接觸式電磁驅動裝置及方法
2023-12-11 19:58:57
專利名稱：接觸式電磁驅動裝置及方法
技術領域：
本發明涉及的接觸式電磁驅動裝置，其接觸式電磁驅動裝置包括位於摩擦杆軌 道彎道內側沿摩擦杆軌道彎道法向安裝的摩擦輪導軌，摩擦輪導軌上安置有可沿摩擦輪導 軌滑動或滾動的安裝架，安裝架上固定安裝有電機，電機輸出軸上安裝有摩擦輪組件，該摩 擦輪組件由內至外依次由輪芯、線圈繞組層、摩擦材料層組成；線圈繞組層由若干對立線圈 環狀排布於輪芯與摩擦材料層之間；且每個獨立線圈的線圈軸線位於輪芯的直徑方向上；
該接觸式電磁驅動裝置還包括安裝於摩擦輪導軌上遠離摩擦杆軌道彎道一端的 復位架，復位架上安裝有第一電磁鐵；上述安裝架上還安裝有與第一電磁鐵相對的第二電 磁鐵。 上述的接觸式電磁驅動裝置的接觸式電磁驅動方法 (a)、電機帶動摩擦輪組件旋轉，摩擦輪組件的線圈繞組層吸引摩擦杆，使摩擦材 料層貼緊摩擦杆從而驅動摩擦杆前進； (b)、通過控制第一電磁鐵和第二電磁鐵電流大小及方向，使第一電磁鐵和第二電 磁鐵之間產生不同大小的斥力或吸力，帶動安裝架及摩擦輪組件在摩擦輪導軌上運動，使 摩擦輪組件的摩擦材料層以固定的壓力大小貼緊摩擦杆； 接觸式電磁驅動裝置的驅動輪固定在安裝架上，安裝架可沿摩擦輪導軌在一定範 圍內運動，摩擦杆與驅動輪之間的位置變得可調，從而使得電磁驅動裝置輕鬆驅動摩擦杆 順利地通過摩擦杆軌道的彎段。驅動輪外緣的永磁體改成電磁體，利用電磁體產生磁力的大小和方向可由通電電流的大小和方向調節的特點，驅動裝置可根據摩擦杆上載重的變化 快速地改變壓緊力，使得當摩擦驅動線上摩擦杆的負載變化時，不需要通過人工的方式費 時費力地進行調整，而能實時快速地變化驅動力的大小，從而適應生產中任務多變的需求。
附圖1是本發明接觸式電磁驅動裝置的結構示意圖。
附圖2是接觸式電磁驅動裝置的總體分布示意圖。
附圖3是驅動輪用於產生環狀電磁力的線圈分布示意圖。
附圖4是驅動輪安裝架的小輪與導軌的形狀。 圖中標號名稱l.摩擦杆導軌，2.摩擦杆，3.摩擦材料層，4.線圈繞組層，5.輪 芯，6.電機，7.安裝架，8.第二電磁鐵，9.復位架，IO.第一電磁鐵，ll.小輪，12.摩擦輪導 軌，13.限位裝置，14.獨立線圈。
具體實施例方式
附圖敘述本發明接觸式電磁驅動裝置的組成結構及原理。下面將詳細介紹
圖1中摩擦杆2由鐵質材料製成，與軌道車聯結在一起後沿著軌道運動。驅動輪 芯5由安裝在其上方的電機6帶動做旋轉運動。驅動輪芯5的最外層裹有摩擦材料層3，用 於增大與摩擦杆2接觸時的摩擦力。 整個接觸式電磁驅動系統分布情況如圖2所示，沿著摩擦杆軌道1的彎道內側依 次安裝有若干個摩擦輪導軌12，摩擦輪導軌12位於摩擦杆軌道1彎道的法向上。當摩擦杆 2位於摩擦杆導軌1上時，接觸式電磁驅動裝置分段驅動摩擦杆2，使其運動並順利地通過 摩擦杆導軌1的彎道。 在摩擦材料層3和輪芯5之間安裝有線圈繞組層4。線圈繞組層4由若干個環狀 安裝的獨立線圈14構成，其結構如圖3所示。工作時輪芯5在電機6的作用下轉動，線圈 繞組層4中與摩擦杆2靠近的若干個獨立線圈14通電，產生電磁力吸引摩擦杆2 ，使得摩擦 材料層3壓緊摩擦杆2，從而驅動摩擦杆沿著摩擦杆軌道1的彎道運動。圖3中的多個獨立 線圈14沿著輪芯5環狀分布，獨立線圈14通電後對鐵質的摩擦杆產生吸引力，使得摩擦材 料層壓緊摩擦杆的同時驅動摩擦杆運動。 摩擦輪導軌12用於限定安裝架7及其附著的摩擦輪等結構的運動位置。摩擦輪 導軌12的左端有一凸塊13，用於限定安裝架7運動範圍的左極限，摩擦輪導軌12右端有固 定安裝的復位架9，用於限定安裝架7運動範圍的右極限。安裝架7復位架9相對應的位置 各有一個電磁鐵8和10，並可單獨控制各自電流的大小和方向。 當一個接觸式電磁驅動裝置工作時，由於摩擦杆2沿著摩擦杆導軌1彎道運動，故 摩擦杆2推動此接觸式電磁驅動裝置的安裝架7向著復位架9的方向運動，此時線圈繞組 層4中的與摩擦杆2緊密接觸的若干獨立線圈14在電流的作用下對摩擦杆2產生吸力，並 且安裝架7的第二電磁鐵8和復位架9中的第一電磁鐵10，兩者之間產生一定大小的斥力， 在兩者的共同作用下，摩擦材料層3壓緊摩擦杆2並在電機6的作用下驅動摩擦杆2運動。
