专利名称：双稳态永磁机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁执行机构，特别是一种双稳态永磁机构。
背景技术：
尽管永磁机构有不同的结构形式，但其工作原理却大体相似。永磁机构就其实质而言，是用永磁体实现合闸保持和分闸保持，通常其合闸都是采用电磁操作。现有的永磁机构如图1、图2所示，永磁体环绕动铁心布置，由于永磁体的相对磁导率接近空气的磁导率，即其磁阻与磁隙的磁阻相近似，线圈所产生的磁场的磁力线必须由动铁心--磁隙—静铁心—动铁心而形成闭合磁路，或由动铁心—永磁体—静铁心—动铁心而形成闭合磁路，由于磁隙和永磁体的存在，增大了磁阻，削弱了线圈产生的磁力，因此线圈的安匝数大，增加了双稳态永磁机构的耗能量及体积。尤其在低操作电压下，将大大增加整个机构的体积，不利于产品的小型化，并造成材料的浪费。
发明内容
本实用新型目的在于克服上述缺点，提供一种可在低电压情况下工作，而且耗能小、体积小、成本低、工作可靠的双稳态永磁机构。
本实用新型所采用的技术方案为双稳态永磁机构包括动铁心、线圈、静铁心、恒磁体，恒磁体、线圈位于动铁心与静铁心之间，其结构要点在于，恒磁体的磁极方向与动铁心的运动方向垂直，恒磁体成对相隔动铁心布置，两个相邻的恒磁体之间安装有导磁体，恒磁体与导磁体之间有间隙。
当动铁心的上端面与静铁心吸合时，恒磁体产生的磁力线所形成磁回路为恒磁体—动铁心—静铁心—恒磁体，即a-b-c-d-a；由线圈通电后所产生的磁力线回路为动铁心—静铁心-导磁体—动铁心，a’-d’-c’-b’-a’，即线圈的磁力线经过导磁体形成磁回路，整个回路无磁隙，由于导磁体的磁导率要比空气的磁导率大几百—几万倍不等，而R(磁阻)＝L(磁路长度)/μS(磁导率*面积)，因此磁阻比现有的永磁机构小几百—几万倍不等，在同样大的磁力下，这使得所需的线圈的安匝数大大减少，既节约了原材料，减小线圈的体积，又节约了能源，减少发热量，对其它电子元件无不良影响，安全性好、工作可靠，特别对制作低电压条件下的小型化电磁执行元件有重要意义。由于恒磁体与导磁体之间有间隙，避免了恒磁体的磁力线在水平方向上短路，使磁力线集中通过动铁心与静铁心的垂直联接面形成回路，保证了恒磁体的吸力。
本实用新型恒磁体的磁极布置方式为成对恒磁体的磁极同极相对。
进一步为动铁心呈四边形，最好为正方形，一对恒磁体布置于四边形的相对边上，另两边相对布置有导磁体。
或动铁心呈圆柱形，一对恒磁体以动铁心的轴线为中心线对称分布，导磁体也以动铁心的轴线为中心线对称分布，最好导磁体与恒磁体成90度，同时导磁体与恒磁体的端面形状应与动铁心的表面密切贴合，使它们之间的间隙为最小。
为了减少线圈所产生的磁力线泄露及减少磁力线回路中的磁隙，本实用新型在设计中还进一步具体了动铁心的导杆为非导磁材料制成。
为了减少磁隙，最好导磁体与静铁心制成一体。
本实用新型可与其它元件合装成一体，制成一种恒磁双稳态执行器，如将其与阀连接形成恒磁电磁阀。具体方案如下阀包括一滑块、传动副、阀芯，滑块与导杆相接，传动副的主传动件与滑块相接，传动副被动件与阀芯相连。
进一步具体为传动副为齿轮副，其主传动件通过转轴固定于阀体上，转轴两端分别为伞型齿轮、滑槽，滑块的滑杆穿过滑槽，被动件为圆柱齿轮。
由于本实用新型的双稳态永磁机构的线圈具有耗电量小、发热量低特点，将其与信号接收电路、译码电路以及恒磁双稳态执行装置的驱动电路合装在一起不会影响这些电路的正常工作以及使用寿命，因而可制成密码恒磁电磁阀或密码恒磁电磁锁。
本实用新型优点在于由于在相邻恒磁体之间布置有导磁体，线圈的磁力线经过导磁体形成磁回路，减少了线圈磁回路中的磁阻，增大磁通量，即增大磁力，从而减小线圈安匝数，既节约了原材料，又节约了能源，减少发热量，对其它电子元件无不良影响，安全性好、工作可靠，特别对制作低电压条件下的小型化电磁执行元件有重要意义。
图1为现有双稳态永磁机构结构示意图图2为图1的A-A剖视图图3为本实用新型的结构示意图图4为图3的侧面剖视图图5为图3的B-B剖视图图6为本实用新型实施例2的结构示意图图7为本实用新型实施例3的结构示意图图8为图7的C-C剖视图其中1动铁心 11导杆 2恒磁体 41第一线圈 42第二线圈 6静铁心7导磁体 8阀 81滑块 811滑杆 821主传动件 8211滑槽 8212转轴8213伞型齿轮 822被动件 83阀芯具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述如图3、图4、图5所示，实施例1，双稳态永磁机构包括动铁心1、线圈、静铁心6、恒磁体2，恒磁体2、线圈位于动铁心1与静铁心6之间，恒磁体2的磁极方向与动铁心1的运动方向垂直，第一线圈41、第二线圈42分别位于恒磁体2的两端，动铁心1呈正方形，一对恒磁体2的磁极同极相对布置于正方形的相对边上，另两边相对布置有导磁体7，导磁体7与静铁心6制成一体，恒磁体2与导磁体7之间有间隙，动铁心1的导杆11是由铜材料制成。
