转动模式的双稳态动作执行器及方法_2

文档序号:9729602阅读:来源:国知局
1、图2所示,根据本发明提供的一种转动模式的双稳态动作执行器,包括:稳态驱动转轴、传动组件9 01、动作执行组件9 0 2 ;稳态驱动转轴的转动轴动子通过传动组件901驱动动作执行组件902;在稳态驱动转轴未加电时,稳态驱动转轴使得动作执行组件902保持在第一稳态位置;在稳态驱动转轴加电后,稳态驱动转轴发生旋转,通过传动组件901驱动动作执行组件902由第一稳态位置移动至第二稳态位置。具体地,传动组件901包括连接杆903;稳态驱动转轴的转动轴动子的两端分别通过不同的连接杆903紧固连接动作执行组件902。而在变化例中,传动组件901可以包括换向齿轮、齿条或皮带轮,稳态驱动转轴的转动轴动子通过换向齿轮、齿条或皮带轮驱动动作执行组件902;动作执行组件902包括合页结构装置,其中,所述合页结构装置以稳态驱动转轴的转动轴动子为旋转轴。
[0067]在优选例中,传动组件901包括挡板;
[0068]-当传动组件901位于第一稳态位置时,挡板构成光路的阻挡物,当传动组件901位于第二稳态位置时,挡板不构成光路的阻挡物;或者
[0069]-当传动组件901位于第一稳态位置时,挡板不构成光路的阻挡物,当传动组件901位于第一稳态位置时,挡板构成光路的阻挡物。
[0070]在图1、图2中,所述稳态驱动转轴中包含了多组驱动体电磁线圈2和永磁体4,但本发明的保护范围还包括了稳态驱动转轴中仅包含一组驱动体电磁线圈和永磁体的相应技术方案。具体地,在图1、图2示出的实施例的变化例中,所述稳态驱动转轴中可以仅包含一组驱动体电磁线圈和永磁体,从而使得结果简单。其中,所述一组驱动体电磁线圈和永磁体可以是指1个永磁体与1个驱动体电磁线圈的组合,在此组合中,初始时永磁体与驱动体电磁线圈之间的错位,即永磁体没有处于磁路结构中磁通量最大值处,当驱动体电磁线圈加电后,驱动体电磁线圈驱使永磁体移动至磁路结构中磁通量最大值处,在驱动体电磁线圈失电后,永磁体在复位扭簧的作用下回复至初始位置;所述一组驱动体电磁线圈2和永磁体4当然也可以是指1个永磁体与多个驱动体电磁线圈的组合,或者多个永磁体与1个驱动体电磁线圈的组合。进一步地,当需要获取更大的驱动力或者更大的驱动角度时,可以采用多组驱动体电磁线圈和永磁体串联的方式,即如图1、图2所示的方式。
[0071 ]在本发明中,驱动体电磁线圈可以替换为永磁体,且永磁体可以替换为电磁线圈;在本发明中,也可以保留驱动体电磁线圈不变,单独将永磁体替换为电磁线圈。本领域技术人员理解,这种简单的替换方式均属于基本相同的技术手段、解决了基本相同的技术问题、获得了基本相同的技术效果,本领域技术人员无需创造性劳动即可实现,因此自然落入了等同侵权的保护范围。
[0072]在优选例中,对所述稳态驱动转轴进行详细描述。如图3所示,根据本发明提供的稳态驱动转轴,包括:转动轴定子、转动轴动子、驱动体电磁线圈2、转盘3、永磁体4 ;
[0073]所述稳态驱动转轴可以包括若干个(即一个或多个)驱动体电磁线圈2。所述若干个驱动体电磁线圈2和转盘3相对同一转轴线L设置。转盘3的转轴可以与该转轴线L重叠,也可以不与该转轴线L重叠。当驱动体电磁线圈2的数量为一个时,该驱动体电磁线圈2的转轴不与该转轴线L重叠。当驱动体电磁线圈2的数量为多个时,这些驱动体电磁线圈2构成电磁线圈组体;若电磁线圈组体中的各个驱动体电磁线圈2在周向上均布,则该电磁线圈组体的转轴优选地与转轴线L重叠,当然在非优选情况下也可以不重叠;若电磁线圈组体中的各个驱动体电磁线圈2集中布置在周向某一段内,则该电磁线圈组体的转轴优选地与转轴线L不重叠。
[0074]所述驱动体电磁线圈采用空心电磁线圈、电磁铁、带磁轭的线圈,或者电磁线圈和例如工业纯铁、软磁材料、非晶或纳米晶材料等材料的组合。
