[发明专利]一种带有缓冲结构的电磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及电磁铁，具体涉及一种带有缓冲结构的电磁铁。

背景技术

目前现有电磁铁，具代表性结构如图1所示，包括中间磁轭1’、顶杆2’、动端磁轭5’、线圈6’、动端磁极7’、复位弹簧8’、静端磁极9’及静端磁轭10’，所述的中间磁轭1’、 动端磁轭5’、 静端磁轭10’统称为磁轭。中间磁轭1’构成的容腔的上端开口处固定设置有动端磁轭5’，所述静端磁极9’与静端磁轭10’相固定且位于中间磁轭1’的容腔内下部，所述的线圈6’套设在静端磁极9’与动端磁轭5’的外侧，线圈6’位于中间磁轭1’内部，所述的动端磁极7’设置在动端磁轭5’的中心孔内并可上下滑动，所述的顶杆2’的上端伸至动端磁极7’的内孔中，顶杆2’上对应动端磁极7’的下端设有限位部21’，该限位部21’与动端磁极7’的下端阻挡配合，顶杆2’的下端从静端磁极9’的中心孔伸出作为作用于外部待出发结构的推力输出端；复位弹簧8’为压簧，该压簧设置且作用在顶杆2’与静端磁极9’的之间，压簧作用力是将顶杆2’上顶。

上述现有电磁铁工作时运动过程如下：当电磁铁线圈6’得电后，动端磁极7’在电磁吸力的作用下向静端磁极9’运动，由于动端磁极7’的下端与顶杆2’的阻挡部21’是刚性阻挡配合，所以，动端磁极7’在向下运动的过程中带动顶杆2’一起向下同步运动，当顶杆2’受到较大的外部反力时，此时电磁间隙仍较大为δ，由于电磁间隙较大时电磁吸较小，此时电磁吸力还不足以克服该外部反力和复位弹簧4’的合力，动端磁极7’就不能继续向下运动。为了解决这个问题，就必须增加电磁吸力，要增加电磁吸力，要么提高电磁线圈的电流，要么增加电磁铁的体积。这样的后果就是：1、过大的驱动电流产生很高的功耗，特别在低电压驱动时，电流尤其大；2、电磁铁体积过大，不利于产品小型化。

在这种情况下，迫切需要一种电磁铁，它具有较大的输出力，但较小的体积，较小的驱动电流，不产生较大的冲击力。

发明内容

本发明目的是提供一种带有缓冲结构的电磁铁，以利于电磁铁的小型化，且驱动电流小，节能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带有缓冲结构的电磁铁，包括磁轭、静端磁极、线圈、顶杆以及滑动设置在磁轭中心孔内的动端磁极，顶杆朝静端磁极的一端延伸经静端磁极中心孔后伸出作为推力输出端，且顶杆与静端磁极之间作用有复位弹簧，该复位弹簧的弹力迫使顶杆相对静端磁极朝向动端磁极侧运动；所述的线圈设置在磁轭形成的一两侧开口的中空腔体内，并包围在静端磁极和动端磁极的外侧，所述顶杆朝动端磁极的一端延伸穿过所述动端磁极的内孔；所述顶杆与动端磁极之间还作用有一缓冲弹簧，该缓冲弹簧的弹力迫使顶杆朝向静端磁极侧运动。

上述方案中，所述缓冲弹簧可以为圆柱螺旋压缩弹簧、气弹簧、空气弹簧等承受压力的弹簧元件，以圆柱螺旋压缩弹簧为优选。当采用圆柱螺旋压缩弹簧时，更进一步方案为：所述顶杆的中部设有一限位轴肩，所述缓冲弹簧套于顶杆上且位于动端磁极的内孔中，缓冲弹簧的一端抵靠于动端磁极内孔的台阶面上，另一端抵靠于所述限位轴肩上；所述复位弹簧也为圆柱螺旋压缩弹簧，所述限位轴肩朝静端磁极的一侧与所述复位弹簧的端部抵靠；该穿过动端磁极内孔的延伸端部上设有与所述动端磁极配合的阻挡部。

本发明设计原理以及效果是：

本发明突破性地在动端磁极和顶杆之间增加了一缓冲弹簧，将原动端磁极和顶杆的刚性配合连接改为弹性连接，虽改动不大，看似简单，但却带来了意想不到的效果，这是因为现有电磁铁设计上已有较强的思维定式，在设计时为了节能及体积的限制等原因，当电磁铁的顶杆受外部反力作用时，所述的电磁吸力处于中间值，电磁铁的输出力较低，电磁铁无法继续动作；而本发明发明人经充分分析和考虑电磁铁驱动的全过程。因现有电磁铁的动作初始时刻电磁间隙仍较大而电磁吸力较小，故而出现了电磁吸力的不足，本发明的发明人即想到在动端磁极和顶杆之间增加了一缓冲弹簧，使得原本同步运动的顶杆与动端磁极变为动端磁极领先于顶杆向执行机构运动，从而当顶杆接触外部反力机构时，能有较现有方案中更大的电磁力来推动执行机构运动。在同等需求情况下，其相对的，减小了对电磁铁本身的刚性要求，利于电磁铁的小型化，且驱动电流小，节能。

附图说明

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明实施例结构示意图；

图3为本发明实施例动作过程的示意图一，该图表示刚触碰到执行机构未推动执行机构的状态；

图4为本发明实施例动作过程的示意图二，该图表示未推动执行机构但在压缩缓冲弹簧蓄能状态；