一种气密式可控电磁驱动直线运动装置的制作方法

本发明涉及一种电磁驱动装置，尤其是一种直线往复运动且速度可控的气密式电磁驱动装置。

背景技术：

直线往复驱动装置或机构在工业自动化等领域是很常见的。实现直线往复运动有很多的方式。现有可实现直线往复驱动装置主要有：气缸、电磁铁、旋转电机以及直线电机等。气缸采用压缩空气推动活塞实现运动，推拉力大，速度可调，但使用上需配备压缩空气同时布置气路，在应用时，需要具备其他的条件和要素较多，在没有具备空气压缩机等相关设施的情况下，就不宜使用气缸。而电磁铁是采用通电时电磁线圈吸合活动铁芯，断电时弹簧复位活动铁芯来实现直线往复运动，但是此种采用弹簧复位方式下的活动铁芯的复位速度与推拉力是不可控的。旋转电机的电机轴是径向的圆周旋转运动，需配合其他转换机构才能实现由圆周运动转换为直线往复运动，比如：旋转电机连接滚珠丝杠副等等，通过滚珠丝杠副的转换可以实现直线运动。而直线电机本身就可以实现直线驱动。但是采用旋转电机以及直线电机的装置一般体积相对较大，控制也比较复杂。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种控制简单方便、不需要较多的配备要素的新型气密式可控电磁驱动直线运动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种气密式可控电磁驱动直线运动装置，包括缸体以及安装在该缸体左右两端的左电磁铁和右电磁铁；缸体、左电磁铁、右电磁铁三者构成一个中空的管形器件；缸体中设置有中轴芯，该中轴芯的左右两端分别连接固定左轴芯和右轴芯；中轴芯、左轴芯以及右轴芯构成一个整体的活动轴；左轴芯与右轴芯为软磁材料，中轴芯为绝磁材料。

在上述气密式可控电磁驱动直线运动装置中，由于左轴芯与右轴芯为软磁材料，可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度，便于左电磁铁、右电磁铁对左轴芯与右轴芯进行控制，而中轴芯为绝磁材料，可以避免左轴芯与右轴芯的相互干扰。在对左电磁铁或右电磁铁通电后，便可产生磁场，对左轴芯或右轴芯产生作用力，可以实现中轴芯、左轴芯以及右轴芯所构成一个整体的活动轴在缸体、左电磁铁、右电磁铁三者所构成一个中空的管形器件内作左右直线运动。同时可以通过调节左电磁铁或右电磁铁的电流，来实现对整体的活动轴的速度以及方向的控制。

作为本发明的进一步改进，左轴芯的左端穿过并伸出于所述左电磁铁之外，该左轴芯的左端安装有左限位卡；右轴芯的右端穿过并伸出于所述右电磁铁之外；该右轴芯的右端安装有右限位卡；左限位卡和右限位卡是对中轴芯、左轴芯以及右轴芯所构成一个整体的活动轴左右直线运动的位置限定，确定了直线运动的行程。左电磁铁的左端内壁安装有左轴承，左轴芯在左轴承内滑动；右电磁铁的右端内壁安装有右轴承，右轴芯在右轴承内滑动；左轴芯、左轴承、中轴芯、右轴芯以及右轴承在同一轴心线上，这样可以确保中轴芯、左轴芯以及右轴芯所构成一个整体的活动轴更顺畅和平稳地作直线移动。

作为本发明的另一种改进，缸体的左右两端分别与左电磁铁和右电磁铁密封连接，且中轴芯在缸体内密封滑动；中轴芯安装有活塞，该活塞随中轴芯在缸体内往复滑动；缸体外部的左右两端分别设置有左气阀和右气阀，该左气阀和右气阀与缸体的内部连通。

在上述气密式可控电磁驱动直线运动装置中，缸体除了左气阀和右气阀可吸入或排出气体外，其他位置都是密封的，所以在中轴芯、左轴芯以及右轴芯所构成一个整体的活动轴直线运动的过程中，可以通过调节左气阀和右气阀的进气或排气的速度，来实现对整体的活动轴速度的控制。另外左气阀和右气阀接上气源后，可以通过气源的压力推动活塞，从而带动整体的活动轴做直线往复运动，调节气源的压力，可控制速度。所以实现了既能以电磁驱动，也能以压缩空气驱动，实现了电、气的自由切换。

作为本发明的又一种改进，缸体与左电磁铁、右电磁铁螺纹连接，缸体与左电磁铁之间设置有左端密封圈，缸体与右电磁铁之间设置有右端密封圈，螺纹连接简单可靠，左端密封圈和右端密封圈可以确保缸体与左电磁铁和右电磁铁的密封连接；左电磁铁的右端设置有中轴芯左密封圈，该中轴芯左密封圈的右侧设置有左压板，该左压板与左电磁铁螺钉连接；右电磁铁的左端设置有中轴芯右密封圈，该中轴芯右密封圈的左侧设置有右压板，该右压板与右电磁铁螺钉连接；中轴芯与中轴芯左密封圈、中轴芯右密封圈贴合密封滑动，这样可以确保中轴芯在缸体内是密封滑动的。

