专利名称：电磁执行器设计方法
技术领域：
本发明是有关于一种执行器设计方法，且特别是有关于一种电磁执行器设 计方法。
背景技术：
电磁执行器是一种依靠线圈电磁力和弹簧、钢片等弹力产生位移的执行器， 线圈通电时在电磁力作用下产生位移，失电时在弹力作用下回到初始状态，它 广泛应用于各种控制系统中。图1所示为根据已知技术设计的电磁执行器的示意图。电磁执行器1包含一组线圈ll、弹簧12、控制信号输入端13和14、衔铁15、以及驱动元件16。 当线圏11接收一个控制信号，线圈11产生磁力吸引衔铁向上移动。当磁力大 于压缩弹簧12所需的力时，弹簧12就会被压缩，带动驱动元件16向上移动。当驱动元件16连接一被控元件，控制元件就会再驱动元件的移动下执行一 动作。因为仅包含一组线圈11，如果控制信号或电磁线圈等故障，则会发生错误 的动作，或不执行控制命令，使得控制系统的可靠性降低。发明内容本发明的目的在于提供一种电磁执行器设计方法，以改善现有技术的缺失。 本发明的电磁执行器设计方法，包含下列步骤提供多个线圏，上述多个线 圏产生的力为叠加关系；提供一弹性元件，弹性元件与上述多个线圈串联连接； 提供一衔铁，穿设上述多个线圈及上述弹性元件，且连接上述的弹性元件的一 固定端；提供一驱动元件，连接上述弹性元件的一自由端，产生一位移变化； 对上述多个线圈中的部分线圈分别提供控制信号；以及比较上述部分线圈接收 到上述控制信号之后所产生的电磁力与上述弹性元件发生形变时所需要的力的 大小，以决定上述弹性元件是否发生形变。当上述部分线圈接收到上述控制信号之后所产生的上述电磁力大于上述弹性元件发生形变时所需要的力时，上述 电磁力通过衔铁作用于弹性元件，迫使上述弹性元件发生形变，产生上述位移
变化；当上述部分线圈接收到上述控制信号之后所产生的上述电磁力小于上述 弹性元件发生形变时所需要的力时，上述电磁力通过衔铁作用于弹性元件，不 足以迫使上述弹性元件发生形变，不产生上述位移变化。
本发明的电磁执行器设计方法的有益效果在于，电磁执行器具有多个电磁 线圈，可根据使用者的不同需求设计线圈的数量、通电产生的电磁力，线圈电 眉兹合力与压缩或拉伸弹性元件所需的力比较大小，来决定是否驱动元件是否有 位移变化，使得部分控制信号或线圈故障时，电磁执行器仍可正常运作，提高 了动作回路的可靠性，也可有效防止线圈误动作。
为让本发明的特征和优点更清楚的被了解，本发明特举具体实施例并配合
如下。
图1所示为根据已知技术设计的电磁执行器的示意图。 图2为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法的流程图。 图3为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法设计的一电i兹执行器的 示意图。
图4为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法设计的一电磁执行器的 示意图。
具体实施例方式
请参考图2,图2为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法的流程图。 步骤S201:提供多个线圏，这些线圏产生的力为叠加关系； 步骤S203:提供弹性元件，弹性元件与这些线圏串联连接； 步骤S205:提供摊t铁，穿设于多个线圈及弹性元件，且连接弹性元件的一 固定端；
步骤S207:提供驱动元件，连接弹性元件的自由端，产生位移变化； 步骤S209:对多个线圏中的部分线圈分别提供控制信号；以及步骤S211:比较部分线圏接收到控制信号之后所产生的电磁力与弹性元件 发生形变时所需要的力的大小，以决定弹性元件是否发生形变。
其中，当部分线圏接收到控制信号之后所产生的电^P兹力大于弹性元件发生 形变时所需要的力时，电磁力通过衔铁作用于弹性元件，迫使弹性元件发生形 变，产生位移信号；当上述部分线圈接收到控制信号之后所产生的电磁力小于 弹性元件发生形变时所需要的力时，电磁力通过衔铁作用于弹性元件，不足以 迫使弹性元件发生形变，不产生位移变化。
图3为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法设计的一电磁执行器的 示意图。在本实施例中弹性元件为弹簧，然而在其他实施例中弹性元件可为钢 片等。在本实施例中弹性元件发生形变时所需要的力为弹簧压缩的力，在其他 实施例中弹性元件发生形变时所需要的力也可为弹簧拉伸的力，本发明对此不 加限制。
电磁执行器3包含电磁线圏301和302、弹簧303、控制信号输入端Al和 Bl、衔铁304、以及驱动元件305。电》兹线圏301和302产生的力为叠加关系， 弹簧303与电磁线圏301和302为串联连接，衔铁304穿设于弹簧303与电磁 线圏301和302，弹簧303的一端固定于摊H失304，另一端固定于驱动元件305。
当电磁线圈301和302接收到控制信号时产生的电磁力都为F，弹簧303 压缩单位长度时所需要的力为2F。在这种情况下，只有当电磁线圏301和302 同时接收到控制信号，弹簧303才能被压缩单位长度。当弹簧303压缩，带动 驱动元件305移动，产生一单位长度变化。
反之，当电;兹线圏301或电》兹线圏302中任意一个收到误触控制信号都不 足以使弹簧303被压缩，驱动元件305也没有位移变化。这样就可以避免电i兹 线圈301或电磁线圏302任意一个收到误发的控制信号，而执行错误的动作。
