一种高频次的伸缩驱动装置的制作方法

本实用新型涉及电磁驱动技术领域，具体指一种高频次的伸缩驱动装置。

背景技术：

伸缩驱动装置是一种较为常规的设备，例如：电缸和气缸等等，均能实现伸缩的动力输出方式。

本申请的研发的背景是，目前，随着人们生活品质的不断提高。钢琴的演奏在一些场合成了必不可少的表演。而这种场合的演奏，一般对演奏的要求比较高。因此，对演奏者的要求和能力要求也相对较高。那么优秀演奏者带来的就是高额的演奏费用。

随之，钢琴的自动演奏设备应运而生。该装置的主要原理是在控制器的控制下控制伸缩驱动装置运行，从而带动钢琴键的运行，从而完成自动演奏。在带动钢琴键的运行，对伸缩驱动装置的要求是，灵敏度高、高频率、寿命长。而电缸和气缸这类动力伸缩装置，稳定性好，输出动力较大，但是灵敏度不够，并且伸缩的频率较低，无法满足钢琴的自动演奏。

由于在钢琴的琴键运行的过程中，基于琴键的力非常小。因此，德国开发一种驱动装置，如图1所示，根据电磁感应的原理，通过对磁感应线圈1进行通断电，从而现实t型衔铁3的上下运行，最后带动琴键的运行。这种方式，不仅灵敏度高、能够实现高频率的弹奏，能够正常的演奏出原曲。但是，钢琴上有88个琴键，在驱动88琴键的运行下，线圈1会产生大量的热，从而使得阻值随之变化，进而磁感应线圈1的磁性会产生变化，最后影响衔铁的上下运行，最后无法完整、准确的演奏曲子。

为解决上述问题，研发人员根据公司p＝u^2/r可知，电阻越大那么功率就越小，从而产生的热量也会相应的减小。因此，在开发过程中，通过增加磁感应线圈的长度，从而增加阻值的方式减少热量的产生。该装置的长度达到120mm，因此其安装在钢琴上时，下面会占用大量的空间，从而影响钢琴的正常使用，因此无法被市场所接受。另外，其仍然存在缺陷，根据实验数据，当其运行达到10000次时，磁感应线圈仍然会产生大量热，因此使用寿命有限。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足，提出一种高频次的伸缩驱动装置，不仅使用寿命长，并且占用空间小。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种高频次的伸缩驱动装置，包括外壳体、磁感应线圈、上永磁体、下永磁体、隔磁片和磁感纯铁，所述磁感纯铁设置在在外壳体内的底部，所述磁感应线圈设置在磁感纯铁上方，所述下永磁体固定在磁感应线圈上方，所述上永磁体可活动设置在下永磁体的上方，所述上永磁体和下永磁体的相对侧磁极相同，所述隔磁片设置在上永磁体和下永磁体之间，所述下永磁体的外表面包覆有隔磁壳体，所述隔磁壳体的上表面沿边缘处等分排列设置若干第一通磁孔，所述隔磁壳体的上表面中心处设置有通孔，所述隔磁片上对应第一通磁孔设置有第二通磁孔，所述隔磁壳体的下表面的中间位置设置有s型的导向口，所述磁感应线圈的中心处设置有活动轴，所述活动轴的顶端贯穿下永磁体与隔磁片下表面的中心处固定连接，所述活动轴上设置有与s型的导向口相配合的螺旋部。

作为优选，所述上永磁体的外表面包覆有隔磁壳体，所述上永磁体所包覆的隔磁壳体的下表面设有第一通磁孔，所述上永磁体上所包覆的隔磁壳体上的第一通磁孔与下永磁体上所包覆的隔磁壳体上的第一通磁孔对称设置。

作为优选，所述上永磁体的上表面的中心处固定设置有动力输出杆，所述动力输出杆的顶端贯穿外壳体的上表面。

作为优选，所述隔磁壳体由不锈钢材料制成。

作为优选，所述活动轴的底端设置有纯铁体。

作为优选，所述s型的导向口的宽度与螺旋部的内径相同，所述螺旋部的内径小于活动轴的内径。

作为优选，所述磁感应线圈的内壁设置有固定环，所述活动轴贯穿固定环的中心处，所述活动轴上套接有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端固定连接至活动轴的上表面。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，结构简单，技术合理，设计新颖，通过螺旋部和s型的导向口相配合实现隔磁片的转动，从而实现上永磁体和下永磁体之间磁性的通断，从而驱动动力输出杆的纵向运动，在整个动作过程中，磁感应线圈的产热大小不会对动力输出杆的上下运动产生任何影响，从而减小了设备的体积，并且能够适应灵敏度高、高频率、寿命长的环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图；

