专利名称:永磁传动式步进继电器的制作方法
本实用新型是用于程序控制的一种步进继电器，其基本结构由驱动系统、转动系统、触点系统三个主要部分组成。
步进继电器又称步进开关、步进选择器、程序步进器等。
现有一种公知的步进开关，它由步进机构、凸轮柱、开关促动器、负载开关等部分组成；该步进开关在输入脉冲作用下，由步进机构驱动凸轮柱，使之拨动开关促动器，将负载开关接通或断开；这种步进开关程序组合数量大，结构较复杂。
还有一种公知的步进选择器，它由旋转机构、弧刷、线弧三个部分组成，它的动作也是由输入脉冲控制的。该步进器的弧刷能在电磁铁的衔铁推动之下，一步一步地从一个线弧接点移到下一个线弧接点，达到控制负载电路的目的，它结构较简单，但动作时有杂音，零件易磨损，功耗大。
本实用新型的目的是提供一种程序组合数量大〔能多路多位控制〕，运行可靠，寿命长，抗干扰性强，结构较简单，成本较低，能直接控制大的交、直电流，且功耗小的新型步进继电器。
这种步进继电器由驱动、转动、触点三个主要部分组成，其驱动部分由电磁铁和棘爪等构成，转动部分由安装在主轴上的棘轮、旋转板〔其上固定着永磁体〕等构成，触点部分由片簧固定架、动、静片簧〔含触点〕，动片簧推动杆〔其杆一端部固定着永磁体〕或动片簧推动杆及传动杆〔传动杆一端部固定着永磁体〕等构成。
该步进器的动作是由输入脉冲控制的，当一个脉冲电流流过电磁铁线圈时，衔铁动作，衔铁杠杆带动棘爪，使棘爪推动棘轮旋转一齿，而装在同一主轴上的旋转板亦随着转过同一角度。当转动到位后，固定在旋转板上的永磁体正好与处于该步，固定在动片簧推动杆端部的永磁体以互吸〔或斥〕相对应，且相对气隙小，该吸〔或斥〕力推动推动杆并带动相应的动片簧动作，使常闭触点打开，常开触点闭合。
当脉冲终了时，电磁铁线圈失电，衔铁复原，棘爪在棘轮的齿面上滑过并落到下一个齿面上，而棘轮被齿止簧片抵住不能后退，这样，旋转板与推动杆便稳定地处于相应的位置上，使该处的动、静触点保持在打开或闭合状态。
再来下一个脉冲时，旋转板再次转动，使旋转板上的永磁体极面与该处推动杆上的永磁体极面相互错开并远离，吸〔或斥〕力消失〔或减弱〕，原闭合〔打开〕的动、静触点，便在动片簧张力的作用下打开〔闭合〕，当旋转板转到下一步位置时，重复出现上一步到位时的情况。
以后再输入脉冲时情况同上述。
下面叙述本实用新型的一个实施例。
本实施例是一个2排11步具有常开触点的步进继电器，每排触点及原位〔0步〕在360°园弧上均布，它配上外部的脉冲发生装置就组合成了一个程序控制器，可广泛应用于通讯和控制领域〔含家电〕。
图1是该步进器的电原理图。
图示为初始态a处于0步，所有动、静触点均打开，当输入第1个脉冲时，电磁铁动作，使a由0步转到第1步，相应处的动、静触点闭合。第1个脉冲终了，再输入第2个脉冲时，a由第1步转到第2步，此时“1”处动，静触点再打开，“2”处动，静触点闭合，……，第11个脉冲终了，再来第12个脉冲时，a由第11步转回0步，此时所有动、静触点均打开，又恢复到初始态。
图2是沿图6A－A的剖视图，该图中的双点划线部分乃驱动系统图，它实际位于该步进器左前部，为了能清晰地表明驱动部分与转动部分的位置关系，以虚设态画在该图中。
图3是沿图5B－B线的剖视图。
图4是该步进器触点部分的一种改变。
图5、图6分别是该步进器的主视图和俯视图。
图2图3共同描述了该步进器的整体结构。这是一个大功率电磁驱动永磁传动式步进继电器，顺时钟旋向，初始时处于位置0〔0步〕，图示处于位置8〔第8步〕。衔铁1，铁心2，线圈3，轭铁4等组成了一个电磁铁。衔铁复原止6位置可调，棘爪轴心支承8紧固在衔铁1上。当第8个脉冲电流流过线圈3时，被吸向铁心2的衔铁1带动棘爪11〔棘爪11可绕轴心9转动，弹簧10使棘爪11以一定的压力紧靠在棘轮12的齿面上〕，使之推动棘轮12旋转，直到棘爪11被棘爪止0抵住为止。此时棘轮12正好转过一齿。由于棘轮12与旋转拉板13同紧固在主轴14上，所以棘轮12旋转时旋转拉板13亦随着转动，后者通过拉簧15带动旋转板16绕主轴14转动〔旋转板16与主轴14是动配合〕。旋转板16在未来第8个脉冲时处于位置7，位置7处动，静触点闭合，而位置8处上排动触点29，静触点28打开〔该处下排动、静触点亦打开，其他位置处的下排状况亦与上排同〕，此时正好转到了位置8，旋转板16上的永磁体17与永磁体25由极面错开变为以异极相对应，在永磁吸力的作用下，传动杆26沿上支承板27相应孔位下移，并带动卡装在传动杆26上的推动杆32亦下移，推动杆32促使动片簧33向下弯曲，使动触点29与静触点28由打开变为闭合。它通过焊接在支承片31和34上的连接线接通负载电路。
