[发明专利]电动执行机构

说明书

本发明涉及电动执行机构。

现有直线两位式电动执行机构，如电动锁的驱动机构、电磁阀、接触器、电磁铁等，一般均采用电磁驱动机构，这类机构由磁路元件(软、硬磁体、线圈等)构成磁路，靠电磁力驱动，磁路中的磁路元件又构成两大部件：固定组件(简称固定件)和运动组件(简称运动件)，均由一个或一个以上的磁路元件为主体组成，固定于机构的壳体上，运动件可在电磁力的作用下相对于固定件作直线运动，如电动锁的驱动机构、电磁阀、接触器，电磁铁等大多使用固定线圈动铁式机构，这类机构的固定件由磁路元件线圈为主体组成，固定于机构的壳体上，运动件由磁路元件动铁心为主体组成。使用了这类机构的电动锁、电磁阀等在第一个状态(如“关闭”状态)不耗电，但在第二个状态(如“开启”状态)要一直通电，故耗电较大。为减少耗电，有人设计了用脉冲电流驱动的执行机构，如专利US3893723公开的电动锁有两个稳定的机械自锁状态，分别对应于锁的“开启”和“关闭”状态，该机构仅在状态转换过程瞬间耗电，但因其机械自锁机构机械阻力较大，故所需驱动功率较大，耗电仍较大。

本发明的任务是提供耗电省的电动执行机构。

本发明是以如下方式实现的，这是也包含有硬磁体(即永久磁铁，简称磁铁)、软磁铁(软铁等)、线圈等磁路元件，也是由固定组件(简称固定件，由一种或一种以上的磁路元件为主体组成)和运动组件(简称运动件，也由一种或一种以上的磁路元件为主体组成)两大部分构成的有两个磁自锁状态的磁路机构。机构的工作原理见图1及图2的示意图。在图1及图2中，A₁是运动件，A₁的一侧或一端是固定件B₁，A₁的另一侧或另一端是固定件B₂，B₁和B₂均固定于壳体B₃之上，A₁可在B₁和B₂之间作往复运动，A₁在B₁和B₂间运动时，A₁与B₁及A₁与B₂之间的两个工作磁隙为两个可变的工作磁隙。在机构中，磁铁和线圈是必需的磁路元件，分别用来产生恒磁磁通和电流磁通。在图1中，设恒磁磁通Φ_m1和Φ_m2的方向如图中箭头方向所示，Φ_m1穿过运动件A₁与固定件B₁间较小的工作磁隙，其磁力F_m1将A₁与B₁吸合在一起并使它们保持在一个稳定的吸合状态(本说明书中所说的“吸合”及“分离”是相对的概念，说两物体“吸合”，并不一定意味着两物体紧密相触，而是其间可能还存在一间隙X₁，我们称X₁为两物体间较小的工作磁隙，这一间隙相对于两物体相“分离”时的间隙X₂有X₁＜＜X₂，我们称X₂为两物体间较大的工作磁隙)，我们称A₁与B₁吸合在一起时机构所处的状态为机构的第一个“磁自锁”状态，而Φ_m2同时穿过A₁与B₂间较大的工作磁隙，因该磁隙远大于A₁与B₁间的磁隙，可认为A₁与B₂是相分离的，故Φ_m2对A₁影响较小。若给机构中的线圈通以脉冲电流、线圈中将产生电流磁通Φ_d1，Φ_d1和Φ_m1一起穿过A₁与B₁间较小的磁隙，其方向由电磁感应定律中的右手法则或右螺旋关系所确定，如图1中虚线箭头所示，且在该磁隙中与Φ_m1的方向相反，则当Φ_d1足够大时，将A₁与B₁吸合在一起的吸力将消失或变为斥力，A₁在Φ_m2产生的磁力F_m2及该斥力(如有的话)的作用下脱离B₁左移直至与其左侧的固定件B₂相吸合，恒磁磁通Φ_m2穿过运动件A₁与固定件B₂间较小的磁隙，其磁力F_m2将A₁与B₂吸合在一起并使它们保持在另一个稳定的吸合状态，我们称A₁与B₂吸合在一起时机构所处的状态为机构的第二个“磁自锁”状态，此时恒磁磁通Φ_m1同时穿过A₁与B₁间较大的磁隙，见图2。若再给机构中的线圈通以脉冲电流，线圈中将产生电流磁通Φ_d2，Φ_d2和Φ_m2一起穿过图2中A₁与B₂间较小的磁隙(其方向如虚线箭头所示)且在该磁隙中与Φ_m2的方向相反，则当Φ_d2足够大时，将A₁与B₁吸合在一起的吸力将消失或变为斥力，A₁在Φ_m1产生的磁力F_m1及该斥力(如有的话)的作用下脱离B₂右移直至与其右侧的固定件B₁再次吸合，机构又回到图1所示的第一个磁自锁状态。