一种利用电磁场制动的装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种利用电磁场制动的装置。


背景技术：

2.日前，据公安部统计，截止2021年3月，全国机动车保有量高达3.78亿辆，其中汽车2.87亿辆，而目前车辆刹车主要采用鼓刹或碟刹，鼓刹通过钢索或油压推动刹车蹄片的伸张，与刹车鼓内缘摩擦，从而实现对车轮的制动，碟刹通过液压系统推动制动摩擦块夹紧，与固定在花鼓上的钢制盘片接触摩擦，从而实现制动，其本质均是通过对摩擦片的控制，使之与高速运动的刹车鼓、钢制盘片产生巨大的摩擦，将运动物体的动能转化为热能，使运动物体的速度下降。
3.现如今电动车创造性的推出了制动能量回收系统，以机械摩擦制动为主，辅以电制，用电制动分担一部分机械制动的强度，将部分机械能再次转化成电能，不仅减少了机械摩擦，降低制动器的磨损，还增加了能量的有效使用率，其本质是采取可逆作用的电动机/发电机来实现将机械能转换为电能，但其仍然存在制动器的磨损，并且能量回收率低。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供了一种利用电磁场制动的装置，避免机械摩擦制动，提高能量的有效使用率，有效解决了背景技术中指出的问题。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种利用电磁场制动的装置，包括固定在运动物体两侧的金属导线框，所述金属导线框的中部设有无线充电发射模块，所述的无线充电发射模块通过无线信号与无线充电接收模块相连，所述的无线充电接收模块通过导线与蓄电池相连，所述运动物体的两侧在金属导线框外设有电磁铁，所述的电磁铁设有退磁电路。
7.作为优选，所述的金属导线框包括重叠放置的第一金属导线框和第二金属导线框，所述的第一金属导线框上的导线框体与第二金属导线框上的导线框体以无线充电发射模块为中心一一间隔设置。
8.作为优选，所述金属导线框中部的无线充电发射模块有两个，所述的第一金属导线框和第二金属导线框分别与两个无线充电发射模块相连，两个所述的无线充电发射模块之间设有电磁屏蔽层，所述的第一金属导线框和第二金属导线框之间设有绝缘层。
9.作为优选，所述的电磁铁为扇形。
10.作为优选，所述的退磁电路包括供电电源和退磁模块。
11.本实用新型利用运动物体两侧的金属导线框在磁场中做切割磁感线运动，将机械能转换为电能，然后再将电能进行存储，依靠不同的磁场强度调节运动物体的制动距离，避免机械摩擦制动器的磨损, 减少能量在非必要环节的损耗，从而达到节能减排的目的。
12.本实用新型通过退磁电路调节电磁铁的磁场强度，从而控制运动物体的制动距离。
13.本实用新型第一金属导线框和第二金属导线框之间设有绝缘层，第一金属导线框和第二金属导线框对应的无线充电发射模块之间分别设有电磁屏蔽层，从而使得第一金属导线框和第二金属导线框独立工作，互不干扰。
14.本实用新型涉及的物理原理包括：
15.1、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变；
16.2、电生磁：用一根直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场，导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。
17.3、磁生电：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为电磁铁的原理图及蓄电池充电的结构图；
20.图3为运动物体的侧面结构示意图；
21.图4为第一金属导线框的结构示意图；
22.图5为第二金属导线框的结构示意图。
具体实施方式
23.下面通过具体的实施例结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
24.实施例1
25.如图1-5所示，一种利用电磁场制动的装置，包括固定在运动物体3两侧的金属导线框4，所述金属导线框4的中部设有无线充电发射模块5，所述的无线充电发射模块5通过无线信号与无线充电接收模块6相连，所述的无线充电接收模块6通过导线与蓄电池7相连，所述运动物体3的两侧在金属导线框4外设有电磁铁1，所述的电磁铁1设有退磁电路2。
