一种线性运动无超调电磁助力装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种线性运动无超调电磁助力装置，属于机电控制【技术领域】。本实用新型包括手动把手、手动受力液压管、受力传感器、位置传感器、电磁助力导轨、电控板、电控供电线、蓄电池、信号线、U形电磁铁线圈供电线、手动推杆滑槽、手动把手基座、液压传力活塞；受力传感器、位置传感器分别通过信号线与电控板连接，电控板通过U形电磁铁线圈供电线与电磁助力导轨相连。本实用新型不使用电机，无需把运动指令传递给电动机，这就完全消除了超调；手动把手通过受力液压管与推力输出端直接连接，实现了人与工作端面的直接联系，手感强烈，操控实时精准；结构极其简单，可靠性高，降低了制造成本，极具市场前景。
【专利说明】一种线性运动无超调电磁助力装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种线性运动无超调电磁助力装置，属于机电控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前线性运动助力主要采用机械液压助力和电动助力两类。
[0003]机械液压助力系统:机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对运动系统施加辅助作用力，从而实现助力运动。液压助力中，油泵是必备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力，无形中就被消耗了一部分能量，因而能耗比较高；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响，这些都是机械液压助力系统的缺点所在。其优势有:控制臂与助力臂之间全部是机械部件连接，操控精准，信息反馈丰富；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。机械液压助力大幅消耗动力源能量，所以人们在此基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力运动系统。电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。电控单元可根据获取数据通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现助力力度的大小调节。电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的牢靠。
[0004]电动助力运动系统:在这套系统里不再有油液、管路，取而代之的是直接干脆的电子线路和设备，主要组件有电控单元、位置传感器、转矩传感器、电动机等等，其原理是:传感器把采集到的位置、运动速度、受力信息输送给ECU，ECU决定电动机的旋转方向和助力电流大小，把指令传递给电动机，电动机将辅助动力施加到运动系统中，这样实时调整的转向助力便得以实现。由于电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件；由于决定电动机的旋转方向和助力电流大小，把指令传递给电动机，控制程序成为电动助力转向系统核心技术，很难完全消除超调，该系统隔离了操控者与实际运动的直接联系，使得感知信息匮乏；且成本较高等等，这些都是电动助力系统的劣势所在。
[0005]具有电子助力的优势，又有液压助力的路感，同时结构简单，成本低，这样兼具多向优点的助力装置是市场急需的。
【发明内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种线性运动无超调电磁助力装置，采用电磁助力导轨来实现转向助力，克服现有机械液压助力系统能耗比较高、管路结构非常复杂、各种控制油液的阀门数量繁多、电动助力系统中该系统隔离了人与实际运动的直接联系、存在超调等缺陷，避免两类助力系统存在的诸多缺点。
