一种基于比例电磁铁的隔振机构的制作方法_2

文档序号:8624460阅读:来源:国知局
构4、脚钉5、微位移传感器6、第一导线7、PID运算控制器8、第二导线9 ;
[0025]其中,比例电磁铁3包括极靴3-1、第一导磁环3-2、隔磁环3_3、第二导磁环3_4、壳体3-5、第二限位环3-6、衔铁3-7、励磁线圈3-8、行程间隙3_9、第一限位环3_10。
[0026]其中,载荷杆I与比例电磁铁3的纵中轴线重合,载荷杆I的长度大于比例电磁铁3的长度,载荷杆I的两端伸出比例电磁铁3的两端一段长度,便于连接其它部件;载荷杆I与衔铁3-7的纵中轴线重合,载荷杆I与衔铁3-7的固定连接,便于载荷杆I与衔铁3-7的运动一致;载荷杆I下端与微位移传感器6的传感部位相连;载荷杆I伸出比例电磁铁3壳体外的上端与第一平衡机构2固定连接;载荷杆I伸出比例电磁铁3壳体外的下端与第二平衡机构4固定连接;载荷杆I选非磁性材料如铝制成,铝密度小,便于降低比例电磁铁3的载荷,同时,载荷杆I可以制成中空管,进一步降低比例电磁铁3的载荷,磁对铝材无吸弓丨小,干扰力小。
[0027]第一平衡机构2另一端固定在比例电磁铁3外壳上端外部,第一平衡机构2由3组轻质弹簧及弹簧张力调节器组成,第一平衡机构2呈中心辐射对称均匀分布在同一高度,该分布方式具有使得载荷杆I水平合力容易平衡、纵向力耦合小的优点,对称中心与比例电磁铁3纵中轴线重合,调节第一平衡机构2的弹簧张力调节器使得载荷杆I的上端与比例电磁铁3的纵中轴线重合,第一平衡机构2由2组或3组以上轻质弹簧及弹簧张力调节器组成也可实现同样功能,但3组轻质弹簧及弹簧张力调节器组成的第一平衡机构2结构简单,调节容易;第一平衡机构2的张力以能限制住载荷杆I与比例电磁铁3的纵中轴线偏离在0.1mm以内为宜,较小的第一平衡机构2的张力可以降低第一平衡机构2对载荷杆I的扰动。
[0028]第二平衡机构4另一端固定在比例电磁铁3外壳下端外部,第二平衡机构4由3组以上轻质弹簧及弹簧张力调节器组成,第二平衡机构4呈中心辐射对称均匀分布在同一高度,该分布方式具有使得载荷杆I水平合力容易平衡、纵向力耦合小的优点,对称中心与比例电磁铁3纵中轴线重合,轻质弹簧可以降低第二平衡机构4对载荷杆I的扰动,调节第二平衡机构4的弹簧张力调节器使得载荷杆I的下端与比例电磁铁3的纵中轴线重合,第二平衡机构4由2组或3组以上轻质弹簧及弹簧张力调节器组成也可实现同样功能,但3组轻质弹簧及弹簧张力调节器组成的第二平衡机构4结构简单,调节容易;微位移传感器6留有足够空隙供载荷杆I与第二平衡机构4无碍连接;第二平衡机构4的张力以能限制住载荷杆I与比例电磁铁3的纵中轴线偏离在0.1mm以内为宜,较小的第二平衡机构4的张力可以降低第二平衡机构4对载荷杆I的扰动。
[0029]微位移传感器6固定在比例电磁铁3外壳下端外部,使得微位移传感器6能够测量出载荷杆I与比例电磁铁3外壳的纵向相对位移,微位移传感器6采用弱作用力测量方式,避免微位移传感器6对载荷杆I产生有害作用力。
[0030]微位移传感器6输出信号与第一导线7 —端相连;第一导线7另一端与PID运算控制器8信号输入端相连;PID运算控制器8电压输出端与第二导线9 一端相连,第二导线9另一端与励磁线圈3-8相连;PID运算控制器是将微位移传感器6输出的载荷杆I的位置信号作为PID调节的输入信号,经PID运算后,输出执行闭环调节的电压信号,励磁线圈3-8为PID调节所需的能量产生机构,励磁线圈3-8通电后的电能转化为磁能,衔铁3-7受磁力作用后,将磁能转化为机械能,机械能经载荷杆I输出载荷力。
[0031]脚钉5与比例电磁铁3外壳下端相连,脚钉5由3个或3个以上可调节螺钉组成,脚钉5由3个可调节螺钉能实现功能且容易调节,脚钉5由多于3个可调节螺钉能成也可以实现需要的功能,组成脚钉5的可调节螺钉均匀分布在比例电磁铁3外壳下端,脚钉5起到支撑整个隔振装置的作用,调节脚钉5使得比例电磁铁3竖直;