图3为图2中隔磁壳体上侧面的结构示意图；

图4为图2中隔磁壳体下侧面的结构示意图；

图5为隔磁片的结构示意图。

图中，1-磁感应线圈、2-外壳体、3-t型衔铁、4-动力输出杆、5-上永磁体、6-隔磁片、7-下永磁体、8-隔磁壳体、9-复位弹簧、10-螺旋部、11-活动轴、12-固定环、13-纯铁体、14-磁感纯铁、15-通孔、16-第一通磁孔、17-导向口、18-第二通磁孔、19-连接孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种高频次的伸缩驱动装置，如图2-图5所示，包括外壳体2、磁感应线圈1、上永磁体5、下永磁体7、隔磁片6和磁感纯铁14，所述磁感纯铁14设置在在外壳体2内的底部，所述磁感应线圈1设置在磁感纯铁14上方，所述下永磁体7固定在磁感应线圈1上方，所述上永磁体5可活动设置在下永磁体7的上方，所述上永磁体5和下永磁体7的相对侧磁极相同，所述隔磁片6设置在上永磁体5和下永磁体7之间，所述下永磁体7的外表面包覆有隔磁壳体8，所述隔磁壳体8的上表面沿边缘处等分排列设置若干第一通磁孔16，所述隔磁壳体8的上表面中心处设置有通孔15，所述隔磁片6上对应第一通磁孔16设置有第二通磁孔18，所述隔磁壳体8的下表面的中间位置设置有s型的导向口17，所述磁感应线圈1的中心处设置有活动轴11，所述活动轴11的顶端贯穿下永磁体7与隔磁片6下表面的中心处固定连接，所述活动轴11上设置有与s型的导向口17相配合的螺旋部10。

上述技术方案的工作原理：当磁感应线圈1通电时，磁感应线圈1产生磁性，此时磁感纯铁14具有磁性，进而磁感纯铁14吸合活动轴11的底端，活动轴11向下运动，活动轴11向下运动的过程中，活动轴11上的螺旋部10与s型的导向口相配合，从而实现转动，在转动过程中，隔磁片6上的第二通磁孔18慢慢与隔磁壳体8上的第一通磁孔16重合，从而上永磁体5和下永磁体7的磁性导通，在同性相斥的物理特性下，上永磁体7向上运动从而输出纵向的动力。

当磁感应线圈1断电时，磁感应线圈1不产生磁性，此时磁感纯铁14同时失去磁性，进而磁感纯铁14无法吸合活动轴11的底端，活动轴11在复位装置的作用下上下运动，活动轴11向上运动的过程中，活动轴11上的螺旋部10与s型的导向口相配合，从而实现回转，在转动过程中，隔磁片6上的第二通磁孔18慢慢与隔磁壳体8上的第一通磁孔16错开，从而隔磁片6隔离，上永磁体5与下永磁体7之间的磁通，从而上永磁体5和下永磁体7的磁性断开，在磁性的作用力下，上永磁体7在重力的作用下向下运动。

通过上述原理可知，在整个上永磁体5的上下运动过程中，即纵向动力输出过程中，磁感应线圈1虽然会产生热量，导致磁感应线圈1的电阻产生变化，产生的磁性也随之变化，但是对上永磁体5的纵向运动没有任何影响。

因此，本申请所提供的技术方案无需对线圈的长度进行限定，从而减小了设备的体积，并且能够适应灵敏度高、高频率、寿命长的工作需求。例如：应用至钢琴自动演奏装置。经过实验测试，本申请所提供的技术方案纵向动力输出可达100000次以上。

可以理解的，根据实际的需求，若对动力输出的力要求较大时，那么可设置磁性较强的上永磁体和下永磁体，从而满足动力输出的需求。

进一步的，所述上永磁体5的外表面包覆有隔磁壳体8，所述上永磁体5所包覆的隔磁壳体8的下表面设有第一通磁孔16，所述上永磁体5上所包覆的隔磁壳体8上的第一通磁孔16与下永磁体7上所包覆的隔磁壳体8上的第一通磁孔16对称设置。

上述技术方案的设置，提高了隔磁片6的隔磁效果。

进一步的，所述上永磁体7的上表面的中心处固定设置有动力输出杆4，所述动力输出杆4的顶端贯穿外壳体2的上表面。

具体的，所述隔磁壳体8由不锈钢材料制成。通过不锈钢制成的隔磁壳体8具有较好的隔磁效果，并且不会受到磁感应线圈1的影响。

进一步设置，所述活动轴11的底端设置有纯铁体13。当磁感纯铁14产生磁性时，纯铁体13的吸合效果较好。

具体的，所述s型的导向口17的宽度与螺旋部10的内径相同，所述螺旋部10内径小于活动轴11的内径。

可以理解的，如此设置确保活动轴11纵向运动，而不会受到s型导向口的影响。

可以理解的，s型导向口的内壁为光滑面，同理螺旋部的外表面也为光滑面，因此，螺旋部的外表面与s型导向口的内壁之间的摩擦力较小，当活动轴11向上运动时，导向口受到螺旋部的阻碍，随之，螺旋部沿着s型导向口转动，从而穿过s型导向口。

具体的，所述磁感应线圈1的内壁设置有固定环12，所述活动轴11贯穿固定环12的中心处，所述活动轴11上套接有复位弹簧9，所述复位弹簧9的顶端固定连接至活动轴11的上表面。

上述技术方案中，通过复位弹簧9实现活动轴11向上的复位作业。同时，固定环12的设置对活动轴11起到导向和限位的作用。

需要说明的是，本申请所提供的技术方案，是在钢琴自动演奏装置所需求的背景下研发，满足钢琴琴键所需满足的高频率、高频次、体积小的特性，但不限于该产品领域，根据实际的需求包括各个需要动力动力输出的领域。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。