[0007]本实用新型技术方案是:一种线性运动无超调电磁助力装置，包括手动把手1、手动受力液压管2、受力传感器3、位置传感器4、电磁助力导轨5、电控板6、电控供电线7、蓄电池8、信号线9、U形电磁铁线圈供电线20、手动推杆滑槽26、手动把手基座29、液压传力活塞30 ;手动把手I与手动受力液压管2相连，受力传感器3转轴和位置传感器4安置于手动推杆滑槽26上的手动把手基座29内，手动把手基座29与电磁助力导轨5之间设置手动受力液压管2，手动受力液压管2两端设有液压传力活塞30，受力传感器3、位置传感器4分别通过信号线9与电控板6连接，电控板6通过U形电磁铁线圈供电线20与电磁助力导轨5相连，蓄电池8与电控供电线7相连。[0008]所述电磁助力导轨5包括U形电磁铁10、U形电磁铁固定槽14、推力滑块磁齿15、推力滑块17、推力输出端18、推力滑块磁齿线圈供电线21 ；电磁助力导轨5装有U形电磁铁固定槽14，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽14内设有U型电磁铁10，U型电磁铁10上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，A类线圈分别是奇数项L1、L3、L5、…L2n+1，B类U型电磁铁线圈分别是偶数项L2、L4、L6、…、L2n，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，共计2XnX2X2个磁极，所有磁极均分导轨，η的取值范围根据导轨的长度来确定U型电磁铁(η取值越密，控制越精密)，电磁助力导轨5的直径根据U型电磁铁尺寸来确定，U型电磁铁10的尺寸则根据助力的强度来确定，推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15，推力滑块17的下面设有推力输出端18，电控板6与推力滑块磁齿线圈供电线21连接。
[0009]所述推力滑块磁齿15的数量根据助力的强度来确定，推力滑块磁齿15和U形电磁铁10之间的间隙小于3mm ;推力滑块磁齿15的宽度小于U型电磁铁磁极的间隔，推力滑块磁齿为电磁铁，具有组合结构，推力滑块17上设置m组推力滑块磁齿15，每一组磁齿的电磁线圈为同一根绕向相反的两线圈构成，形成一对磁力相反的电磁铁，推力滑块17上下设置推力滑块滑动滚珠16，推力滑块磁齿线圈供电线21吊挂在挂线滑杆11之下，U形电磁铁线圈供电线20位于电磁铁线圈供电线线管19内。
[0010]所述位置传感器4包括触发叶片22，霍尔集成块23、霍尔传感器24、导板25、手动推杆滑槽26、位置霍尔传感器磁铁27 ;手动推杆滑槽26位于位置传感器4的底部，手动推杆滑槽26内安装有位置霍尔传感器磁铁27，位置霍尔传感器磁铁27条状排列，传感器磁铁数量为4n，均分手动推杆滑槽26，相邻永磁铁极性互为相反，霍尔传感器24设置向下凹槽，位置霍尔传感器磁铁27处于凹槽内，霍尔传感器24设置在手动推杆滑槽26上方、其内横向设置导板25，触发叶片22设置在弧形凹槽一侧，触发叶片22后面设置霍尔集成块23，受力传感器3由安装在手动把手基座29前后的压电转换器件构成，与霍尔传感器24连接。
[0011]所述液压传力活塞30外面设有液压传力活塞缸31，液压传力活塞缸31与手动把手基座29连接为一体，液压传力活塞30通过连接杆与手动把手I连接，液压传力活塞缸31与液压传力活塞30之间的压力或拉力就能存在于手动把手基座29和手动把手I之间，操控者就能感受到推力输出端18通过液压传力活塞30传递过来的力，F=PS, S为活塞截面积，P为推力输出端压强，推力输出端18的输出端设有工作端面32,推力输出端18和工作端面32之间设有弹性元件33，推力输出端18将推力或拉力通过弹性元件33传递给受力体，手动把手I能够通过手动受力液压管2直接感受到受力体施加的反作用力。
[0012]所述电控板6包括两路信号放大电路，U形电磁铁10的A类L2n+1线圈与B类L2n电磁铁线圈并联，构成一组完备的U形电磁铁10电磁铁线圈，该组线圈中的A类L2n+1线圈输入端与三极管Ta2n射极相连通，该组线圈中的B类L2n电磁铁线圈输入端与三极管Tb2n射极相连通，该组所有线圈的输出端连通接地，每一组电磁铁线圈由相邻m+1个A类U形电磁铁线圈和相邻m个B类U形电磁铁线圈并联构成，推力滑块磁齿15总计m组磁齿线圈并联，其中磁齿线圈为绕向相反的两线圈串联构成，电源正负极之间设置有电容C。
