专利名称：接触式电磁驱动装置及方法
技术领域：
本发明涉及的接触式电磁驱动装置，其接触式电磁驱动装置包括位于摩擦杆轨 道弯道内侧沿摩擦杆轨道弯道法向安装的摩擦轮导轨，摩擦轮导轨上安置有可沿摩擦轮导 轨滑动或滚动的安装架，安装架上固定安装有电机，电机输出轴上安装有摩擦轮组件，该摩 擦轮组件由内至外依次由轮芯、线圈绕组层、摩擦材料层组成；线圈绕组层由若干对立线圈 环状排布于轮芯与摩擦材料层之间；且每个独立线圈的线圈轴线位于轮芯的直径方向上；
该接触式电磁驱动装置还包括安装于摩擦轮导轨上远离摩擦杆轨道弯道一端的 复位架，复位架上安装有第一电磁铁；上述安装架上还安装有与第一电磁铁相对的第二电 磁铁。 上述的接触式电磁驱动装置的接触式电磁驱动方法 (a)、电机带动摩擦轮组件旋转，摩擦轮组件的线圈绕组层吸引摩擦杆，使摩擦材 料层贴紧摩擦杆从而驱动摩擦杆前进； (b)、通过控制第一电磁铁和第二电磁铁电流大小及方向，使第一电磁铁和第二电 磁铁之间产生不同大小的斥力或吸力，带动安装架及摩擦轮组件在摩擦轮导轨上运动，使 摩擦轮组件的摩擦材料层以固定的压力大小贴紧摩擦杆； 接触式电磁驱动装置的驱动轮固定在安装架上，安装架可沿摩擦轮导轨在一定范 围内运动，摩擦杆与驱动轮之间的位置变得可调，从而使得电磁驱动装置轻松驱动摩擦杆 顺利地通过摩擦杆轨道的弯段。驱动轮外缘的永磁体改成电磁体，利用电磁体产生磁力的大小和方向可由通电电流的大小和方向调节的特点，驱动装置可根据摩擦杆上载重的变化 快速地改变压紧力，使得当摩擦驱动线上摩擦杆的负载变化时，不需要通过人工的方式费 时费力地进行调整，而能实时快速地变化驱动力的大小，从而适应生产中任务多变的需求。
附图1是本发明接触式电磁驱动装置的结构示意图。
附图2是接触式电磁驱动装置的总体分布示意图。
附图3是驱动轮用于产生环状电磁力的线圈分布示意图。
附图4是驱动轮安装架的小轮与导轨的形状。 图中标号名称l.摩擦杆导轨，2.摩擦杆，3.摩擦材料层，4.线圈绕组层，5.轮 芯，6.电机，7.安装架，8.第二电磁铁，9.复位架，IO.第一电磁铁，ll.小轮，12.摩擦轮导 轨，13.限位装置，14.独立线圈。
具体实施例方式
附图叙述本发明接触式电磁驱动装置的组成结构及原理。下面将详细介绍
图1中摩擦杆2由铁质材料制成，与轨道车联结在一起后沿着轨道运动。驱动轮 芯5由安装在其上方的电机6带动做旋转运动。驱动轮芯5的最外层裹有摩擦材料层3，用 于增大与摩擦杆2接触时的摩擦力。 整个接触式电磁驱动系统分布情况如图2所示，沿着摩擦杆轨道1的弯道内侧依 次安装有若干个摩擦轮导轨12，摩擦轮导轨12位于摩擦杆轨道1弯道的法向上。当摩擦杆 2位于摩擦杆导轨1上时，接触式电磁驱动装置分段驱动摩擦杆2，使其运动并顺利地通过 摩擦杆导轨1的弯道。 在摩擦材料层3和轮芯5之间安装有线圈绕组层4。线圈绕组层4由若干个环状 安装的独立线圈14构成，其结构如图3所示。工作时轮芯5在电机6的作用下转动，线圈 绕组层4中与摩擦杆2靠近的若干个独立线圈14通电，产生电磁力吸引摩擦杆2 ，使得摩擦 材料层3压紧摩擦杆2，从而驱动摩擦杆沿着摩擦杆轨道1的弯道运动。图3中的多个独立 线圈14沿着轮芯5环状分布，独立线圈14通电后对铁质的摩擦杆产生吸引力，使得摩擦材 料层压紧摩擦杆的同时驱动摩擦杆运动。 摩擦轮导轨12用于限定安装架7及其附着的摩擦轮等结构的运动位置。摩擦轮 导轨12的左端有一凸块13，用于限定安装架7运动范围的左极限，摩擦轮导轨12右端有固 定安装的复位架9，用于限定安装架7运动范围的右极限。安装架7复位架9相对应的位置 各有一个电磁铁8和10，并可单独控制各自电流的大小和方向。 当一个接触式电磁驱动装置工作时，由于摩擦杆2沿着摩擦杆导轨1弯道运动，故 摩擦杆2推动此接触式电磁驱动装置的安装架7向着复位架9的方向运动，此时线圈绕组 层4中的与摩擦杆2紧密接触的若干独立线圈14在电流的作用下对摩擦杆2产生吸力，并 且安装架7的第二电磁铁8和复位架9中的第一电磁铁10，两者之间产生一定大小的斥力， 在两者的共同作用下，摩擦材料层3压紧摩擦杆2并在电机6的作用下驱动摩擦杆2运动。