[0075]驱动体电磁线圈2的轴向平行于转盘3的法向。驱动体电磁线圈2安装固定于转动轴定子与转动轴动子两者中的一者,转盘3安装固定于转动轴定子与转动轴动子两者中的另一者,也就是说,可以是驱动体电磁线圈2安装固定于转动轴定子,转盘3安装固定于转动轴动子,也可以是驱动体电磁线圈2安装固定于转动轴动子,转盘3安装固定于转动轴定子;[0076 ]如图4所示,转盘3的部分区域由永磁体4构成,驱动体电磁线圈2与永磁体4相互作用形成磁路结构。其中,所述转盘3可以是由缺失扇形区域的非完整盘状结构与扇形永磁体4刚性连接组合形成完整的盘状结构,所述转盘3、永磁体4与中心轴1刚性连接。所述转盘3可以为导磁材料,也可以为非导磁材料。上述永磁体4的形状采用扇形是优选情况,永磁体4的形状还可以是圆形、矩形、三角形、梯形等规则形状,还是可以不规则形状,均落入本发明的保护范围之内。
[0077]多个驱动体电磁线圈2在同一周向或多个周向上均勾分布,如图6-7所不,驱动体电磁线圈2的数量可以为一个或者多个;多个驱动电磁线圈2之间在同一周向上均匀分布;如图9所示,多个驱动电磁线圈2之间在两个周向上分别均匀分布。转盘3上的多个永磁体4同样沿周向均匀布置,驱动体电磁线圈2的数量为永磁体4数量的N倍,其中,N为正整数,如图6-7所示。而在变化例中,驱动体电磁线圈2可以在周向上非均匀分布,转盘3的永磁体4同样可以在周向上非均匀分布。
[0078]所述稳态驱动转轴所包含的若干个驱动体电磁线圈2,用于驱使转盘3相对转动至对应于所述磁路结构中磁通量最大值的角度。具体地,驱动体电磁线圈2与转盘3相对转动所产生的驱动体电磁线圈2与永磁体4之间相对面积的变化,引起所述磁路结构中磁通量的变化。当所述磁路结构中磁通量达到最大值时,认为单个的驱动体电磁线圈2或者由多个驱动体电磁线圈2构成的电磁线圈组体与转盘3上的永磁体处于对齐的角度位置关系。当所述磁路结构中磁通量未达到最大值时,认为单个的驱动体电磁线圈2或者由多个驱动体电磁线圈2构成的电磁线圈组体与转盘3上的永磁体处于错位的角度位置关系。驱动体电磁线圈2的作用即包括将处于错位位置的转盘3驱动至对齐位置。
[0079]在第一优选例中,如图11所式,转动轴动子为中心轴1,转动轴定子为套筒6。驱动体电磁线圈安装固定于套筒6的内壁,转盘3安装固定于中心轴1。
[0080]在第二优选例中,如图12所示,转动轴定子为中心轴1,转动轴动子为套筒6。驱动体电磁线圈安装固定于中心轴1上的线圈支撑框架,转盘3安装固定于套筒6的内壁,并通过支撑轴承8套于中心轴1上。
[0081 ]在第三优选例中,如图13所示,转动轴动子为中心轴1与套筒6,转动轴定子为位于中心轴1与套筒6之间的内套筒9。转盘3安装固定在中心轴1与套筒6之间,驱动体电磁线圈2安装于内套筒9内壁。
[0082]在第四优选例中,如图14所示,转动轴定子为中心轴1,转动轴动子为套筒6。驱动体电磁线圈安装固定于中心轴1上的线圈支撑框架,转盘3安装固定于套筒6的内壁,并通过支撑轴承8套于中心轴1上。转盘3上设置有阻尼控制驱动体11,在中心轴1与套筒6之间的空间内设置有磁性介质10和囊状阻尼体12。其中,密封在套筒6与中心轴1之间空腔内的磁性介质10可以是磁流变液体、导磁性粉末颗粒或者软磁颗粒,以在转动轴动子与转动轴定子之间提供可控和变化的阻尼特性;密封在套筒6与中心轴1之间空腔内的囊状阻尼体12,所述囊状阻尼体为一空间囊状体结构,内部填充磁性介质10,以在转动轴动子与转动轴定子之间提供可控和变化的阻尼特性;阻尼控制驱动体11,所述阻尼控制驱动体11安装在套筒6和中心轴1之间的腔体中,用于控制磁流变液体、导磁性粉末颗粒、软磁颗粒或者囊状阻尼体内磁性介质10的分散情况。进一步地,如图14所示,根据本发明提供的稳态驱动转轴还包括扭簧5,所述扭簧5可以穿套在中心轴1上,也可以设置于其它位置。扭簧5的两端分别固定于转动轴动子、转动轴定子上,以在转动轴动子与转动轴定子之间提供阻尼,即,扭簧5用于提供运动阻尼,增加转动轴运动的稳定性与可控性,并且,在驱动体电磁线圈失电后,扭簧5可以起到复位的作用使
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