[0013]如图7-8所示，在工作过程中，电控板6包括两路信号放大电路，分别用于放大受力信号和位置信号，位置信号需整理放大成为方波电压，对应位置霍尔传感器磁铁27的排列形式，相邻方波电压相反，幅值相等，受力传感器3给出受力信号，输入电控板6进行放大，受力信号转换为电压信号，电压幅值的大小对应于受力的大小，电压的正负对应受力的方向，利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压，采用m组推力滑块磁齿15,每一组磁齿的电磁线圈为同一根绕向相反的两线圈构成，形成一对磁力相反的电磁铁，若是正波电压，打开三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n, A类U型电磁铁的电磁线圈L1、L3、L5、…、L2n+1与B类U型电磁铁的电磁线圈L2、L4、L6、…、L2n轮流通电，构成电磁铁，U形电磁铁一侧均为U形电磁铁线圈N极12，另一侧则为U形电磁铁线圈S极13，共计有4个A类U形电磁线圈通电，U形电磁铁之间的推力滑块磁齿15的磁极为NS，对应一侧的磁极为N极,该磁齿处于两N极之间,产生一个推力；对应的另一侧为S极，同样,该磁齿处于两S极之间，也产生一个推力，三组磁齿形成合力；若是负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流方向相反，A类U型电磁铁的电磁线圈L1、L3、L5、…、L2n+1与B类U型电磁铁的电磁线圈L2、L4、L6、…、L2n轮流通电，则所有磁极反向，力的方向相反，在对应U型电磁铁的电磁线圈Li前反向设置一对二极管Di,保证该电磁线圈在一种电流状况下工作，磁力的强弱决于磁齿线圈和U形线圈电流的大小，线圈电流又决定于受力传感器3所受力的大小，受力传感器3所受的力通过手动受力液压管2直接感受到受力体施加的反作用力。这样的推力输出端18助力严格正比于人施加在受力传感器3上的力，既不会滞后也不会超前，这在原理上就杜绝了超调的产生。
[0014]位置信号被放大成为方波电压，根据位置霍尔传感器磁铁27的排列形式，相邻方波电压相反，幅值相等，利用全对称互补OTL放大电路将正负方波进行分离，正方波电压控制三极管Tal、Ta3、-,Ta2n+1的开启和关断，出现正方波打开三极管，否则关断，负方波电压控制三极管Tbl、Tb3、…、Tb2n+1开启和关断，出现负方波打开三极管，否则关断；这样就让相应的电磁线圈处于工作状态。方波信号传感器采用的是霍尔传感器24，霍尔信号发生器为有源器件，它需要提供电源才能工作，霍尔集成块23的电源由电瓶提供。霍尔集成电路输出级的集电极为开路输出形式，霍尔信号发生器有三根引出线，其中一根是电源输入线，一根是霍尔信号输出线，一根是接地线。当电流通过放在磁场中的半导体基片(称霍尔元件)且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁通的半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压。霍尔电压的高低与通过的电流I和磁感应强度B成正比。霍尔信号发生器的特点:第一:工作可靠性高，霍尔信号发生器无磨损部件，不受灰尘、油污的影响，无调整部件，小型坚固，寿命长等优点；第二:霍尔信号发生器的输出电压信号与叶轮叶片的位置有关，但与叶轮叶片的运动速度无关。也就是说它与磁通变化的速率无关，它与磁感应信号发生器不同，它不受方向盘转速的影响，使得三极管处于正确稳定的工作状态。这是电磁传感器不具有的。这一特性正是本实用新型所需要的。
[0015]可采用市场出售的压电转换器件构成受力传感器3，将该受力传感器3的输出信号按要求进行整理，即满足电压幅值的大小对应于受力的大小，电压的正负对应受力方向。利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压。
[0016]位置信号通过奇数三极管控制打开和关闭；受力信号通过偶数项的三极管来控制电流强弱，如图7和图8所示，从图8中可以看出，产生A类电磁铁线圈效应通过奇数类Ta和Tb串接共同管控电磁线圈Li，奇数类三极管和偶数类三极管之间通过一对二极管Di分开，产生B类电磁铁线圈效应通过偶数类Ta和Tb串接共同管控电磁线圈Li，由于二极管的单向导通性，使得奇数类Ta和Tb工作时线圈内具有正电流，产生A类电磁铁效应；而偶数类Ta和Tb工作时线圈内具有反电流，产生B类电磁铁效应。这里Ta类三极管负责何时打开和关闭线圈电流；Tb类三极管负责线圈电流大小，两者协调工作实现电磁线圈Li的有序控制。
[0017]位置信号控制电磁线圈处于可工作状态，受力信号控制电磁线圈的电流大小，SP决定助力受力的大小，两者协调才能正确工作。
