组件”。

在上述电磁产生机械往复双稳态运动装置的技术方案中，将上述两个“电能激励获取交变磁场组件”中“C”字形软磁体的四个磁场引出端两两相对，其中一对磁场引出端之间用隔磁体隔断磁路，另一对磁场引出端之间留有较大气隙，导磁摆杆主动臂中部按极性对称贴合两块相同的永磁体，导磁摆杆贴合永磁体部位被置于磁场引出端磁路气隙之间，并保持所贴合永磁体磁极方向和该软磁体磁场引出端气隙的磁极方向一致，导磁摆杆摆动行程中，导磁摆杆主动臂的“T”形顶部能分别与被隔断磁路的那对软磁体磁场引出端轴向面相接触，导磁摆杆支点设置在隔磁支架上。当激励电流通入励磁线圈，使软磁体磁场引出端处产生交变磁场对导磁摆杆主动臂上贴合的永磁体反复地施加吸引力和排斥力，进而使导磁摆杆的从动臂也随之往复摆动。当向励磁线圈中输入一定频率的交变电流，即可在软磁体磁场引出端处产生磁极性反复变化的交变磁场，该交变磁场作用于导磁摆杆主动臂上的两块极性相反永磁体，进而对导磁摆杆产生吸引力和排斥力，使导磁摆杆围绕支点往复摆动。当导磁摆杆主动臂位移至左侧极限位置时，导磁摆杆主动臂“T”形顶部与左侧软磁体的磁场引出端轴向面相接触，从而使永磁体、导磁摆杆、左侧软磁体三者之间构成了磁力线回路，此时若激励电流撤销，导磁摆杆仍能稳定原来的极限位置，只有当有反向激励电流输入励磁线圈时，导磁摆杆才会迅速位移至右侧极限位置，导磁摆杆主动臂“T”形顶部与右侧软磁体的磁场引出端轴向面相接触，从而使永磁体、导磁摆杆、右侧软磁体三者之间构成了磁力线回路，达到了另一个磁稳定状态，并能保持到励磁线圈中反向激励电流通入之前。