[发明专利]一种电磁作动器及控制方法

说明书

本发明公开了一种电磁作动器及控制方法，包括外筒、固定磁芯、移动磁芯和磁芯套筒；固定磁芯和移动磁芯设置在外筒中，固定磁芯与外筒一端固定设置，固定磁芯周面缠绕有第一线圈；外筒靠近固定磁芯的一端，连接有第一连接杆；磁芯套筒嵌套在移动磁芯上，磁芯套筒和移动磁芯之间缠绕有第二线圈，磁芯套筒和外筒内壁滑动连接；外筒靠近移动磁芯的一端，连接有第二连接杆，第二连接杆一端与磁芯套筒端部连接，另一端伸出外筒；第一电流控制器和第二电流控制器输出端分别连接第一线圈和第二线圈，第一电流控制器和第二电流控制器输入端连接有电源；能够主动控制移动磁芯的位移和推拉力，提高耗能和减振的效果。

技术领域

本发明属于土木工程结构振动控制领域，涉及一种电磁作动器及控制方法。

背景技术

作动装置或阻尼装置广泛的用于航空、机械等行业，用来减振消能，近年来，也不断被引入到土木工程防灾减灾工程与防护工程中，尤其是主动控制设备，在土木工程抗震设计中有着极其重要的意义。

在土木工程领域，对于高耸结构、高层超高层建筑结构、大跨结构等，为保证结构在使用过程中的安全性和舒适性，都要风荷载、地震荷载等随机性引起的响应进行控制。实际工程中，单纯的被动隔振己不能满足要求，必须采用主动振动控制技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电磁作动器及控制方法，能够主动控制移动磁芯的位移和推拉力，提高耗能和减振的效果。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电磁作动器，包括外筒、固定磁芯、移动磁芯和磁芯套筒；

固定磁芯和移动磁芯设置在外筒中，固定磁芯与外筒一端固定设置，固定磁芯周面缠绕有第一线圈；外筒靠近固定磁芯的一端，连接有第一连接杆；

磁芯套筒嵌套在移动磁芯上，磁芯套筒和移动磁芯之间缠绕有第二线圈，磁芯套筒和外筒内壁滑动连接；外筒靠近移动磁芯的一端，连接有第二连接杆，第二连接杆一端与磁芯套筒端部连接，另一端伸出外筒；

外筒上设置有第一电流控制器和第二电流控制器，第一电流控制器和第二电流控制器输出端分别连接第一线圈和第二线圈，第一电流控制器和第二电流控制器输入端连接有电源；

外筒、固定磁芯、移动磁芯、第一连接杆和第二连接杆的轴线共线。

优选的，固定磁芯和移动磁芯之间连接有第一弹簧。

优选的，第二连接杆位于外筒内部的部分嵌套有第一弹簧，第一弹簧一端连接移动磁芯，另一端连接外筒设置固定磁芯的另一端。

优选的，外筒两端分别设置有第一加速度传感器和第二加速度传感器。

优选的，第一连接杆中设置有第一轴力传感器，第二连接杆中设置有第二轴力传感器。

优选的，第二连接杆上设置有用于采集固定磁芯和移动磁芯相对位移值的激光测距模块。

优选的，外筒外嵌套有防护罩，防护罩采用J坡莫合金高导磁磁场屏蔽板。

优选的，第二连接杆在外筒端部处螺纹连接有配重旋转滑筒，配重旋转滑筒两端固定在外筒端部，配重旋转滑筒周面包裹有铜线圈，铜线圈两侧分别设置有S极永磁体和N极永磁体，铜线圈连接电源输入端。

一种基于上述任意一项所述电磁作动器的控制方法，需要电磁作动器输出拉力时，第一线圈和第二线圈中电流方向同向，此时固定磁芯靠近第一连接杆的一端为N极，靠近第二连接杆的一端为S极；移动磁芯靠近第一连接杆的一端为N极，靠近第二连接杆的一端为S极，固定磁芯和移动磁芯之间产生的吸引力对外输出拉力，输出拉力的大小，与第一线圈和第二线圈中电流大小成正比。