[0018]η是霍尔传感器磁铁27的数量，对于位置传感器4而言，位移量由位置传感器的长度决定，位置传感器安装有η个位置霍尔传感器磁铁27，长度越长，安装的霍尔传感器磁铁27越多，若位置传感器4的长度为H，两个传感器磁铁的间距为h，那么n=H/h。若霍尔传感器磁铁27的宽度为Λ h=0.3~lcm，两个传感器磁铁的间距略宽于Λ h，则h= Δ h+0.1cm。由此根据位置传感器的长度H决定了 η的数量，H是由设备助力长度确定，例如10-30cm。
[0019]m是推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15的数量，m的数量由助理的大小确定，设每一推力滑块磁齿15产生的电磁力为Fi，需要助力的力量是F=F1+F2+…+Fi+…+Fm，共计m个推力滑块磁齿。
[0020]m与η的关系:U形电磁铁固定槽14的长度决定了设备助力移动的长度L，该长度分布有η组A类及B类磁极，每一类磁极的数量等于m，即与推力滑块磁齿15的磁极数量m对应相等。每一组A类及B类磁极的组合长度为Λ L，Λ L内包含m对磁极，那么n=L/ Δ L。L的长度由设备助力范围长度来确定。例如1-3米。运动范围的扩大:在位置传感器4上移动h，在U形电磁铁固定槽14的移动量就是AL，运动按比例放大，助力也按比例放大。例如如果采用上述比例，AL=10h。
[0021]本实用新型的有益效果是:本实用新型中采用电磁助力导轨实现线性运动助力，助力大小根据磁铁数量和磁铁大小设置；由于本实用新型没有采用电动机，因而无需把推拉状态的指令传递给电动机，通过控制程序控制电动助力系统，这就完全消除超调，手动把手通过受力液压管与推力输出端直接连接，实现了人与工作端面的直接联系，手感强烈，操控精准；避免了现有电动助力系统电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件的缺点，结构极其简单，提高了可靠性高，降低了制造成本。实现了轻便、节能、响应迅速的目标，兼具多种优点，极具市场前景。
【专利附图】
【附图说明】[0022]图1为本实用新型整体结构示意图；
[0023]图2为本实用新型电磁助力导轨截面示意图；
[0024]图3为本实用新型电磁助力导轨A-A剖面俯视结构示意图；
[0025]图4为本实用新型受力传感器及位置传感器俯视剖面示意图；
[0026]图5为本实用新型霍尔传感剖视示意图；
[0027]图6为本实用新型手动受力液压管结构示意图；
[0028]图7为本实用新型受力及位置信号放大电路原理图；
[0029]图8为本实用新型电磁助力系统电路原理图。
[0030]图1-8中各标号为:1-手动把手，2-手动受力液压管,3-受力传感器,4-位置传感器，5-电磁助力导轨，6-电控板，7-电控供电线，8-蓄电池,9-信号线，IO-U形电磁铁，11-挂线滑杆，12-U形电磁铁线圈N极,13-U形电磁铁线圈S极,14-U形电磁铁固定槽，15-推力滑块磁齿，16-推力滑块滑动滚珠，17-推力滑块，18-推力输出端，19-电磁铁线圈供电线线管，20-U形电磁铁线圈供电线，21-推力滑块磁齿线圈供电线，22-触发叶片，23-霍尔集成块，24-霍尔传感器，25-导板，26-手动推杆滑槽，27-位置霍尔传感器磁铁，28-手动受力推杆滑动滚珠，29-手动把手基座，30-液压传力活塞，31-液压传力活塞缸，32-工作端面,33-弹性兀件。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0032]实施例1:如图1-8所示，一种线性运动无超调电磁助力装置，包括手动把手1、手动受力液压管2、受力传感器3、位置传感器4、电磁助力导轨5、电控板6、电控供电线7、蓄电池8、信号线9、U形电磁铁线圈供电线20、手动推杆滑槽26、手动把手基座29、液压传力活塞30 ;手动把手I与手动受力液压管2相连，受力传感器3转轴和位置传感器4安置于手动推杆滑槽26上的手动把手基座29内，手动把手基座29与电磁助力导轨5之间设置手动受力液压管2，手动受力液压管2两端设有液压传力活塞30，受力传感器3、位置传感器4分别通过信号线9与电控板6连接，电控板6通过U形电磁铁线圈供电线20与电磁助力导轨5相连，蓄电池8与电控供电线7相连。
