一种三位自保持的电磁铁装置的制作方法

本发明涉及电磁铁技术领域，具体为一种三位自保持的电磁铁装置。

背景技术：

现有的自保持式电磁铁有单向自保持和双向自保持两种。

保持式电磁铁工作原理和其他所有直线运动的电磁铁是差不多的。当线圈通电被激励之后,因为电磁场的作用，滑杆会向铁芯移动,最终将停在终点的位置。而当电源被切断之后,它的滑杆还是可以依靠着永磁场的磁力保持住，从而维持在原来的地方,假如要让滑杆返回,那么就必须施加反向电压或电流。因此，这类保持式电磁铁可以做成拉入和推出的两种动作形式。它的保持方式也分为双向自保持和单向自保持两种。

双向自保持的电磁铁采用双线圈结构,可以将滑杆保持(自锁)在初始与终止的两个不同位置,而且两个位置都具有同等的输出力矩(具有双稳态特点)。而单向自保持就只将铁芯保持(自锁)在行程终端的一个位置。

现有的两位自保持电磁铁只能让动铁芯在上述的左极限或右极限位置自保持（不通电），理论上还存在一个稳定的中间位置，这时左右气隙的距离相等，左右磁路的磁阻相等，磁通也相等，动铁芯件受到左、右极限位置限位部件的吸力大小相等，方向相反，但是这是一种不稳定平衡，只要设计稍有误差（机械加工中不可避免）或者气隙有微小变化，该平衡就将被破坏，从而回到左或者右极限位置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种三位自保持的电磁铁装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明采用的技术方案是：一种三位自保持的电磁铁装置，包括动铁芯、动铁芯支撑结构、tcu控制器，所述动铁芯外部套设有激励线圈，在激励线圈与动铁芯之间设置有导磁体，所述动铁芯的左端和右端分别轴向设有输出轴，所述输出轴滑动设置在动铁芯支撑结构的轴孔内，所述动铁芯或输出轴上设有滑杆刚性连接杆，所述滑杆刚性连接杆的端部圆滑设置，连接杆端部的移动轨迹线位置设有卡头，所述卡头底部设有卡槽，卡槽与卡头活动连接，所述卡头底部设有卡槽，卡槽与卡头活动连接，所述卡头与定位电磁铁或电动推杆或气动推杆的推杆连接，所述输出轴附近设有位移传感器，所述激励线圈、位移传感器、定位电磁铁或电动推杆或气动推杆的电驱动端子均与tcu控制器电连接。

作为优选，所述动铁芯支撑结构为筒壳体，筒壳体两端设有轴孔，所述输出轴滑动设置在轴孔内，所述输入轴上设有滑杆刚性连接杆，筒壳体内中部设有永磁体，永磁体的左部套置有左激励线圈，所述永磁体的右部套置有右激励线圈，在激励线圈与动铁芯之间设置有导磁体，所述导磁体与筒壳体之间设有隔瓷套。

作为优选，所述动铁芯支撑结构为左固定衔铁和右固定衔铁连接而成，左固定衔铁和右固定衔铁内侧部的外端部设有轴孔，所述输出轴滑动设置在轴孔内，所述左固定衔铁和右固定衔铁为导磁体，其内侧部设置在激励线圈与动铁芯之间，所述动铁芯上设有滑杆刚性连接杆，在左固定衔铁和右固定衔铁之间还设有滑杆通孔，所述滑杆刚性连接杆穿过滑杆通孔设置。

作为优选，所述滑杆通孔为腰孔。

作为优选，所述动铁芯与滑杆刚性连接杆之间设有隔瓷套。

作为优选，所述轴孔内还设有滑动轴承。

作为优选，所述定位电磁铁包括定位电磁铁壳体、卡头，所述定位电磁铁壳体内设有定位电磁铁动铁芯，所述定位电磁铁动铁芯外套置有定位线圈，所述定位电磁铁动铁芯的顶部设有回位弹簧，所述定位电磁铁动铁芯的输出轴与卡头连接杆连接，所述卡头连接杆穿过定位电磁铁壳体底部的轴孔与卡头连接。

