[发明专利]一种磁弹簧装置

权利要求书

1.一种磁弹簧装置，其特征在于，包括：

第一框架，所述第一框架为磁钢阵列(1)，所述磁钢阵列(1)为设置有内孔的环状体，所述磁钢阵列(1)的壁厚从中间至两端逐渐递减，所述磁钢阵列(1)的磁化方向平行于第一方向；

第二框架(2)，其可滑动穿设于所述磁钢阵列(1)的内孔，所述第二框架(2)包括至少两个动子磁钢(21)和至少三个背铁(22)，所述背铁(22)的数量比所述动子磁钢(21)的数量多一个，所述背铁(22)与所述动子磁钢(21)交错排列，相邻所述动子磁钢(21)的磁化方向相反且均平行于所述第一方向，所述动子磁钢(21)能够磁化所述背铁(22)，所述磁钢阵列(1)为所述背铁(22)施加平行于所述第一方向的磁力。

2.根据权利要求1所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述磁钢阵列(1)包括多个磁钢，多个所述磁钢沿所述第一方向拼接形成所述磁钢阵列(1)，多个所述磁钢均为设置有同轴线的环状体，所述磁钢阵列(1)的多个所述磁钢的磁化方向相同且均平行于所述第一方向。

3.根据权利要求2所述的磁弹簧装置，其特征在于，

一个所述动子磁钢(21)和两个所述背铁(22)在所述第一方向上的长度和大于所述第一框架在所述第一方向上的长度；

多个所述磁钢的长度由中间至两端逐个递减，多个所述磁钢的壁厚从中间至两端逐个递减，所述磁钢阵列(1)呈对称结构；

所述动子磁钢(21)除以所述背铁(22)在所述第一方向上的长度比值不小于2。

4.根据权利要求2所述的磁弹簧装置，其特征在于，多个所述磁钢包括第一磁钢(11)、两个第二磁钢(12)和两个第三磁钢(13)，所述第一磁钢(11)、所述第二磁钢(12)和所述第三磁钢(13)的壁厚依次减小，所述磁钢阵列(1)中所述磁钢的排列顺序依次为所述第三磁钢(13)、所述第二磁钢(12)、所述第一磁钢(11)、所述第二磁钢(12)及所述第三磁钢(13)；

所述第一磁钢(11)、所述第二磁钢(12)和所述第三磁钢(13)的外径逐个递减而内径相等；或所述第一磁钢(11)、所述第二磁钢(12)和所述第三磁钢(13)的内径逐个增大而外径相等。

5.根据权利要求2所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述动子磁钢(21)的数量为三个，所述背铁(22)的数量为四个；或

所述动子磁钢(21)的数量为两个，所述背铁(22)的数量为三个。

6.根据权利要求2所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述磁弹簧装置沿所述第一方向的机械行程和有效行程分别定义为S_m和S_e；所述磁弹簧装置沿所述第一方向的所述机械行程和所述有效行程分别为：

其中，M为所述动子磁钢(21)的数量，M+1为所述背铁(22)的数量，L_N为所述磁钢阵列(1)由中间至两端数第N个所述磁钢的长度，A为所述第二框架(2)中所述动子磁钢(21)沿所述第一方向的长度，B为所述第二框架(2)中所述背铁(22)沿所述第一方向的长度，L_i为所述磁钢阵列(1)由中间至两端数第i个所述磁钢的长度，M≥2且为正整数，N≥2且为正整数，i为正整数。

7.根据权利要求1-6任一项所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)均为外径相等的柱形结构。

8.根据权利要求1-6任一项所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)均为环形结构；

所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)的内径和外径均相等；或所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)的内径相等、外径不等；或所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)的内径不等、外径相等。

9.根据权利要求1-6任一项所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)的其中之一为环形结构，其中另一为柱形结构，所述动子磁钢(21)和所述背铁(22)的外径相等。

10.根据权利要求1所述的磁弹簧装置，其特征在于，所述磁钢阵列(1)的所述磁钢和所述动子磁钢(21)均选用稀土永磁材料；所述背铁(22)选用高磁导率材料。