[0033]所述电磁助力导轨5包括U形电磁铁10、U形电磁铁固定槽14、推力滑块磁齿15、推力滑块17、推力输出端18、推力滑块磁齿线圈供电线21 ；电磁助力导轨5装有U形电磁铁固定槽14，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽14内设有U型电磁铁10，U型电磁铁10上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15，推力滑块17的下面设有推力输出端18，电控板6与推力滑块磁齿线圈供电线21连接。
[0034]实施例2:如图1-8所示，一种线性运动无超调电磁助力装置，包括手动把手1、手动受力液压管2、受力传感器3、位置传感器4、电磁助力导轨5、电控板6、电控供电线7、蓄电池8、信号线9、U形电磁铁线圈供电线20、手动推杆滑槽26、手动把手基座29、液压传力活塞30 ;手动把手I与手动受力液压管2相连，受力传感器3转轴和位置传感器4安置于手动推杆滑槽26上的手动把手基座29内，手动把手基座29与电磁助力导轨5之间设置手动受力液压管2，手动受力液压管2两端设有液压传力活塞30，受力传感器3、位置传感器4分别通过信号线9与电控板6连接，电控板6通过U形电磁铁线圈供电线20与电磁助力导轨5相连，蓄电池8与电控供电线7相连。
[0035]所述电磁助力导轨5包括U形电磁铁10、U形电磁铁固定槽14、推力滑块磁齿15、推力滑块17、推力输出端18、推力滑块磁齿线圈供电线21 ；电磁助力导轨5装有U形电磁铁固定槽14，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽14内设有U型电磁铁10，U型电磁铁10上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15，推力滑块17的下面设有推力输出端18，电控板6与推力滑块磁齿线圈供电线21连接。
[0036]所述推力滑块磁齿15具有组合结构，推力滑块17上设置m组推力滑块磁齿15，推力滑块17上下设置推力滑块滑动滚珠16，推力滑块磁齿线圈供电线21吊挂在挂线滑杆11之下，U形电磁铁线圈供电线20位于电磁铁线圈供电线线管19内。
[0037]所述位置传感器4包括触发叶片22，霍尔集成块23、霍尔传感器24、导板25、手动推杆滑槽26、位置霍尔传感器磁铁27 ;手动推杆滑槽26位于位置传感器4的底部，手动推杆滑槽26内安装有位置霍尔传感器磁铁27，位置霍尔传感器磁铁27条状排列，均分手动推杆滑槽26，霍尔传感器24设置向下凹槽，位置霍尔传感器磁铁27处于凹槽内，霍尔传感器24设置在手动推杆滑槽26上方、其内横向设置导板25，触发叶片22设置在弧形凹槽一侦牝触发叶片22后面设置霍尔集成块23，受力传感器3由安装在手动把手基座29前后的压电转换器件构成，与霍尔传感器24连接。
[0038]实施例3:如图1-8所示，一种线性运动无超调电磁助力装置，包括手动把手1、手动受力液压管2、受力传感器3、位置传感器4、电磁助力导轨5、电控板6、电控供电线7、蓄电池8、信号线9、U形电磁铁线圈供电线20、手动推杆滑槽26、手动把手基座29、液压传力活塞30 ;手动把手I与手动受力液压管2相连，受力传感器3转轴和位置传感器4安置于手动推杆滑槽26上的手动把手基座29内，手动把手基座29与电磁助力导轨5之间设置手动受力液压管2，手动受力液压管2两端设有液压传力活塞30，受力传感器3、位置传感器4分别通过信号线9与电控板6连接，电控板6通过U形电磁铁线圈供电线20与电磁助力导轨5相连，蓄电池8与电控供电线7相连。
[0039]所述电磁助力导轨5包括U形电磁铁10、U形电磁铁固定槽14、推力滑块磁齿15、推力滑块17、推力输出端18、推力滑块磁齿线圈供电线21 ；电磁助力导轨5装有U形电磁铁固定槽14，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽14内设有U型电磁铁10，U型电磁铁10上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15，推力滑块17的下面设有推力输出端18，电控板6与推力滑块磁齿线圈供电线21连接。
[0040]所述推力滑块磁齿15具有组合结构，推力滑块17上设置m组推力滑块磁齿15，推力滑块17上下设置推力滑块滑动滚珠16，推力滑块磁齿线圈供电线21吊挂在挂线滑杆11之下，U形电磁铁线圈供电线20位于电磁铁线圈供电线线管19内。
