专利名称：一种长方永磁体往复式磁力驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种长方永磁体往复式磁力驱动装置，该装置包括一个长方体形永 磁体，沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件，屏蔽体组件上设置直线往复式驱动机 构，沿驱动中 心线往复运动的动磁体联动架，动磁体联动架通过曲柄连杆机构与一个动 力输出轴连接。
背景技术：
中国专利01139884.1公开了一种往复屏蔽式磁力驱动装置，有底座，其上固定 有安装立柱，所述安装立柱顶部设有两条平行的滑道，该滑道上安装有可沿滑道往复移 动的磁屏蔽罩，所述磁屏蔽罩外侧设置有滑翼，该滑翼与所述的滑道滑动安装；所述磁 屏蔽罩内设置有一个固定的永磁体，该永磁体通过固定杆与所述的安装立桩固定，所述 的底座上通过轴承支架安装有曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构的前端装有飞轮，所述曲 柄连杆机构上铰接一个可上下运动的立轴，该立轴安装在一个与所述底座相固定的立轴 套上，该立轴顶部固定有一个联动框架，该联动框架底部设置有下磁体，该联动框架顶 部设置有上磁体，所述联动框架的上部与磁屏蔽罩环套安装，在所述磁屏蔽罩运动的前 方设置有一个偏心轮及其驱动电机，所述磁屏蔽罩通过拉杆与偏心轮传动连接；所述底 座上设置有一个驱动电机控制电路。但是该专利的机构复杂，消耗的能量较多。因此， 需要提供一种长方永磁体往复式磁力驱动装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长方永磁体往复式磁力驱动装置，该装置包括一个 长方体形永磁体，沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件，屏蔽体组件上设置直线往复 式驱动机构，沿驱动中心线往复运动的动磁体联动架，动磁体联动架通过曲柄连杆机构 与一个动力输出轴连接，动力输出轴上设置飞轮机构和动力输出轮。利用屏蔽体将同极 性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复 运动。本发明的目的是由下述技术方案实现的一种长方永磁体往复式磁力驱动装 置，有一个底座板，所述底座板的中部设置一个永磁体桥架，该永磁体桥架上固定一长 方体形的永磁体，所述永磁体外罩设一个沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件，所述 屏蔽体组件包括与所述永磁体的N极面平行设置的N极屏蔽板、与所述永磁体的S极面 平行设置的S极屏蔽板、导磁侧板、移动托架；所述屏蔽体组件通过桥架滑轨机构与所 述永磁体桥架安装，所述屏蔽体组件上设置直线往复式驱动机构；所述屏蔽体组件沿桥 架滑轨机构的运动轴线与所述永磁体N极面的法线方向垂直；所述底座板上设置一个动 磁体联动架，该动磁体联动架通过底座滑轨机构与所述底座板安装，所述动磁体联动架 通过曲柄连杆机构与一个动力输出轴连接，所述动磁体联动架通过底座滑轨机构沿一条 驱动中心线往复运动，所述驱动中心线与所述永磁体N极面的法线方向平行；所述动力输出轴上设置飞轮机构和动力输出轮；所述动磁体联动架两端各设置一个动磁体，所述 动磁体联动架一端的动磁体的N极面与所述永磁体的N极面相对设置，所述动磁体联动 架另一端的动磁体的S极面与所述永磁体的S极面相对设置。 本发明与已有技术相比具有如下优点1、本发明利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，永磁体间相对运动 时无需输入能量。2、本发明利用永磁体同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。3、本发明利用屏蔽体作为相吸引与相排斥的转换元件，屏蔽体的滑动输入能量较小。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意2是本发明的永磁体桥架结构示意3是本发明的屏蔽体组件结构示意4是本发明的直线往复式驱动机构结构示意图(图7的A-A剖视)图5是本发明实施例一的动磁体联动架结构示意6是本发明实施例一的动磁体联动架传动结构示意7是本发明的俯视结构示意8是本发明的侧视结构示意9是本发明的纵剖结构示意10是本发明实施例二的位体结构示意11是本发明实施例三动磁体联动架结构示意12是本发明实施例三滑轨机构结构示意13是本发明实施例四动磁体联动架结构示意14是本发明实施例四滑轨机构结构示意图