作为优选，所述回位弹簧的底端抵在定位电磁铁动铁芯的顶端。

本发明将确定动铁芯移动的左右移动极限位置的理论上正中间位置定义为动铁芯移动的中间位置，当动铁芯移动到中间位置的状态下，卡位装置会将滑杆卡住，阻止动铁芯左右位移。当动铁芯需要从中间位置向左右移动时，需要先解除卡位装置对滑杆的卡位，再给电磁铁通电，实现动铁芯左右位移。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：本发明另一种结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种三位自保持的电磁铁装置，包括动铁芯11、动铁芯支撑结构100、tcu控制器14，所述动铁芯11外部套设有激励线圈8，在激励线圈8与动铁芯11之间设置有导磁体16，所述动铁芯11的左端和右端分别轴向设有输出轴122、12，所述输出轴122、12滑动设置在动铁芯支撑结构的轴孔121内，所述轴孔121内还设有滑动轴承15。所述输出轴12附近设有位移传感器13。

所述动铁芯支撑结构为筒壳体7，筒壳体7两端设有轴孔121，所述输出轴122、12滑动设置在轴孔121内，所述输入轴上设有滑杆刚性连接杆5，筒壳体7内中部设有永磁体10，永磁体10的左部套置有左激励线圈8，所述永磁体10的右部套置有右激励线圈9，在激励线圈8与动铁芯11之间设置有导磁体16，所述导磁体16与筒壳体7之间设有隔瓷套22。

所述输出轴12上设有滑杆刚性连接杆5，所述滑杆刚性连接杆5的端部圆滑设置，连接杆5端部的移动轨迹线位置设有卡头1，所述卡头1底部设有卡槽26，卡槽26与卡头1活动连接。卡头的设置限制与滑杆刚性连接杆5的位移，滑杆刚性连接杆5可以通过水平移动从卡头的两个侧面（侧面必须做成斜面）克服回位弹簧3对卡头垂直方向的阻力进入卡槽26，一旦进入卡槽26（卡槽的长度大于弹簧的压缩行程，内侧面加工必须垂直），弹簧回位，与滑杆刚性连接杆5无法继续位移。

所述卡头1与定位电磁铁4或电动推杆或气动推杆的推杆连接。所述定位电磁铁4包括定位电磁铁壳体41、卡头1，所述定位电磁铁壳体41内设有定位电磁铁动铁芯43，所述定位电磁铁动铁芯43外套置有线圈45，所述定位电磁铁动铁芯的顶部设有回位弹簧3，所述弹簧1的底端抵在定位电磁铁动铁芯43的顶端。回位弹簧3的作用：定位电磁铁组不提供动力时，弹簧处于自然状态，使卡头处于卡位位置。所述定位电磁铁动铁芯的输出轴与卡头连接杆2连接，所述卡头连接杆2穿过定位电磁铁壳体底部的轴孔与卡头1连接。卡头连接杆2与回位弹簧和提供卡头位移的定位电磁铁控制的机械部件刚性连接，定位电磁铁组控制机械部件并克服弹簧的阻力产生向弹簧压缩方向的位移（同时带动卡头连接杆位移），从而取消卡头对与与滑杆刚性连接杆5左右位移的限制。

定位电磁铁组4的作用：定位电磁铁组是一个小电磁铁装置，其控制的机械部件为铁芯，由控制器14tcu控制器的通断。

所述筒壳体7外设有线圈电接头9。所述定位电磁铁壳体41外设有定位电磁铁线圈电接头42，所述激励线圈8与线圈电接头9电连接，所述定位线圈与定位电磁铁线圈电接头电连接，所述线圈电接头9、位移传感器、定位电磁铁线圈电接头或电动推杆的电驱动端子或气动推杆的电驱动端子均与tcu控制器电连接。