[0041]所述位置传感器4包括触发叶片22，霍尔集成块23、霍尔传感器24、导板25、手动推杆滑槽26、位置霍尔传感器磁铁27 ;手动推杆滑槽26位于位置传感器4的底部，手动推杆滑槽26内安装有位置霍尔传感器磁铁27，位置霍尔传感器磁铁27条状排列，均分手动推杆滑槽26，霍尔传感器24设置向下凹槽，位置霍尔传感器磁铁27处于凹槽内，霍尔传感器24设置在手动推杆滑槽26上方、其内横向设置导板25，触发叶片22设置在弧形凹槽一侦牝触发叶片22后面设置霍尔集成块23，受力传感器3由安装在手动把手基座29前后的压电转换器件构成，与霍尔传感器24连接。
[0042]所述液压传力活塞30外面设有液压传力活塞缸31，液压传力活塞缸31与手动把手基座29连接为一体，液压传力活塞30通过连接杆与手动把手I连接，推力输出端18的输出端设有工作端面32，推力输出端18和工作端面32之间设有弹性元件33。
[0043]实施例4:如图1-8所示，一种线性运动无超调电磁助力装置，包括手动把手1、手动受力液压管2、受力传感器3、位置传感器4、电磁助力导轨5、电控板6、电控供电线7、蓄电池8、信号线9、U形电磁铁线圈供电线20、手动推杆滑槽26、手动把手基座29、液压传力活塞30 ;手动把手I与手动受力液压管2相连，受力传感器3转轴和位置传感器4安置于手动推杆滑槽26上的手动把手基座29内，手动把手基座29与电磁助力导轨5之间设置手动受力液压管2，手动受力液压管2两端设有液压传力活塞30，受力传感器3、位置传感器4分别通过信号线9与电控板6连接，电控板6通过U形电磁铁线圈供电线20与电磁助力导轨5相连，蓄电池8与电控供电线7相连。
[0044]所述电磁助力导轨5包括U形电磁铁10、U形电磁铁固定槽14、推力滑块磁齿15、推力滑块17、推力输出端18、推力滑块磁齿线圈供电线21 ；电磁助力导轨5装有U形电磁铁固定槽14，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽14内设有U型电磁铁10，U型电磁铁10上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，推力滑块17上装有多个推力滑块磁齿15，推力滑块17的下面设有推力输出端18，电控板6与推力滑块磁齿线圈供电线21连接。
[0045]所述推力滑块磁齿15具有组合结构，推力滑块17上设置m组推力滑块磁齿15，推力滑块17上下设置推力滑块滑动滚珠16，推力滑块磁齿线圈供电线21吊挂在挂线滑杆11之下，U形电磁铁线圈供电线20位于电磁铁线圈供电线线管19内。
[0046]所述位置传感器4包括触发叶片22，霍尔集成块23、霍尔传感器24、导板25、手动推杆滑槽26、位置霍尔传感器磁铁27 ;手动推杆滑槽26位于位置传感器4的底部，手动推杆滑槽26内安装有位置霍尔传感器磁铁27，位置霍尔传感器磁铁27条状排列，均分手动推杆滑槽26，霍尔传感器24设置向下凹槽，位置霍尔传感器磁铁27处于凹槽内，霍尔传感器24设置在手动推杆滑槽26上方、其内横向设置导板25，触发叶片22设置在弧形凹槽一侦牝触发叶片22后面设置霍尔集成块23，受力传感器3由安装在手动把手基座29前后的压电转换器件构成，与霍尔传感器24连接。
[0047]所述液压传力活塞30外面设有液压传力活塞缸31，液压传力活塞缸31与手动把手基座29连接为一体，液压传力活塞30通过连接杆与手动把手I连接，推力输出端18的输出端设有工作端面32，推力输出端18和工作端面32之间设有弹性元件33。
[0048]所述电控板6包括两路信号放大电路，U形电磁铁10的A类L2n+1线圈与B类L2n电磁铁线圈并联，构成一组完备的U形电磁铁10电磁铁线圈，该组线圈中的A类L2n+1线圈输入端与三极管Ta2n射极相连通，该组线圈中的B类L2n电磁铁线圈输入端与三极管Tb2n射极相连通，该组所有线圈的输出端连通接地，每一组电磁铁线圈由相邻m+1个A类U形电磁铁线圈和相邻m个B类U形电磁铁线圈并联构成，推力滑块磁齿15总计m组磁齿线圈并联，其中磁齿线圈为绕向相反的两线圈串联构成，电源正负极之间设置有电容C。