當摩擦杆2離開該接觸式電磁驅動裝置的工作範圍後，此時安裝架7的第二電磁 鐵8和復位架9中的第一電磁鐵10通上電流，使得兩者之間產生斥力，由於復位架9固定，故安裝架7將帶動附著其上的摩擦輪等結構沿著摩擦輪導軌12遠離復位架9至凸塊13後 停止，等待驅動下一個摩擦杆2。 如圖1所示，摩擦杆2與摩擦輪組件(3、4、5)的接觸面具有保證摩擦材料層3壓 緊摩擦杆2的同時還可防止摩擦杆滑出軌道的傾角。 圖4是驅動輪安裝架7下的小輪11與摩擦輪導軌12的形狀。摩擦輪導軌12上 有凸起，而安裝架7下的小輪11相應的位置設計成凹槽，兩者相契合，從而保證安裝架7的 運動軌跡在摩擦輪導軌12設定的範圍內。
權利要求
一種接觸式電磁驅動裝置，用於驅動摩擦杆(2)在摩擦杆軌道(1)的彎道上運動，其特徵在於該接觸式電磁驅動裝置包括位於摩擦杆軌道(1)彎道內側沿摩擦杆軌道(1)彎道法向安裝的摩擦輪導軌(12)，摩擦輪導軌(12)上安置有可沿摩擦輪導軌(12)滑動或滾動的安裝架(7)，安裝架上固定安裝有電機(6)，電機輸出軸上安裝有摩擦輪組件，該摩擦輪組件由內至外依次由輪芯(5)、線圈繞組層(4)、摩擦材料層(3)組成；線圈繞組層(4)由若干獨立線圈(14)環狀排布於輪芯(5)與摩擦材料層(3)之間；且每個獨立線圈(14)的線圈軸線位於輪芯(5)的直徑方向上；該接觸式電磁驅動裝置還包括安裝於摩擦輪導軌(12)上遠離摩擦杆軌道(1)彎道一端的復位架(9)，復位架(9)上安裝有第一電磁鐵(10)；上述安裝架(7)上還安裝有與第一電磁鐵(10)相對的第二電磁鐵(8)。
2. 根據權利要求1所述的接觸式電磁驅動裝置，其特徵在於摩擦杆(2)與摩擦輪組件(3、4、5)的接觸面具有保證摩擦材料層(3)壓緊摩擦杆(2)的同時還可防止摩擦杆滑出 軌道的傾角。
3. 根據權利要求l所述的接觸式電磁驅動裝置，其特徵在於上述安裝架(7)帶有與 摩擦輪導軌(12)配合的小輪(ll)，且小輪外圈與摩擦輪導軌(12)之間具有防止小輪跑偏 的結構。
4. 根據權利要求1所述的接觸式電磁驅動裝置，其特徵在於上述摩擦輪導軌(12)兩端設有限位裝置。
5. 根據權利要求1所述的接觸式電磁驅動裝置的接觸式電磁驅動方法，其特徵在於包括以下過程(a) 、電機(6)帶動摩擦輪組件旋轉，摩擦輪組件的線圈繞組層(4)吸引摩擦杆(2)，使 摩擦材料層貼緊摩擦杆(2)從而驅動摩擦杆前進；(b) 、通過控制第一電磁鐵(10)和第二電磁鐵(8)電流大小及方向，使第一電磁鐵(10) 和第二電磁鐵(8)之間產生不同大小的斥力或吸力，帶動安裝架(7)及摩擦輪組件在摩擦 輪導軌(12)上運動，使摩擦輪組件的摩擦材料層以固定的壓力大小貼緊摩擦杆(2)。
全文摘要
接觸式電磁驅動裝置及方法，屬於電磁驅動技術領域。該裝置包括摩擦輪導軌(12)，安裝架(7)，電機(6)，摩擦輪組件，該摩擦輪組件由內至外依次由輪芯(5)、線圈繞組層(4)、摩擦材料層(3)組成；還包括復位架(9)、第一電磁鐵(10)、第二電磁鐵(8)。通過第一電磁鐵(10)和第二電磁鐵(8)之間產生不同大小的斥力或吸力，帶動安裝架(7)及摩擦輪組件在摩擦輪導軌(12)上運動，使摩擦輪組件的摩擦材料層(3)以固定的壓力大小貼緊摩擦杆(2)，並且克服驅動輪對摩擦杆的壓緊力不可實時調節的缺點。
文檔編號H02N11/00GK101795104SQ20101013319
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者孫輝, 樓佩煌, 陳旭玲 申請人:南京航空航天大學