另一种情况是，当电》兹线圏301和302接收到控制信号时产生的电》兹力分 别为F,弹簧303压缩单位长度时所需要的力为F时。在这种情况下，只要当电 磁线圈301或电磁线圏302中任意一个接收到控制信号，弹簧303就被能压缩 单位长度。当弹簧303压缩，带动驱动元件305移动，产生位移为单位长度。 因此，当电磁线圏301和302以及对应控制信号中任意一个发生故障时，只要 有一个电磁线圈和对应的控制信号正常工作，电》兹执行器3都可以正常工作。图4为根据本发明一实施例的电磁执行器设计方法设计的另一电磁执行器 的示意图。在本实施例中弹性元件为弹簧，然而在其他实施例中弹性元件可为 钢片等。在本实施例中弹性元件发生形变时所需要的力为弹簧压缩的力，在其 他实施例中弹性元件发生形变时所需要的力也可为弹簧拉伸的力，本发明对此 不加限制。
电磁执行器4包含电》兹线圏401、 402和403、弹簧404、控制信号输入端 A2、 B2和C2、游f4失405、以及驱动元件406。电石兹线圈401、 402和403产生 的力为叠加关系，弹簧404与电》兹线圏401、 402和403为串联连接，衔铁405 穿设于弹簧404与电》兹线圈401、 402和403,弹簧404的一端固定于衔铁405， 另一端固定于驱动元件406。
举例来说，当电磁线圈401、 402和403接收到控制信号时产生的电磁力分 别为F，弹簧404压缩单位长度时所需要的力为F。在这种情况下，只要当电》兹 线圈401、 402和403中任意一个接收到控制信号，弹簧404就被压缩单位长度。 当弹簧404压缩，带动驱动元件406移动，产生位移为单位长度。因此，当电 i兹线圈401、 402和403中任意一个或任意两个发生故障时，只要有一个电》兹线 圈正常工作，电-兹执行器4都可以正常工作。
另一种情况是，当电磁线圏401、 402和403接收到控制信号时产生的电磁 力分别为F,弹簧404压缩单位长度时所需要的力为2F。在这种情况下，只要 当电磁线圈401、 402和403中任意两个接收到控制信号，弹簧404就被能压缩 单位长度。当弹簧404压缩，带动驱动元件406移动，产生位移为单位长度。 因此，当电i兹线圈401、 402和403中任意一个发生故障时，只要有两个电石兹线 圈正常工作，电》兹执行器4都可以正常工作。
还有一种情况是，当电磁线圏401、 402和403接收到控制信号时产生的电 磁力分别为F,弹簧404压缩单位长度时所需要的力为3F。在这种情况下，只 有当电磁线圈401 、 402和403同时接收到控制信号，弹簧404才能被压缩单位 长度。当弹簧404压缩，带动驱动元件406移动，产生单位长度的位移。
反之，当电》兹线圈401、 402和403中任意一个或任意两个收到误触控制信 号都不足以使弹簧404被压缩单位长度，驱动元件406不能产生单位长度的位 移。这样就可以避免电石兹线圈401、 402和403中任意一个或任意两个收到误触
6控制信号，从而执行错误的动作。
综上所述，根据本发明的电磁执行器设计方法设计的电磁执行器具有多个 电磁线圈，可根据使用者的不同需求设计线圈的数量、通电产生的电磁力，线 團电磁合力与弹性元件发生变形所需的力比较大小，来决定是否驱动元件是否 有位移变化，使得误触控制信号或电磁线圏故障时，电》兹执行器仍可正常运作， 提高了动作回路的可靠性。
虽然本发明已以具体的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明， 任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许更动与润 饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种电磁执行器执行方法，其特征在于包含下列步骤提供多个线圈，上述多个线圈产生的力为叠加关系；提供一弹性元件，弹性元件与上述多个线圈串联连接；提供一衔铁，穿设上述多个线圈及上述弹性元件，且连接上述的弹性元件的一固定端；提供一驱动元件，连接上述弹性元件的一自由端，产生一位移变化；对上述多个线圈中的部分线圈分别提供控制信号；以及比较上述部分线圈接收到上述控制信号之后所产生的电磁力与上述弹性元件发生形变时所需要的力的大小，以决定上述弹性元件是否发生形变。其中，当上述部分线圈接收到上述控制信号之后所产生的上述电磁力大于上述弹性元件发生形变时所需要的力时，上述电磁力通过衔铁作用于弹性元件，迫使上述弹性元件发生形变，产生上述位移变化；当上述部分线圈接收到上述控制信号之后所产生的上述电磁力小于上述弹性元件发生形变时所需要的力时，上述电磁力通过衔铁作用于弹性元件，不足以迫使上述弹性元件发生形变，不产生上述位移变化。
2. 根据权利要求1所述的执行方法，其中上述多个线圏为电磁线圏。
3. 根据权利要求1所述的执行方法，其中上述控制信号为线圈通电。
4. 根据权利要求1所述的执行方法，其中上述弹性元件为弹簧。
5. 根据权利要求4所述的执行方法，其中上述弹性元件发生形变时所需要 的力为将弹簧压缩或拉伸所需的力。
全文摘要
本发明是有关于一种电磁执行器设计方法，包含下列步骤提供多个线圈，多个线圈产生的力为叠加关系；提供弹性元件，弹性元件与多个线圈串联连接；提供衔铁，穿设多个线圈及弹性元件，且连接的弹性元件的固定端；提供驱动元件，连接弹性元件的自由端，产生一位移变化；对多个线圈中的部分线圈分别提供控制信号；以及比较部分线圈接收到控制信号之后所产生的电磁力与弹性元件发生形变时所需要的力的大小，以决定弹性元件是否发生形变。
文档编号H01F7/08GK101673607SQ20081004274
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者沈丛奇 申请人:华东电力试验研究院有限公司;上海明华电力技术工程有限公司