[0049] 上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:包括手动把手(I)、手动受力液压管(2)、受力传感器(3)、位置传感器(4)、电磁助力导轨(5)、电控板(6)、电控供电线(7)、蓄电池(8)、信号线(9)、U形电磁铁线圈供电线(20)、手动推杆滑槽(26)、手动把手基座(29)、液压传力活塞(30);手动把手(I)与手动受力液压管(2)相连，受力传感器(3)转轴和位置传感器(4)安置于手动推杆滑槽(26)上的手动把手基座(29)内，手动把手基座(29)与电磁助力导轨(5)之间设置手动受力液压管(2)，手动受力液压管(2)两端设有液压传力活塞(30)，受力传感器(3)、位置传感器(4)分别通过信号线(9)与电控板(6)连接，电控板(6)通过U形电磁铁线圈供电线(20)与电磁助力导轨(5)相连，蓄电池(8)与电控供电线(7)相连。
2.根据权利要求1所述的线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:所述电磁助力导轨(5)包括U形电磁铁(10)、U形电磁铁固定槽(14)、推力滑块磁齿(15)、推力滑块(17)、推力输出端(18)、推力滑块磁齿线圈供电线(21);电磁助力导轨(5)装有U形电磁铁固定槽(14)，该固定槽固定在主力设备机体之上，U形电磁铁固定槽(14)内设有U型电磁铁(10)，U型电磁铁(10 )上缠绕U型电磁铁线圈，导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极(12)和U型电磁铁线圈S极(13)，推力滑块(17)上装有多个推力滑块磁齿(15)，推力滑块(17)的下面设有推力输出端(18)，电控板(6)与推力滑块磁齿线圈供电线(21)连接。
3.根据权利要求1或2所述的线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:所述推力滑块磁齿(15)具有组合结构，推力滑块(17)上设置m组推力滑块磁齿(15)，推力滑块(17)上下设置推力 滑块滑动滚珠(16)，推力滑块磁齿线圈供电线(21)吊挂在挂线滑杆(11)之下，U形电磁铁线圈供电线(20)位于电磁铁线圈供电线线管(19)内。
4.根据权利要求1所述的线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:所述位置传感器(4)包括触发叶片(22)，霍尔集成块(23)、霍尔传感器(24)、导板(25)、手动推杆滑槽(26)、位置霍尔传感器磁铁(27);手动推杆滑槽(26)位于位置传感器(4)的底部，手动推杆滑槽(26)内安装有位置霍尔传感器磁铁(27)，位置霍尔传感器磁铁(27)条状排列，均分手动推杆滑槽(26),霍尔传感器(24)设置向下凹槽,位置霍尔传感器磁铁(27)处于凹槽内，霍尔传感器(24)设置在手动推杆滑槽(26)上方，其内横向设置导板(25)，触发叶片(22)设置在弧形凹槽一侧，触发叶片(22)后面设置霍尔集成块(23)，受力传感器(3)由安装在手动把手基座(29)前后的压电转换器件构成，与霍尔传感器(24)连接。
5.根据权利要求2所述的线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:所述液压传力活塞(30)外面设有液压传力活塞缸(31)，液压传力活塞缸(31)与手动把手基座(29)连接为一体，液压传力活塞(30)通过连接杆与手动把手(I)连接，推力输出端(18)的输出端设有工作端面(32)，推力输出端(18)和工作端面(32)之间设有弹性元件(33)。
6.根据权利要求1所述的线性运动无超调电磁助力装置，其特征在于:所述电控板(6)包括两路信号放大电路，U形电磁铁(10)的A类L2n+1线圈与B类L2n电磁铁线圈并联，构成一组完备的U形电磁铁(10)电磁铁线圈，该组线圈中的A类L2n+1线圈输入端与三极管Ta2n射极相连通，该组线圈中的B类L2n电磁铁线圈输入端与三极管Tb2n射极相连通，该组所有线圈的输出端连通接地，每一组电磁铁线圈由相邻m+1个A类U形电磁铁线圈和相邻m个B类U形电磁铁线圈并联构成，推力滑块磁齿(15)总计m组磁齿线圈并联，其中磁齿线圈为绕向相反的两线圈 串联构成，电源正负极之间设置有电容C。
【文档编号】B62D5/00GK203511756SQ201320667057
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】陈蜀乔 申请人:昆明理工大学