[0032]极靴3-1与壳体3-5固定连接;第一导磁环3-2上端面与极靴3-1固定连接,第一导磁环3-2下端面与隔磁环3-3上端面固定连接,且连接部位成15°?50°斜角,即图2中a角;隔磁环3-3下端面与第二导磁环3-4上端面固定连接,第二导磁环3-4下端面与壳体3-5固定连接,第一导磁环3-2、隔磁环3-3和第二导磁环3-4组成一圆筒,圆筒纵中轴线与比例电磁铁3纵中轴线重合,圆筒外壁的一部分与励磁线圈3-8内圈紧密接触,圆筒外壁的多余部分与壳体3-5相接触,圆筒内径大于衔铁3-7外径0.1mm?1mm,圆筒内设有衔铁3-7,衔铁3-7位于比例电磁铁3的纵中轴线上,励磁线圈3-8外壁与壳体3_5内侧接触,励磁线圈3-8下端面与壳体3-5接触,励磁线圈3-8上端口与极靴3-1接触,极靴3_1、第一导磁环3-2、第二导磁环3-4和壳体3-5为磁材料如铁粉制成构成磁回路,隔磁环3-3由非磁材料如青铜制成割断磁路;衔铁3-7上端面有第一限位环3-10,第一限位环3-10与极靴3-1固定连接,衔铁3-7下端面有第二限位环3-6,第二限位环3-6与壳体3_5固定连接,第二限位环3-6上端面与第一限位环3-10的下端面间的空隙为行程间隙3-9,行程间隙3-9的范围介于0.1mm?1mm,第二限位环3_6和第一限位环3_10由非磁材料制成,衔铁3_7由磁材料如纯铁制成,衔铁3-7,可制成中空,以降低比例电磁铁3载荷,第二限位环3-6和第一限位环3-10将衔铁3-7限定在比例电磁铁3的线性工作区内。
[0033]极靴3-1、壳体3-5、第二限位环3-6、第一限位环3_10在比例电磁铁3纵轴线位置开孔,孔径比载荷杆I的直径大0.1mm?1_,荷杆I无触穿过极靴3_1、壳体3_5、第二限位环3-6、第一限位环3-10的中心孔。
[0034]本实用新型中所述的一种基于比例电磁铁的隔振机构,第二限位环3-6和第一限位环3-10将衔铁3-7限定在比例电磁铁3的线性工作区内,当衔铁3-7处于上下行程间隙相等时,微位移传感器6设定在适当位置,设此时微位移传感器6的读数为零点位置,第一平衡机构2与比例电磁铁3纵中轴线垂直,第二平衡机构4与比例电磁铁3纵中轴线垂直,当衔铁3-7在比例电磁铁3内上下运动到极限时,微位移传感器6不超量程。
[0035]在本实用新型中,比例电磁铁具有在线性工作区内输出力与输入电流成正比,输出力与衔铁位移无关的特性;具体可以参考以下公知文献,在此不再赘述。(文献①路甬祥.比例电磁铁的静特性与动特性.液压工业1982年01期)。另外,比例电磁铁作为电液比例控制元件的电-机械转换器件,其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。比例电磁铁的静特性和动特性工业上已经被广泛用于电液比例控制,具体可以参考以下文献(文献②路甬祥.电液比例控制技术[M].北京:机械工业出版社,1988 ;文献③许益民.电液比例控制系统分析与设计[M].北京:机械工业出版社,2005)。有大量公知文献公开了比例电磁铁的原理与设计,如(文献④Chung-oh Lee等,关于比例电磁铁的研宄,低压电器,1986年01期;文献⑤张伦威,许益民.比例电磁铁的有限元磁力分析.机床与液压,2013年9月第17期;文献⑥吴根茂等编.实用电液比例技术.杭州:浙江大学出版社,1993 ;文献⑦费鸿俊,张冠生.电磁机构动态分析与计算.北京:机械工业出版社,1993 ;文献⑧张伦威,比例电磁铁电磁力数值计
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