其工作原理为当双稳态永磁机构处于如图所示的闭合状态时，即动铁心的上端面与静铁心吸合时，恒磁体产生的磁力线所形成磁回路为恒磁体—动铁心—静铁心--恒磁体，即a-b-c-d-a；第一线圈41、第二线圈42通电后所产生的与恒磁体的磁力线方向相反的磁力线，第一线圈41的磁力线通过动铁心—静铁心--导磁体—动铁心形成磁回路，即a’-d’-c’-b’-a’，此时线圈所产生的磁力克服了恒磁体的吸力，使之产生向下的运动趋势，第二线圈42的磁力线通过动铁心下端面--磁隙--静铁心--导磁体--动铁心形成磁回路，即e’-f’-g’-h’-e’，使动铁心的下端产生吸力，在两个线圈的共同作用下，动铁心向下运动。随着动铁心的向下运动，动铁心下端面与静铁心的间隙越来越小既磁隙越来越小，一旦动铁心过了中线，恒磁体所发出的磁力线由下端形成回路的磁阻小于由上端形成回路的磁阻，所以恒磁体的磁力线越来越多由下端形成回路，该磁力线在动铁心内的方向与动铁心的运动方向相同，故使动铁心加速向下运动，完成开启动作，线圈停止供电。反之亦然，线圈通电后使动铁心受到一个向上的推力，动铁心向上运动即朝关闭方向运动。
如图6所示，实施例2，动铁心1呈圆柱形，一对恒磁体2以动铁心1的轴线为中心线对称分布，导磁体7也以动铁心1的轴线为中心线对称分布，最好导磁体7与恒磁体2成90度，同时导磁体7与恒磁体2的端面形状应与动铁心1的表面密切贴合，使它们之间的间隙为最小，导杆11是有铝材料制成。其余未述部分与实施例1相同。
如图7、图8所示，实施例3，双稳态永磁机构与阀连接形成恒磁电磁阀，阀8包括一滑块81、传动副、阀芯83，滑块81与导杆11相接，图中传动副为齿轮副，它的主传动件821通过转轴8212固定于阀8上，转轴8212两端分别为伞型齿轮8213、滑槽8211，滑块81的滑杆811穿过滑槽8211，传动副的被动件822为圆柱齿轮，它与阀芯83相连。其余未述部分与实施例1相同。
其工作原理为当导杆11向下运动时，滑杆811、滑槽8211向下运动，伞型齿轮8213逆时针运动，圆柱齿轮822转动，带动阀芯83同轴转动90度，阀的通道被打开；反之，阀关闭。
权利要求1.双稳态永磁机构包括动铁心(1)、线圈、静铁心(6)、恒磁体(2)，恒磁体(2)、线圈位于动铁心(1)与静铁心(6)之间，其特征在于，恒磁体(2)的磁极方向与动铁心(1)的运动方向垂直，恒磁体(2)成对相隔动铁心(1)布置，两个相邻的恒磁体(2)之间安装有导磁体(7)。
2.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，恒磁体(2)与导磁体(7)之间有间隙。
3.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，成对恒磁体(2)的磁极同极相对。
4.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，动铁心(1)的导杆(11)为非导磁材料制成。
5.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，动铁心(1)呈四边形，一对恒磁体(2)布置于四边形的相对边上，另两边相对布置有导磁体(7)。
6.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，动铁心(1)呈圆柱形，一对恒磁体(2)以动铁心(1)的轴线为中心线对称分布，导磁体(7)也以动铁心(1)的轴线为中心线对称分布，导磁体(7)与动铁心(1)成90度。
7.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，导磁体(7)与静铁心(6)制成一体。
8.根据权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于，动铁心(1)的导杆(11)与一阀(8)相连。
9.根据权利要求8所述的双稳态永磁机构，其特征在于，阀(8)包括一滑块(81)、传动副(82)、阀芯(83)，滑块(81)与导杆(11)相接，传动副(82)的主传动件(821)与滑块(81)相接，传动副(82)被动件(822)与阀芯(83)相连。
10.根据权利要求9所述的双稳态永磁机构，其特征在于，传动副(82)为齿轮副，其主传动件(821)通过转轴(8212)固定于阀(8)上，转轴(8212)两端分别为伞型齿轮(8213)、滑槽(8211)，滑块(81)的滑杆(811)穿过滑槽(8211)，被动件(822)为圆柱齿轮。
专利摘要本实用新型涉及一种电磁执行机构，特别是一种双稳态永磁机构。本实用新型双稳态永磁机构，它包括动铁心、线圈、静铁心、恒磁体，恒磁体、线圈位于动铁心与静铁心之间，其结构要点在于，恒磁体的磁极方向与动铁心的运动方向垂直，恒磁体成对相隔动铁心布置，两个相邻的恒磁体之间安装有导磁体，恒磁体与导磁体之间有间隙。本实用新型优点在于由于在相邻恒磁体之间布置有导磁体，线圈的磁力线经过导磁体形成磁回路，减少了线圈磁回路中的磁阻，增大磁通量，从而减小线圈安匝数，节约了原材料，减少发热量，对其它电子元件无不良影响，安全性好、工作可靠，特别对制作低电压条件下的小型化电磁执行元件有重要意义。
文档编号H01H50/16GK2631021SQ0325933
公开日2004年8月4日 申请日期2003年7月2日 优先权日2003年7月2日
发明者吴经奋 申请人:吴经奋