当摩擦杆2离开该接触式电磁驱动装置的工作范围后，此时安装架7的第二电磁 铁8和复位架9中的第一电磁铁10通上电流，使得两者之间产生斥力，由于复位架9固定，故安装架7将带动附着其上的摩擦轮等结构沿着摩擦轮导轨12远离复位架9至凸块13后 停止，等待驱动下一个摩擦杆2。 如图1所示，摩擦杆2与摩擦轮组件(3、4、5)的接触面具有保证摩擦材料层3压 紧摩擦杆2的同时还可防止摩擦杆滑出轨道的倾角。 图4是驱动轮安装架7下的小轮11与摩擦轮导轨12的形状。摩擦轮导轨12上 有凸起，而安装架7下的小轮11相应的位置设计成凹槽，两者相契合，从而保证安装架7的 运动轨迹在摩擦轮导轨12设定的范围内。
权利要求
一种接触式电磁驱动装置，用于驱动摩擦杆(2)在摩擦杆轨道(1)的弯道上运动，其特征在于该接触式电磁驱动装置包括位于摩擦杆轨道(1)弯道内侧沿摩擦杆轨道(1)弯道法向安装的摩擦轮导轨(12)，摩擦轮导轨(12)上安置有可沿摩擦轮导轨(12)滑动或滚动的安装架(7)，安装架上固定安装有电机(6)，电机输出轴上安装有摩擦轮组件，该摩擦轮组件由内至外依次由轮芯(5)、线圈绕组层(4)、摩擦材料层(3)组成；线圈绕组层(4)由若干独立线圈(14)环状排布于轮芯(5)与摩擦材料层(3)之间；且每个独立线圈(14)的线圈轴线位于轮芯(5)的直径方向上；该接触式电磁驱动装置还包括安装于摩擦轮导轨(12)上远离摩擦杆轨道(1)弯道一端的复位架(9)，复位架(9)上安装有第一电磁铁(10)；上述安装架(7)上还安装有与第一电磁铁(10)相对的第二电磁铁(8)。
2. 根据权利要求1所述的接触式电磁驱动装置，其特征在于摩擦杆(2)与摩擦轮组件(3、4、5)的接触面具有保证摩擦材料层(3)压紧摩擦杆(2)的同时还可防止摩擦杆滑出 轨道的倾角。
3. 根据权利要求l所述的接触式电磁驱动装置，其特征在于上述安装架(7)带有与 摩擦轮导轨(12)配合的小轮(ll)，且小轮外圈与摩擦轮导轨(12)之间具有防止小轮跑偏 的结构。
4. 根据权利要求1所述的接触式电磁驱动装置，其特征在于上述摩擦轮导轨(12)两端设有限位装置。
5. 根据权利要求1所述的接触式电磁驱动装置的接触式电磁驱动方法，其特征在于包括以下过程(a) 、电机(6)带动摩擦轮组件旋转，摩擦轮组件的线圈绕组层(4)吸引摩擦杆(2)，使 摩擦材料层贴紧摩擦杆(2)从而驱动摩擦杆前进；(b) 、通过控制第一电磁铁(10)和第二电磁铁(8)电流大小及方向，使第一电磁铁(10) 和第二电磁铁(8)之间产生不同大小的斥力或吸力，带动安装架(7)及摩擦轮组件在摩擦 轮导轨(12)上运动，使摩擦轮组件的摩擦材料层以固定的压力大小贴紧摩擦杆(2)。
全文摘要
接触式电磁驱动装置及方法，属于电磁驱动技术领域。该装置包括摩擦轮导轨(12)，安装架(7)，电机(6)，摩擦轮组件，该摩擦轮组件由内至外依次由轮芯(5)、线圈绕组层(4)、摩擦材料层(3)组成；还包括复位架(9)、第一电磁铁(10)、第二电磁铁(8)。通过第一电磁铁(10)和第二电磁铁(8)之间产生不同大小的斥力或吸力，带动安装架(7)及摩擦轮组件在摩擦轮导轨(12)上运动，使摩擦轮组件的摩擦材料层(3)以固定的压力大小贴紧摩擦杆(2)，并且克服驱动轮对摩擦杆的压紧力不可实时调节的缺点。
文档编号H02N11/00GK101795104SQ20101013319
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者孙辉, 楼佩煌, 陈旭玲 申请人:南京航空航天大学