[发明专利]一种磁弹簧装置

说明书

本发明涉及磁弹簧技术领域，公开一种磁弹簧装置。其中磁弹簧装置包括第一框架和第二框架，第一框架为磁钢阵列，磁钢阵列的壁厚从中间至两端逐渐递减，磁钢阵列的磁化方向平行于第一方向；第二框架可滑动穿设于磁钢阵列的内孔，第二框架包括至少两个动子磁钢和至少三个背铁，背铁的数量比动子磁钢的数量多一个，背铁与动子磁钢交错排列，相邻动子磁钢的磁化方向相反且均平行于第一方向，动子磁钢能够磁化背铁，磁钢阵列为背铁施加平行于第一方向的磁力。本发明增加了第二框架运动的有效行程，且在有效行程内输出力较大，波动较小，能够应用于行程较大、输出力波动较小的工况。

技术领域

本发明涉及磁弹簧技术领域，尤其涉及一种磁弹簧装置。

背景技术

随着工业自动化装备制造集成度逐步提高，对垂向运动机构的运动精度和运动行程的需求逐年增加，垂向运动机构中弹簧的使用量也逐步增加。按照弹簧的输出力原理，弹簧可分为机械弹簧、气动弹簧、液压弹簧和电磁弹簧。对于磁性弹簧来说，其在行程范围内输出力波动很小，应用场合较为宽泛。

现有技术中，磁性弹簧包括定子和动子，定子包括外壳以及位于外壳端部、与动子相对滑动的定子轴端，定子内设有定子永磁体，定子永磁体的磁极方向平行于定子轴向，动子上设有至少两个动子永磁体，动子永磁体沿动子的轴向布置，动子永磁体中至少有一个与定子永磁体同极性排列，定子永磁体为动子永磁体施加磁力。但是，由于定子永磁体为壁厚相同的环状体，产生的磁场密度由内到外逐渐变小，其有效行程较短，有效行程为动子受到均匀磁力的行程范围，且输出力幅值较小、波动较大，无法在行程较大、输出力幅值较大但波动小的工况中应用。

基于此，亟需一种磁弹簧装置，以解决上述存在的问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种磁弹簧装置，增加了第二框架运动的有效行程，且在有效行程内输出力较大，波动较小，对背铁施加的磁力基本相同，能够应用于行程较大、输出力幅值较大但波动较小的工况。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁弹簧装置，包括：

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

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

作为一种磁弹簧装置的优选技术方案，所述磁钢阵列包括多个磁钢，多个所述磁钢沿所述第一方向拼接形成所述磁钢阵列，多个所述磁钢均为设置有同轴线的环状体，所述磁钢阵列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。

作为一种磁弹簧装置的优选技术方案，一个所述动子磁钢和两个所述背铁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，所述磁钢阵列呈对称结构；

所述动子磁钢除以所述背铁在所述第一方向上的长度比值不小于2。

作为一种磁弹簧装置的优选技术方案，多个所述磁钢包括第一磁钢、两个第二磁钢和两个第三磁钢，所述第一磁钢、所述第二磁钢和所述第三磁钢的壁厚依次减小，所述磁钢阵列中磁钢的排列顺序依次为所述第三磁钢、所述第二磁钢、所述第一磁钢、所述第二磁钢及所述第三磁钢；

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