作为本发明的再一种改进，中轴芯与左轴芯、右轴芯螺纹连接，采用螺纹连接的方式把中轴芯与左轴芯、右轴芯简单而牢固的安装在了一起。

作为本发明的更进一步改进，本发明还包括反馈型控制系统，利用反馈型控制系统可以进行精确的位移和速度控制。

综上所述，本发明的有益效果是：由于采用了双电磁铁控制的方式，不仅可以实现直线往复运动，而且可以通过调节左右电磁铁电流的大小达到直线运动的速度和方向控制的目的，避免了使用其他较多相关配备设施，控制简单方便。同时，左气阀、右气阀连接气源，既能以电磁驱动，也能以压缩气体驱动，实现了电、气的自由切换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的剖视图；

图2是本发明图1中A处的局部放大图；

图3是本发明的立体示意图。

具体实施方式

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

参照图1和图3，本发明的一种气密式可控电磁驱动直线运动装置包括缸体16以及安装在该缸体16左右两端的左电磁铁17和右电磁铁15；缸体16、左电磁铁17、右电磁铁15三者构成一个中空的管形器件。其中，缸体16与左电磁铁17、右电磁铁15是用螺纹方式连接的，缸体16与左电磁铁17之间设置有左端密封圈18，缸体16与右电磁铁15之间设置有右端密封圈19，缸体16与左电磁铁17夹紧左端密封圈18，缸体16与右电磁铁15夹紧右端密封圈19，以确保缸体16的左右两端分别与所述左电磁铁17和右电磁铁15是密封连接的，当然缸体16与左电磁铁17、右电磁铁15也可以采用其他的连接方式，比如焊接等等。而缸体16外部的左右两端分别设置有左气阀6和右气阀9，该左气阀6和右气阀9与缸体16的内部是连通的。

参照图1和图3，在缸体16中设置有中轴芯8，该中轴芯8的左右两端分别连接固定左轴芯2和右轴芯13。中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13构成一个整体的活动轴。其中，左轴芯2与右轴芯13为软磁材料，中轴芯8为绝磁材料。左轴芯2与右轴芯13采用软磁材料，在工作中可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度，便于左电磁铁17、右电磁铁15对左轴芯2与右轴芯13进行控制，而中轴芯8为绝磁材料，可以避免左轴芯2与右轴芯13之间的相互干扰。同时左轴芯2的左端穿过并伸出于所述左电磁铁17之外，该左轴芯2的左端安装有左限位卡1；右轴芯13的右端穿过并伸出于所述右电磁铁15之外；该右轴芯13的右端安装有右限位卡14；左电磁铁17的左端内壁安装有左轴承3，左轴芯2在左轴承3内滑动；右电磁铁15的右端内壁安装有右轴承12，右轴芯13在右轴承12内滑动；左轴芯2、左轴承3、中轴芯8、右轴芯13以及右轴承12在同一轴心线上。

参照图1和图3，在工作时，中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13构成一个整体的活动轴在缸体16、左电磁铁17、右电磁铁15三者构成一个中空的管形器件内作往复直线运动。

参照图1和图3，左轴承3和右轴承12可对中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13所构成得一个整体活动轴进行限位和导向，同时它们又都在同一轴心线上，使得运行平稳而且畅通。

参照图1和图3，中轴芯8安装有活塞7，该活塞7随中轴芯8在缸体16内往复滑动。

参照图1、图2和图3，左电磁铁17的右端设置有中轴芯左密封圈20，该中轴芯左密封圈20的右侧设置有左压板21，该左压板21与左电磁铁17螺钉连接，左压板21使得中轴芯左密封圈20固定在了左电磁铁17的右端。同时，右电磁铁15的左端设置有中轴芯右密封圈23，该中轴芯右密封圈23的左侧设置有右压板22，该右压板22与右电磁铁15螺钉连接，同样，该右压板22使得中轴芯右密封圈23固定在了右电磁铁15的左端。中轴芯8与中轴芯左密封圈20、中轴芯右密封圈23贴合密封滑动，这样也就确保了中轴芯8在缸体16内密封滑动。

当左电磁铁17通电时，左电磁铁17产生磁场，左轴芯2向右运动，从而中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13构成一个整体的活动轴向右运动，进而带动活塞7向右运动。当右电磁铁15通电时，右电磁铁15产生磁场，右轴芯13向左运动，从而中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13构成一个整体的活动轴向左运动，进而带动活塞7向左运动。在直线运动的过程中，左限位卡、右限位卡14可以起到行程限位的作用。通过调节左电磁铁17和右电磁铁15的电流可以调节驱动力，进行速度控制。

同时，当活塞7向右运动时，左气阀6吸入空气，右气阀9排出空气，当活塞7向左运动时，左气阀6排出空气，右气阀9吸入空气，通过对左气阀6和右气阀9的大小进行调节，也可以对速度进行控制。

采用压缩空气分别连接左气阀6和右气阀9来推动活塞7，从而带动中轴芯8、左轴芯2以及右轴芯13构成一个整体的活动轴作直线往复运动。调节气源的压力，可控制速度。

本发明还包括反馈型控制系统，利用反馈型控制系统可以进行精确的位移控制和定位。

以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。