26.所述的金属导线框4包括重叠放置的第一金属导线框和第二金属导线框，所述的第一金属导线框上的导线框体与第二金属导线框上的导线框体以无线充电发射模块5为中心一一间隔设置。
27.所述金属导线框4中部的无线充电发射模块5有两个，所述的第一金属导线框和第二金属导线框分别与两个无线充电发射模块5相连，两个所述的无线充电发射模块5之间设有电磁屏蔽层，所述的第一金属导线框和第二金属导线框之间设有绝缘层。
28.所述的电磁铁1为扇形。
29.所述的退磁电路2包括供电电源和退磁模块。
30.本实用新型的工作原理：
31.(1)当运动物体3需要制动时，首先打开供电电源，给运动物体3两侧的电磁铁1通电，形成磁场，使运动物体3表面的金属导线框4做切割磁感线运动；
32.(2)此时会有部分机械能将转化为电能通过金属导线框4传输到运动物体3中央的无线充电发射模块5中，通过无线传输，将电能再次转换成电磁能。
33.(3)无线充电接收模块6接收到电磁能后，再次将电磁能转化为电能并通过相关电路存储到蓄电池7中，从而达到能量回收利用的目的。
34.已知n为电磁铁励磁线圈的匝数，i为电磁铁通电时的励磁电流， le为有效磁路长度，μ为介质磁导率，l为车轮的直径，nl为金属导线位于磁场范围内的有效长度(n为常数)，等分金属导线框电阻为 r，电磁制动器开启时运动物体初始角速度为ω,运动物体质量为m。
35.解：由上述已知条件可以计算电磁制动器开启时运动物体的动能为
36.感应电动势为e＝bnlv；
37.磁场强度为
38.磁感应强度为b＝μh；
39.金属导线中的电流为
40.f为所受到磁场的阻力为
41.则假设运动物体在无摩擦的真空环境中，其所需的减速距离为 ek＝fl
减
；
[0042][0043]
即因此该减速装置减速距离与电磁铁通电时的励磁电流成反比，与运动物体的初始角速度成正比，电磁铁通电时的励磁电流越大，减速距离越短，运动物体的初始角速度越大，减速距离越长，反之亦然。
[0044]
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施方式。显然，本实用新型不限于以上实施方式，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种利用电磁场制动的装置，其特征在于，包括固定在运动物体(3)两侧的金属导线框(4)，所述金属导线框(4)的中部设有无线充电发射模块(5)，所述的无线充电发射模块(5)通过无线信号与无线充电接收模块(6)相连，所述的无线充电接收模块(6)通过导线与蓄电池(7)相连，所述运动物体(3)的两侧在金属导线框(4)外设有电磁铁(1)，所述的电磁铁(1)设有退磁电路(2)。2.根据权利要求1所述的一种利用电磁场制动的装置，其特征在于，所述的金属导线框(4)包括重叠放置的第一金属导线框和第二金属导线框，所述的第一金属导线框上的导线框体与第二金属导线框上的导线框体以无线充电发射模块(5)为中心一一间隔设置。3.根据权利要求2所述的一种利用电磁场制动的装置，其特征在于，所述金属导线框(4)中部的无线充电发射模块(5)有两个，所述的第一金属导线框和第二金属导线框分别与两个无线充电发射模块(5)相连，两个所述的无线充电发射模块(5)之间设有电磁屏蔽层，所述的第一金属导线框和第二金属导线框之间设有绝缘层。4.根据权利要求1所述的一种利用电磁场制动的装置，其特征在于，所述的电磁铁(1)为扇形。5.根据权利要求1所述的一种利用电磁场制动的装置，其特征在于，所述的退磁电路(2)包括供电电源和退磁模块。

技术总结
本实用新型公开了一种利用电磁场制动的装置，包括固定在运动物体两侧的金属导线框，所述金属导线框的中部设有无线充电发射模块，所述的无线充电发射模块通过无线信号与无线充电接收模块相连，所述的无线充电接收模块通过导线与蓄电池相连，所述运动物体的两侧在金属导线框外设有电磁铁，所述的电磁铁设有退磁电路。本实用新型利用运动物体两侧的金属导线框在磁场中做切割磁感线运动，将机械能转换为电能，然后再将电能进行存储，依靠不同的磁场强度调节运动物体的制动距离，避免机械摩擦制动器的磨损,减少能量在非必要环节的损耗，从而达到节能减排的目的。而达到节能减排的目的。而达到节能减排的目的。


技术研发人员：周润泽 周浩 郑芳忠
受保护的技术使用者：德清县雷甸乔莫机械厂
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/11/4