[发明专利]一种利用电磁力进行位置控制的大位移磁作动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种大位移磁作动器，具体涉及一种利用电磁力进行位置 控制的大位移磁作动器。

背景技术

作动器作为一种具有输出位移和力的动力装置被广泛应用于科学研究 和工业领域，其潜在的经济效应十分显著，作动器的设计和研制已受到高 度重视。但是，现有的压电作动器存在如下问题：一，压电作动器一般由 压电堆、机械结构、弹簧及输出机构一起构成一个作动系统，共同完成工 作，机械结构、弹簧和输出机构共同作用需要足够的刚度，且对加工精度 要求高；二，为实现大位移一般采用压电锁止，然而锁止也需对压电持续 供电，且供电电压一般较高，很不经济实用；三，实验和工作过程中，需 要保证较高压电供电电压很不方便，效率低下。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用 电磁力进行位置控制的大位移磁作动器，作动器中磁力实现作动器的大位 移输出，结构紧凑，安装方便，操作简单，适用范围很广。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用电磁力进行位置控制的大位移磁作动器，包括一柱状作动器 外壳13，在柱状作动器外壳13的内部依次为：第一端盖1与外空心柱状导 磁体2通过螺纹连接，外空心柱状导磁体2与置于其内的柱状永磁铁3一 端通过磁力连接，柱状永磁铁3另一端与置于外空心柱状导磁体2内的内 柱状导磁体4通过磁力连接，在外空心柱状导磁体2与内柱状导磁体4之 间的间隙中套有空心柱状线圈5，空心柱状线圈5与薄柱状衬底7通过螺纹 连接，弹簧片6通过螺钉将外空心柱状导磁体2和薄柱状衬底7连接，薄 柱状衬底7与柱状电磁铁8通过螺纹连接，弹簧9通过螺钉将柱状电磁铁8 与紧贴柱状作动器外壳13的衔铁10连接，柱状电磁铁8与薄柱状衬底和 柱状输出杆一体机构11通过螺纹连接，薄柱状衬底和柱状输出杆一体机构 11的柱状输出杆伸出第二端盖12之外。

优选薄柱状衬底7以及薄柱状衬底和柱状输出杆一体机构11的材料均 为非导磁材料。

和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、空心柱状线圈5未通电，柱状电磁铁8未通电，衔铁10在弹簧9 作用下与柱状作动器外壳13壁紧贴锁止。

2、柱状电磁铁8通电产生电磁力，在电磁力作用下衔铁10与柱状作 动器外壳13壁脱离紧贴，未锁止；由于柱状永磁铁3的两端分别与外空心 柱状导磁体2和内柱状导磁体4连接，外空心柱状导磁体2和内柱状导磁 体4之间的间隙中套有空心柱状线圈5，对空心柱状线圈5施加一定量和一 定方向的电流，通电的空心柱状线圈5产生一个与柱状永磁铁3方向相反 的磁场，进而产生一个相排斥的安培力，在相排斥的安培力作用下推动薄 柱状衬底7、柱状电磁铁8、弹簧9、衔铁10以及薄柱衬底和柱状输出杆一 体机构11运动，通过薄柱衬底和柱状输出杆一体机构11输出正向的大位 移和推力。

3、柱状电磁铁8断电，在弹簧9弹力作用下衔铁10与柱状作动器外 壳13壁紧贴，锁止；由于柱状永磁铁3的两端分别与外空心柱状导磁体2 和内柱状导磁体4连接，外空心柱状导磁体2和内柱状导磁体4之间的间 隙中套有空心柱状线圈5，对空心柱状线圈5施加一定量和一定方向的电流 撤掉，输出正向的大位移固定不变。

4、柱状电磁铁8通电产生电磁力，在电磁力作用下衔铁10与柱状作 动器外壳13壁脱离紧贴，未锁止；由于柱状永磁铁3的两端分别与外空心 柱状导磁体2和内柱状导磁体4连接，外空心柱状导磁体2和内柱状导磁 体4之间的间隙中套有空心柱状线圈5，对空心柱状线圈5施加一定量和一 定方向的电流，通电的空心柱状线圈5产生一个与柱状永磁铁3方向相吸 的磁场，进而产生一个相吸的安培力，在相吸的安培力作用下拉动薄柱状 衬底7、柱状电磁铁8、弹簧9、衔铁10以及薄柱衬底和柱状输出杆一体机 构11运动，通过薄柱衬底和柱状输出杆一体机构11输出负向的大位移和 拉力。

5、柱状电磁铁8断电，在弹簧9弹力作用下衔铁10与柱状作动器外 壳13壁紧贴，锁止；由于柱状永磁铁3的两端分别与外空心柱状导磁体2 和内柱状导磁体4连接，外空心柱状导磁体2和内柱状导磁体4之间的间 隙中套有空心柱状线圈5，对空心柱状线圈5施加一定量和一定方向的电流 撤掉，输出负向的大位移固定不变。

附图说明