实施例2

一种三位自保持的电磁铁装置，包括动铁芯11、动铁芯支撑结构100、tcu控制器14，所述动铁芯支撑结构为左固定衔铁20和右固定衔铁21连接而成，左固定衔铁20和右固定衔铁21内侧部的外端部设有轴孔121，所述输出轴122、12滑动设置在轴孔121内，所述轴孔121内还设有滑动轴承15。所述左固定衔铁20和右固定衔铁21为导磁体，其内侧部设置在激励线圈8与动铁芯11之间，所述动铁芯上设有滑杆刚性连接杆5，在左固定衔铁20和右固定衔铁21之间还设有滑杆通孔，所述滑杆刚性连接杆5穿过滑杆通孔设置，所述滑杆通孔为腰孔。

所述动铁芯11的左端和右端分别轴向设有输出轴122、12，所述输出轴122、12滑动设置在动铁芯支撑结构的轴孔121内，所述动铁芯11上设有滑杆刚性连接杆5，更好的是，动铁芯11中部设有永磁体10，永磁体10上设有滑杆刚性连接杆5。便于更好的左固定衔铁20(含激励线圈)和右固定衔铁21(含激励线圈)之间维持平衡。

所述动铁芯11与滑杆刚性连接杆5之间设有隔瓷套22。所述滑杆刚性连接杆5的端部圆滑设置，连接杆5端部的移动轨迹线位置设有卡头1，所述卡头1底部设有卡槽26，卡槽26与卡头1活动连接。

所述卡头1与定位电磁铁4或电动推杆或气动推杆的推杆连接。所述定位电磁铁4包括定位电磁铁壳体41、卡头1，所述定位电磁铁壳体41内设有定位电磁铁动铁芯43，所述定位电磁铁动铁芯43外套置有线圈45，所述定位电磁铁动铁芯的顶部设有回位弹簧3，所述弹簧1的底端抵在定位电磁铁动铁芯43的顶端。回位弹簧3的作用：定位电磁铁组不提供动力时，弹簧处于自然状态，使卡头处于卡位位置。所述定位电磁铁动铁芯的输出轴与卡头连接杆2连接，所述卡头连接杆2穿过定位电磁铁壳体底部的轴孔与卡头1连接。卡头连接杆2与回位弹簧和提供卡头位移的定位电磁铁控制的机械部件刚性连接，定位电磁铁组控制机械部件并克服弹簧的阻力产生向弹簧压缩方向的位移（同时带动卡头连接杆位移），从而取消卡头对与与滑杆刚性连接杆5左右位移的限制。

定位电磁铁组4的作用：定位电磁铁组是一个小电磁铁装置，其控制的机械部件为铁芯，由控制器14tcu控制器的通断。

所述左固定衔铁20或右固定衔铁21外设有线圈电接头。所述激励线圈8与线圈电接头9电连接，所述定位线圈与定位电磁铁线圈电接头电连接，所述线圈电接头9、位移传感器、定位电磁铁线圈电接头或电动推杆的电驱动端子或气动推杆的电驱动端子均与tcu控制器电连接。

工作原理：当动铁芯11需要从左极限或右极限位置向中间位置移动时，首先由控制器tcu控制器14给左激励线圈8、右激励线圈9通电，与滑杆刚性连接杆5向中间位置移动（随动铁芯一起移动），当与卡头1外侧面接触时，与滑杆刚性连接杆5克服回位弹簧3的阻力，落入卡头1的卡槽进入卡位状态（中间位置），此时，即使激励线圈继续通电，动铁芯不能左右移动。当通过位移传感器13识别动铁芯11处于中间时，停止给线圈45通电；

当动铁芯需要从中间位置向左极限或右极限位置移动时，首先解除卡位状态（通过控制器14tcu控制器给定位电磁铁组供电，提供动力将卡头向回位弹簧压缩方向牵引），再由tcu控制器14给左激励线圈8、右激励线圈9通电，实现动铁芯左右移动,同时当位移传感器13识别动铁芯11到达左/右极限位置时，停止给线圈和定位电磁铁组通电。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。