异形磁钢结构的无接触式永磁锁定器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空航天领域。
【背景技术】
[0002]—个航天装置上会有很多航天设备，而这些设备的工作寿命是不一样的。当一些设备达到寿命周期后，常常需要一些特定功能的锁定器，对这些设备的运动部分进行锁定，避免由于其自由运动而对其他正常工作的设备产生干扰。对这种锁定器的基本要求就是操作简单、工作可靠这两点。以往在地面设备上，人们往往采用通电线圈或者通电电磁铁等方式来实现这个功能，但在航天设备上，长时间通电会对供电电池的寿命带来负面影响，并不是最佳选择。
[0003]因此，就目前的技术和现有产品，尚无一种能够满足航天要求的操作简单、工作可靠的锁定器。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了解决现有锁定器无法满足航天要求的操作简单、工作可靠的诉求问题，提供了一种异形磁钢结构的无接触式永磁锁定器。
[0005]本发明所述异形磁钢结构的无接触式永磁锁定器，它包括定子和转子，其中一个与待锁定设备的运动部件装配在一起，另一个与待锁定设备的静止部件装配在一起；
定子包括定子轭和两块永磁磁钢;定子轭包括一块矩形底板和两块矩形立板构成，两块矩形立板平行设置在矩形底板的上表面，且与底板垂直，构成U型框结构，U型框的通透方向为定子的轴向；两块矩形立板的内表面相对位置上分别设置一块永磁磁钢，两块矩形立板的外表面与矩形底板外边缘之间的矩形底板上对称设置有定子装配孔;两块永磁磁钢为平行充磁，充磁方向相同，且与两块永磁磁钢中心连线平行；
永磁磁钢的轴向截面为上下、左右对称结构;该轴向截面的高度与宽度相等或不相等；该轴向截面的外边界由四段连续曲线构成，每段曲线的曲率均介于直线和椭圆弧的曲率之间，所述直线、椭圆弧的两个端点与该段曲线的两个端点相同；
转子包括转子轭，转子轭为矩形回转体，转子轭的上半部分设置有转子装配孔，转子装配孔的轴线与两块永磁磁钢中心连线平行；转子轭以转子装配孔为支点进行回转往复运动，转子轭下端运动轨迹穿过U型槽的通透方向，转子轭下端为其与永磁磁钢的耦合面，该耦合面的宽度与永磁磁钢的宽度相等；
需要锁定操作时，借用外力把运动部件运动至锁定区域，使得转子轭在U型槽通透方向做回转往复运动，当转子轭的耦合面与两块永磁磁钢正好对齐时，定子与转子处于平衡位置，待锁定设备的运动部件和静止部件被锁定在一起。
[0006]本发明的优点:本发明设计了一种采用永磁磁路的无接触式的锁定器。在锁定器定子部件和转子部件无耦合时，锁定器没有任何力矩，不影响设备的正常功能。在需要锁定的时候，只需要通过外力把转子部件运动到定子部件所在区域，则锁定器就会产生一个锁定力矩，使转子部件的位置始终保持在稳定平衡位置附近，实现位置锁定功能。
[0007]由于采用永磁磁路设计，因此锁定器具有无接触、无需通电、结构简单、工作可靠等优点，并且，本发明采用特殊形状的永磁磁钢结构，使锁定器力矩特性曲线斜率更大，临界角更小，锁定精度更高，可以满足航天设备运动部件需要精密锁定的需求。
【附图说明】
[0008]图1是本发明所述异形磁钢结构的无接触式永磁锁定器的结构示意图；
图2是无接触式锁定器的闭合磁路示意图；
图3是图1的A-A剖视图，此时为平衡位置；
图4是图1的A-A剖视图，此时偏角小，没有脱离耦合面；
图5是图1的A-A剖视图，此时偏角大，已经脱离耦合面；
图6是永磁磁钢一条曲线段的曲率与直线b、椭圆弧a比较示意图；
图7是本发明替代结构示意图；
图8是整个作用范围内锁定器的力矩特性曲线，图中指示出表征锁定器性能的最主要指标峰值力矩Tm、最大锁定角0m和临界锁定角ΘΓ三个参数。
【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一:下面结合图1至图6、图8说明本实施方式，本实施方式所述异形磁钢结构的无接触式永磁锁定器，它包括定子和转子，其中一个与待锁定设备的运动部件装配在一起，另一个与待锁定设备的静止部件装配在一起；
定子包括定子轭2和两块永磁磁钢3;定子轭2包括一块矩形底板和两块矩形立板构成，两块矩形立板平行设置在矩形底板的上表面，且与底板垂直，构成U型框结构，U型框的通透方向为定子的轴向；两块矩形立板的内表面相对位置上分别设置一块永磁磁钢3，两块矩形立板的外表面与矩形底板外边缘之间的矩形底板上对称设置有定子装配孔4;两块永磁磁钢3为平行充磁，充磁方向相同，且与两块永磁磁钢3中心连线平行；
永磁磁钢3的轴向截面为上下、左右对称结构；该轴向截面的高度与宽度相等或不相等;该轴向截面的外边界由四段连续曲线构成，每段曲线的曲率均介于直线和椭圆弧的曲率之间，所述直线、椭圆弧的两个端点与该段曲线的两个端点相同；
转子包括转子轭1，转子轭1为矩形回转体，转子轭1的上半部分设置有转子装配孔5，转子装配孔5的轴线与两块永磁磁钢3中心连线平行;转子轭1以转子装配孔5为支点进行回转往复运动，转子轭1下端运动轨迹穿过U型槽的通透方向，转子轭1下端为其与永磁磁钢3的耦合面，该耦合面的宽度与永磁磁钢3的宽度相等；
需要锁定操作时，借用外力把运动部件运动至锁定区域，使得转子轭1在U型槽通透方向做回转往复运动，当转子轭1的耦合面与两块永磁磁钢3正好对齐时，定子与转子处于平衡位置，待锁定设备的运动部件和静止部件被锁定在一起。
[0010]两块永磁磁钢3相对面的极性是相异的。
[0011 ]转子轭1和定子轭2采用钢材质制成。为导磁材质。
[0012]转子轭1可以围绕回转中心进行运动，而定子轭2沿着轴向做成U型框结构，以避免与转子轭1的运动干涉。
[0013]永磁磁钢3的轴向截面为上下、左右对称结构;该轴向截面的高度与宽度可以相等(类似于正菱形)可以不相等(类似于长菱形)。
[0014]本实施方式有两种装配方式:
第一种装配方式:转子通过转子装配孔5和待锁定设备的运动部件装配在一起，定子通过定子装配孔4与待锁定设备的静止部件装配在一起。
[0015]第二种装配方式:转子通过转子装配孔5和待锁定设备的静止部件装配在一起，定子通过定子装配孔4与待锁定设备的运动部件装配在一起。
[0016]在不需要锁定时，将定子和转子放置在两个位置，则转子轭1的耦合面与永磁磁钢3不存在重合面，无磁路通过，不会锁定。
[0017]当需要锁定时，借用外力把运动部件运动至锁定区域，使得转子轭1在U型槽通透方向做回转往复运动，当运动至图3所示位置时，就是在圆周方向锁定器转子轭1正好与定子永磁磁钢3对齐时的位置，这是锁定器处于锁定状态时候的稳定平衡位置。由于两块永磁磁钢3的极性是相异的，而且定子轭2和转子轭1的耦合部分是导磁的，所以此时形成