[发明专利]基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置及其组合

说明书

技术领域

本发明涉及一种平/转动驱动技术领域，具体是一种基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置及其组合。

背景技术

近些年来电、磁致伸缩材料领域发展迅速，产生了如巨磁致伸缩材料、压电陶瓷以及磁致伸缩形状记忆合金等新型的可用于精密驱动器、传感器和直线电机研制的机敏材料，这些材料具有能量密度大，输出功率高，伸缩形变精确等优点，但是基于机敏材料的驱动普遍存在运动位移小，驱动激励环节多，组成部件多，可靠性差等缺点。因此，基于机敏材料的伸缩机构不适合小体积高能大行程驱动应用领域。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置及其组合。本发明可电磁激励作用下产生磁极偏转而使转/摆动直接产生平动位移或驱动力；所产生平/转动位移和力的大小可控，特别是易于产生瞬间大形变体积比和大的输出力体积比驱动。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置，包括产生相互作用力的驱动部件和运动发动部件，以及设置在驱动部件和运动发动部件之间用于约束运动发动部件位移方向的导向部件。

所述驱动部件为固定电磁铁或固定永磁铁，其竖直放置并产生竖直的磁极方向，所述运动发动部件为移动永磁铁或移动电磁铁，其水平放置并产生水平的磁极方向，所述导向部件包括定子和动子，其中，定子与驱动部件的一个磁极端面固连，动子与运动发动部件的侧壁固连，所述导向部件水平设置在驱动部件和运动发动部件之间。

所述基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置，还包括异形轮廓体，所述异形轮廓体与运动发动部件刚性连接随动。

所述驱动部件为固定电磁铁或固定永磁铁，其竖直放置并产生竖直的磁极方向，所述运动发动部件为移动永磁铁或移动电磁铁，其水平放置并产生水平的磁极方向，所述导向部件包括定子和动子，其中，动子与运动发动部件的侧壁固连，定子连同运动发动部件与驱动部件呈θ角固连，0<θ<180度，所述导向部件呈θ角设置在驱动部件和运动发动部件之间。

所述导向部件为圆形导向部件，所述圆形导向部件连同运动发动部件与驱动部件呈θ角固连，0≤θ<180度。

所述运动发动部件为若干个移动永磁铁组合而成。

一种基于永磁体和电磁体相互作用的位移驱动装置组合而成的多轴工作运动平台，包括若干相互连接的用于实现x、y和/或z轴平动的驱动装置以及用于实现α、β和/或γ方向转动的驱动装置。

所述用于实现x、y和/或z轴平动的驱动装置为：包括产生相互作用力的驱动部件和运动发动部件，以及设置在驱动部件和运动发动部件之间用于约束运动发动部件位移方向的导向部件；其中，

所述驱动部件为固定电磁铁或固定永磁铁，其竖直放置并产生竖直的磁极方向，所述运动发动部件为移动永磁铁或移动电磁铁，其水平放置并产生水平的磁极方向，所述导向部件包括定子和动子，其中，定子与驱动部件的一个磁极端面固连，动子与运动发动部件的侧壁固连，所述导向部件水平设置在驱动部件和运动发动部件之间；或

所述运动发动部件为移动永磁铁或移动电磁铁，其水平放置并产生水平的磁极方向，所述导向部件包括定子和动子，其中，动子与运动发动部件的侧壁固连，定子连同运动发动部件与驱动部件呈θ角固连，0<θ<180度，所述导向部件呈θ角设置在驱动部件和运动发动部件之间。

所述用于实现x、y和/或z轴平动的驱动装置还包括异形轮廓体，所述异形轮廓体与运动发动部件刚性连接随动。

所述用于实现α、β和/或γ方向转动的驱动装置为：包括产生相互作用力的驱动部件和运动发动部件，以及设置在驱动部件和运动发动部件之间用于约束运动发动部件位移方向的导向部件；其中，

所述导向部件为圆形导向部件，所述圆形导向部件连同运动发动部件与驱动部件呈θ角固连，0≤θ<180度；所述运动发动部件由若干个移动永磁铁组合而成。

本发明机理，是由于作为驱动的电磁力或永磁力作用于作为运动发动部件的移动永磁铁或移动电磁铁时，异性磁极吸引靠近，同性磁极排斥远离。因此，当驱动部件固定不动时，驱动部件的电磁力或永磁力将使其上的运动发动部件磁极偏转，此时由于在驱动部件和运动发动部件之间设有使运动发动部件只能在一个方向上运动的导向部件，运动发动部件只能产生导向部件的引导方向的运动。