当第8个脉冲终了时，线圈3失电，衔铁1在复原弹簧7的拉力作用下被拉离铁心2，衔铁1退回到被衔铁复原止6抵住为止〔即恢复到未来脉冲时状态〕，它同时带动棘爪11在棘轮12的齿面上滑过并落到下一个齿面上方止。而棘轮12被齿止簧片18抵住不能后退，这样，便使旋转板16稳定地定位在位置8，位置8上、下排的触点便保持在闭合状态。
当输入第9个脉冲，初时，永磁体17与其上、下方对应的永磁体处于互吸状态，其产生的吸力将阻碍旋转板16作顺时钟向转动，为了减小这种不良影响，该步进器用了一个弹簧储能机构。这样，当旋转拉板13随主轴14同转时，将带动勾挂其上的拉簧15一同运动，此时，旋转板16既受到拉簧15的顺力作用，亦受到永磁阻力的作用，当顺力小于阻力时，旋转板16静止不动，拉簧15则随着旋转拉板13的转动而拉长变形，使作用在旋转板16上的顺力越来越大，直到顺力大于阻力，旋转板16被拉离位置8。稍后，它定位在位置9。当旋转板16离开位置8后，作用于传动杆26的向下吸力减弱，动片簧33便在自身张力的作用下复原，于是动触点29与静触点28就由闭合还原到打开，旋转板16转到位置9后，位置9处将重复位置8处的变化。
给该步进器输入几个断续脉冲，电磁铁就吸动和释放几次，旋转板就旋转几步，转到相应的步位上，同时旋钮38〔旋钮38装在主轴14的上端部，可施力拨出，橡胶片39使旋钮和主轴形成紧配合〕随着主轴14旋转，据片簧固定架37〔35、36亦是片簧固定架，总共6个〕上端面沿360°园弧均布着的“0～11”12个数字，从旋钮38的窗口就可看到该步进器转到了第几步。旋钮38还可用于手动进位。
24是钢丝卡环，上、下支承板27、21〔可用非磁材料，支承8，轴心9，弹簧10，棘爪11均用非磁材料〕片簧固定架35〔下部还有一个〕等，通过螺杆22〔共三根〕，套管23〔共9个〕固定在底座20上〔底座中间开有出线孔〕，电磁铁通过支架5亦固定在底座上，外罩19上盖面开有出线孔，上支承板27对应0步〔位置0〕处固贴着一块软铁片，初始时，旋转板16处于0步，其上的永磁体17与软铁片对应成互吸状，使旋转板能稳定地定位于0步。
若为了简化结构，去除旋转拉板13和拉簧15，而将旋转板16紧固在主轴14上也可，只是功耗要增大，但工作可靠性稍好些。
本步进器额定电压直流12V，触点负荷交流250V×5A，直流250V×1A，最大旋转速度每秒50步，功耗小于4W。
图4是本实施例触点部分的一种改变，动、静片簧都固定在片簧固定架组件48上，动片簧43及其触点44与静片簧41及其触点42呈常开状，而与静片簧46及其触点45呈常闭状。40是永磁体，47是推动杆。显然若换上该触点部分，将增加步进器的控制能力。
本实施例还有如下几种变形，第一，仅在旋转板上方或下方设置触点部分；第二，在任一步处可根据需要在片簧固定架组件上组装相应数量的动、静片簧；第三，在1～11步处均在片簧固定架组件上相同的增装动、静片簧数，或仅在上、下两个片簧固定架组件之一上增装，即增加触点组〔1D、1H、1Z之任一，称为一触点组〕排数；第四，步数可增减。
权利要求
1.一种由电磁铁、棘轮机构和触点部分组成的永磁传动式步进继电器，它的特征是触点部分由片簧固定架，动、静片簧[含触点]，动片簧推动杆[其杆一端部固定着永磁体]，或者为不含永磁体的动片簧推动杆和其一端部固定着永磁体的传动杆所组成，此触点部分沿主轴轴向设置在该步进继电器的端部；而电磁铁则沿主轴径向设置在该步进继电器内一侧；该步进继电器还具有和棘轮共主轴的其上固定着永磁体的旋转板，该旋转板上的永磁体在每步位置处和该处相应杆件上的永磁体都是以极面相对应的。
2.按照权利要求
1所述的步进继电器，其特征是旋转拉板和棘轮均紧固在同一主轴上，而共轴的旋转板则能绕该轴转动。
3.按照权利要求
1或2所述的步进继电器，其特征是旋转板位于该步进继电器的中部，其上、下方各设置有触点部分。
4.按照权利要求
1或2所述的步进继电器，其特征是仅在旋转板的上方或下方设置触点部分。
5.按照权利要求
1或2所述的步进继电器，其特征是每步位置处设置的触点状态或为常开，或为常闭，或为既常开又常闭。
专利摘要
用于程序控制的永磁传动式步进继电器，基本部分有电磁铁、棘轮机构，片簧触点组等。还具有含永磁体的旋转板及推动杆。或增加旋转拉板和含永磁体的传动杆(这时和传动杆配套的推动杆不含永磁体)等机件。其可据需要设置步数和触点组排数。特别适于制成程序组合数量大，控制电流大的步进器。它工作可靠性好。寿命长，结构较简单，成本较低，功耗很小。可广泛应用于控制和通讯领域。该步进器还可手动进位。
文档编号H01H51/00GK87204164SQ87204164
公开日1988年11月30日 申请日期1987年4月25日
发明者叶中午 申请人:叶中午导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan