专利名称：电控内置永磁式失电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机或机电设备的控制组，尤其是指内置永磁式失电控制器。
技术背景目前，用于电机或机电设备上的电控失电制动器及磁性吸盘等控制器，其发展方 向是趋向于结构简单、制动力或吸附力强，释放、制动或吸附反应时间短，性能稳定，容易生 产、安装和调整，体积小能耗低，对电机或设备无磁干扰。然而，现有的弹簧压紧式电磁失电制动器存在体积大，结构复杂，加工难度大，成 本高，需要在磁轭上加工埋设多个压缩弹簧，制动力取决于各个弹簧的压紧力，由于各个弹 簧的压紧力不可能绝对一致，于是产生了电磁失电制动器内各个弹簧的压紧力有大有小， 即对摩擦片的压紧力不均勻，最终导致整个制动器的制动力矩不稳定，以及加速摩擦片的 磨损，大大降低了制动器的使用寿命。而且，也同时造成了大批生产时各个制动器参数的一 致性问题，这也就是目前生产的电磁失电制动器参数中标称的制动力矩公差都在10%以上 的原因，也因为如此，绝大部分厂家生产时为安全起见，都将实际制动力矩设定得高一些， 标称制动力矩写得小一些，以防止产品交到用户手中时制动力矩达不到要求，这必将造成 磁轭励磁线圈的功率加大，结果是白白浪费了电能和加大了制动器的发热功率，容易使热 平衡温度过高。还有另一个严重问题是这种结构的失电制动器制动力矩只有一个值，不可 以线性调节，也就是说失电制动时缓冲作用太硬，容易使电机或自动控制设备的机械结构 件疲劳受损，产生危险，名为失电安全制动器，而自身却存在严重的安全隐患。对于现有的磁性吸盘也是存在有反应速度慢，加工难度大，成本高的缺陷，其需要 在磁轭中设置一块圆柱形径向充磁的磁钢，通过电动或手动旋转磁钢来调整磁极方向，以 实现在控件上产生吸附力或撤消吸附力，由于磁钢需在磁轭中作旋转动作，则磁钢与磁轭 间必定有间隙，其结果导致磁轭不能完全将磁钢的磁力线传递到磁轭表面，大大降低了磁 钢磁力线的利用率，换句话说，这种结构的吸盘磁效率很低。由于旋转磁钢需要强大的力 量，因此这种结构的吸盘需要装配强大的减速电机作动力或安装长长的手柄，导致成本很 高和体积很大。而且，这种结构的吸盘采用径向充磁的圆柱形磁钢，它的磁力线分布远没有 轴向充磁的磁钢均勻，因此产生的吸力也没有轴向充磁磁钢的大。这种结构的吸盘很难实 现吸附力的线性调节，这也大大的限制了它的应用领域。还有一点最重要的是，这种结构吸 盘中的磁钢处在产生吸附力的位置时会有自旋转回到释放位置的趋势，因此每个吸盘中都 必须安装一个自锁装置，以防止吸盘在吸附状态下突然失效，导致危险发生，自锁装置的 安全性和耐疲劳度是有限的，因此可以说，这种吸盘名为安全吸盘，实为身存隐患。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、制作容易，体积 小的电控内置永磁式失电控制器。本实用新型再一目的是提供一种可实现线性调节制动力或吸附力大小，且可实现电控方式进行释放控件，反应相当快速的电控内置永磁式失电控制器。本实用新型又一目的是提供一种性能稳定、能耗低，使用寿命长的电控内置永磁 式失电控制器。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案电控内置永磁式失电控制器，包括永磁铁、导磁壳体、铁芯、线圈及控件，永磁铁的 两磁极分别与导磁壳体和铁芯贴在一起，使导磁壳体和铁芯的相应端形成磁力端，以吸引 控件，达到控件与导磁壳体和铁芯的相应端形成摩擦制动或贴合，线圈缠绕在铁芯，以通电 产生与永磁铁磁场方向相同或相反的磁场。上述方案中，导磁壳体为中空的U形体，铁芯插入导磁壳体的内部空腔，而永磁铁 嵌设在导磁壳体的内底部和铁芯插入端之间，铁芯外周边与导磁壳体的内腔壁之间有气 隙；在导磁壳体和/或铁芯的相应部位开设有嵌接槽，以供永磁铁定位安装。于导磁壳体和铁芯所形成的磁力端设有高摩擦系数的填充物，填充物嵌设在导 磁壳体和铁芯之间，外端面与导磁壳体及铁芯的吸附端面平齐，填充物可为来令片或橡胶。所述永磁铁为稀土强力磁铁，形状为块状、圆盘状或环状，厚度方向饱和充磁。本实用新型通过导磁壳体和铁芯分别对应永磁铁的两磁极所形成磁力端，进行吸 合控件，达到制动或吸附功效，而利用线圈通电产生与永磁铁磁场方向相反的磁场，实现电 控释放控件，提升控制组的使用性能；线圈通电产生的磁场大小可通过调整线圈通入的电 流大小来实现，达到线性调控，因而更具实用性。
附图1为本实用新型原理结构应用于失电制动器上的结构示意图；附图2为图1之磁路原理示意图；附图3为图1之另一变化结构示意图；附图4为图1之再一变化结构示意图；附图5A为本实用新型原理结构应用于失电吸盘上的结构示意图；附图5B为图5A之结构侧面结构示意图；附图6为图5A之实施例的磁路原理示意图；附图7A、7B、7C为图5A之实施例另一变化结构示意图；附图8A、8B为图5A之实施例再一变化结构示意图。
具体实施方式
本实用新型所述的电控内置永磁式失电控制器，包括永磁铁2、导磁壳体1、铁芯 4、线圈5及控件8，永磁铁2的两磁极分别与导磁壳体1和铁芯4贴在一起，使导磁壳体1 和铁芯4的相应端形成磁力端，以吸引控件8，线圈5缠绕在铁芯4，以通电产生与永磁铁磁 场方向相同或相反的磁场。其工作原理如下永磁铁2产生的磁场穿过导磁壳体1和铁芯4，可在导磁壳体1 和铁芯4的开放端形成磁力端，产生吸引力来吸附或拉动控件8，使控件8吸附在导磁壳体 1和铁芯4上或与导磁壳体1和铁芯4形成制动摩擦，达到制动或吸附功效。线圈5缠绕在 铁芯4上，通电可产生一磁场，当该磁场与永磁铁2产生的磁场方向相反时，电流产生的磁力会抵消永磁铁2吸引控件的磁力，达到电控释放控件，而当该磁场与永磁铁2产生的磁场 方向相同时，电流产生的磁力和永磁铁2吸引控件的磁力共同吸引控件，达到增加吸附效 果或增加制动效果。为了使审查委员能对本实用新型之目的、特征及功能有更进一步了解，兹举较佳 实施例并配合图式详细说明如下实施例1 首先请先参阅图1 2所示，系为本实用新型的较佳实施例的结构示意图，本实施 例所述的电控内置永磁式失电控制器是一种电控内置永磁式失电制动器，主要包括导磁壳 体1、永磁铁2、铁芯4、线圈5和控件8。导磁壳体1为中空的U形体，固定安装在电机或设 备的安装面上，永磁铁2为稀土强力磁铁，呈块状、圆盘状或环状，在厚度方向饱和充磁后 置于导磁壳体1内，使其S极面与导磁壳体1充分接触；铁芯4插入导磁壳体的内部空腔， 置于永磁铁2的另一个磁极N上，形成紧贴。线圈5缠绕在铁芯4上，和铁芯4 一起嵌入导 磁壳体的内部空腔。铁芯外周边与导磁壳体的内腔壁之间有气隙3，由于气隙3存在及空 气的磁导率很小，相当于断开导磁壳体1和铁芯4之间磁路，这样，实现导磁壳体1和铁芯 4分别将永磁铁2的两极分别延伸到各自开放端的平面上，形成磁力端，对控件8产生吸引 力，作为制动片的控件8则相当于导磁壳体1和铁芯4之间的桥梁，将永磁铁2的两极联接 起来，形成闭合磁路，同时永磁铁2强大的磁力将控件8吸附在导磁壳体1和铁芯4上产生 摩擦力，从而实现制动扭矩(力)。线圈5套在铁芯4上，制动器需要释放时，它在通电之 后产生与永磁铁2相反的磁场将作用在控件8上的磁力抵消，从而实现制动扭矩(力)的 电控释放。线圈5的磁场强度与通过其中的电流强度成正比，也就是说可以通过其供电电 源来线性控制对永磁铁2的抵消力。当电流从零逐渐加大，使线圈5的磁场强度刚好等于 永磁铁2的磁场强度时，控件8受力等于零，这时控件8由板簧9拉回贴到轮毂10这一边， 制动器完全释放，轮毂10带动控件8进行完全无摩擦阻力旋转，没有任何噪音。当所需的 制动扭矩(力)要求加大时，调换线圈5电源的正负极，这时线圈5产生的磁场与永磁铁2 的磁场方向一样，如此一来，线圈5起到励磁作用，其磁场与永磁铁2磁场的合力作用在制 动片上产生的制动扭矩(力)达到加倍的效果，从而实现超小体积、小功率达到超大制动扭 矩(力)的制动效能。为使永磁铁2的磁力线更能充分加以利用和其在制动器内定位更准 确，以及制动器结构更牢固，在导磁壳体1和铁芯4与永磁铁2的接触面上开设有嵌接槽， 以方便永磁铁2定位安装及固定。附图2为本实用新型的磁路原理示意图，其中实线表示永磁铁2的磁力线及其方 向，虚线表示线圈5起消磁作用时的磁力线及其方向，点划线表示线圈5起励磁作用时的磁 力线及其方向。图1中，在导磁壳体1和铁芯4所形成的磁力端设有高摩擦系数的填充物6，填充 物6嵌设在导磁壳体1端口和铁芯4之间形成的间隙内，填充物6可为来令片或橡胶，填充 物6的外端面与导磁壳体1及铁芯4的吸引端面平齐。填充物6起到增加摩擦，提高制动 效果的作用。附图3为本实用新型为减小失电制动器的整体高度而设计的实施结构示意图，这 时，铁芯4及控件8由相应中孔套接在轮毂10形成的轴肩上。附图4则为本实用新型为全 封闭电机或自动控制设备而设计的实施结构示意图，这时铁芯4、控件8及轮毂10均嵌入导
5磁壳体1内，由导磁壳体1包裹，导磁壳体1内相应设有台阶面，用于吸引控件8。实施例2:请先参阅图5A、图5B及图6所示，系为本实用新型的另一较佳实施例的结构示意 图，本实施例所述的电控内置永磁式失电控制器是一种电控内置永磁式失电吸盘，主要包 括导磁壳体1、永磁铁2、铁芯4、线圈5和控件8，控件8为一盘体。导磁壳体1为中空的U 形体，永磁铁2为稀土强力磁铁，呈块状、圆盘状或环状，在厚度方向饱和充磁后置于导磁 壳体1内，使其S极面与导磁壳体1充分接触；铁芯4插入导磁壳体的内部空腔，置于永磁 铁2的另一个磁极N上，形成紧贴。线圈5缠绕在铁芯4上，和铁芯4 一起嵌入导磁壳体的 内部空腔。铁芯外周边与导磁壳体的内腔壁之间有气隙3，由于气隙3存在及空气的磁导 率很小，相当于断开导磁壳体1和铁芯4之间磁路，这样，实现导磁壳体1和铁芯4分别将 永磁铁2的两极分别延伸到各自开放端的平面上，形成磁力端，对控件8产生吸引力，作为 吸附物的控件8则相当于导磁壳体1和铁芯4之间的桥梁，将永磁铁2的两极联接起来，形 成闭合磁路，同时永磁铁2强大的磁力将控件8吸附在导磁壳体1和铁芯4上，达到吸盘功 效。线圈5套在铁芯4上，吸盘需要释放时，它在通电之后产生与永磁铁2相反的磁 场，将作用在被吸附之控件8上的磁力抵消，从而实现吸盘效果的电控释放。线圈5的磁场 强度与通过其中的电流强度成正比，也就是说可以通过其供电电源来线性控制对永磁铁2 的抵消力。当电流从零逐渐加大，使线圈5的磁场强度刚好等于永磁铁2的磁场强度时，控 件8受力等于零，吸盘完全释放。当所需的吸附力要求加大时，调换线圈5电源的正负极， 这时线圈5产生的磁场与永磁铁2的磁场方向一样，如此一来，线圈5起到励磁作用，其磁 场与永磁铁2磁场的合力作用在控件8上产生的吸附力达到加倍的效果，从而实现超小体 积、小功率达到超大吸附力的吸盘效能。为使永磁铁2的磁力线更能充分加以利用和其在 吸盘内定位更准确，以及吸盘结构更牢固，在导磁壳体1和铁芯4与永磁铁2的接触面上开 设有嵌接槽，以方便永磁铁2定位安装及固定。附图6为本实施例的磁路原理示意图，其中实线表示永磁铁2的磁力线及其方向， 虚线表示线圈5起消磁作用时的磁力线及其方向，点划线表示线圈5起励磁作用时的磁力 线及其方向。图5A、图5B中，在导磁壳体1和铁芯4所形成的磁力端设有高摩擦系数的填充物 6，填充物6嵌设在导磁壳体1端口和铁芯4之间形成的间隙内，填充物6可为来令片或橡 胶，填充物6的外端面与导磁壳体1及铁芯4的吸引端面平齐。填充物6起到增加摩擦，提 高吸盘效果的作用。附图7A、7B、7C为将吸附面设计成长方形的实施例结构示意图；而附图8A、8B为本 实施例设计为有轴孔的实施例结构示意图。当然，以上所述之实施例，只为本实用新型之较佳实例而已，并非来限制本实用新 型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述之形状、构造、特征及精神原理之所为变 化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
权利要求电控内置永磁式失电控制器，其特征在于包括，永磁铁(2)、导磁壳体(1)、铁芯(4)、线圈(5)及控件(8)，永磁铁(2)的两磁极分别与导磁壳体(1)和铁芯(4)贴在一起，使导磁壳体(1)和铁芯(4)的相应端形成磁力端，以吸引控件(8)，线圈(5)缠绕在铁芯(4)，以通电产生与永磁铁磁场方向相同或相反的磁场。
2.根据权利要求1所述的电控内置永磁式失电控制器，其特征在于导磁壳体(1)为 中空的U形体，铁芯(4)插入导磁壳体的内部空腔，而永磁铁(2)嵌设在导磁壳体的内底部 和铁芯插入端之间，铁芯外周边与导磁壳体的内腔壁之间有气隙(3)。
3.根据权利要求1或2所述的电控内置永磁式失电控制器，其特征在于于导磁壳体 (1)和/或铁芯(4)的相应部位开设有嵌接槽，以供永磁铁(2)定位安装。
4.根据权利要求1所述的电控内置永磁式失电控制器，其特征在于于导磁壳体(1) 和铁芯(4)所形成的磁力端设有高摩擦系数的填充物(6)，填充物(6)嵌设在导磁壳体(1) 和铁芯⑷之间。
5.根据权利要求4所述的电控内置永磁式失电控制器，其特征在于填充物(6)为来 令片或橡胶。
6.根据权利要求1所述的电控内置永磁式失电控制器，其特征在于永磁铁(2)为稀 土强力磁铁，形状为块状、圆盘状或环状，厚度方向饱和充磁。
专利摘要本实用新型涉及内置永磁式失电控制器。包括永磁铁、导磁壳体、铁芯、线圈及控件，永磁铁的两磁极分别与导磁壳体和铁芯贴在一起，使导磁壳体和铁芯的相应端形成磁力端，以吸引控件，线圈缠绕在铁芯上，可以通电产生与永磁铁磁场方向相同或相反的磁场。通过导磁壳体和铁芯分别延伸永磁铁的两磁极形成磁力端，进行吸合控件，达到制动或吸附功效，而利用线圈通电产生与永磁铁磁场方向相反的磁场，实现电控释放控件，提升控制组的使用性能和动作灵敏性；线圈通电产生的磁场大小可通过调整线圈通入的电流大小来实现，达到线性调控，因而更具实用性。
文档编号F16D65/22GK201651130SQ200920131059
公开日2010年11月24日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者黄焱 申请人:黄焱