具体实施例方式实施例一参见图1、图2，本发明的长方永磁体往复式磁力驱动装置，有一个底座板1， 所述底座板的中部设置一个永磁体桥架2，该永磁体桥架上固定一长方体形的永磁体3， 所述永磁体外罩设一个沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件4，所述屏蔽体组件包括与 所述永磁体的N极面平行设置的N极屏蔽板、与所述永磁体的S极面平行设置的S极屏 蔽板、导磁侧板、移动托架；所述屏蔽体组件通过桥架滑轨机构5与所述永磁体桥架2安 装，所述屏蔽体组件上设置直线往复式驱动机构6;所述屏蔽体组件沿桥架滑轨机构的 运动轴线与所述永磁体N极面的法线方向垂直；所述底座板上设置一个动磁体联动架7， 该动磁体联动架通过底座滑轨机构8与所述底座板安装，所述动磁体联动架通过曲柄连 杆机构10与一个动力输出轴9连接，所述动磁体联动架通过底座滑轨机构沿一条驱动中 心线101往复运动，所述驱动中心线与所述永磁体N极面的法线301方向平行；所述动力输出轴上设置飞轮机构和动力输出轮；所述动磁体联动架两端各设置一个动磁体，所 述动磁体联动架一端的动磁体的N极面与所述永磁体的N极面相对设置，所述动磁体联 动架另一端的动磁体的S极面与所述永磁体的S极面相对设置。在本实施例中，底座板1是一水平放置的长方形板，底座板上设置一驱动中心 线101，所述底座板的中部设置一个永磁体桥架2。永磁体桥架包括两个梯形支架板、平 行设置的两根四棱柱形上横梁201、下横梁202。所述横梁两端与所述三角形支架板上部 垂直固定安装。所述上、下横梁与所述驱动中心线101垂直。所述永磁体桥架采用不导 磁材料制作，可以采用铜材、铝材、镍合金等。所述上横梁与下横梁之间夹装一长方体 形的永磁体3，所述永磁体采用钕铁硼材料，包括左、右两个长方形磁极面，即N极面和 S极面。在本实施例中，所述左长方形磁极面设为N极，左长方形磁极面设为N极。参见 图3，在本实施例中，屏蔽体组件4包括与所述永磁体的N极面平行设置的 N极屏蔽板401、与所述永磁体的S极面平行设置的S极屏蔽板402、导磁侧板403、移 动托架404;导磁侧板为对称设置的两块，导磁侧板与N极屏蔽板、S极屏蔽板可以分体 设置，导磁侧板被夹装在移动托架内，导磁侧板与N极屏蔽板、S极屏蔽板导磁连接，导 磁侧板也可以与N极屏蔽板、S极屏蔽板设计成一体结构。所述分体设置是指N极屏蔽 板、S极屏蔽板、两导磁侧板由单独的四块板拼装在一起。在本实施例中，屏蔽体组件中的N极屏蔽板、S极屏蔽板、导磁侧板为一体结构 的矩形筒状屏蔽体，其端面呈矩形(如图3所示)；所述矩形筒状屏蔽体采用多层硅钢片 叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连续延伸的硅钢薄板材构成；所 述屏蔽体的厚度为0.5-20毫米，所述硅钢片叠压结构的硅钢片层数为3-80层。所述硅钢 片的厚度在0.1 1.5_范围内，最优选的厚度是0.3mm，最优选的层数是10层。具体 的制作方式是将一具有足够长度的硅钢薄板材使用模具卷绕成多层的矩形框坯料，然后 使用切裁成形工艺切裁成形，由于该成型工艺在加工的过程中没有切断金属材料特有的 纤维状组织，因此，具有优异的导磁性能。在本实施例中，所述N极屏蔽板或者S极屏蔽板的长度大于所述永磁体的N极 面的宽度，所述N极屏蔽板或者S极屏蔽板的宽度相当于所述永磁体的N极面的长度的 二分之一。所述N极屏蔽板、S极屏蔽板与所述永磁体之间的间隙为0.5-3毫米，在本 实施例中可以在0.5-3毫米范围内任意选择，最优选的间隙是1毫米。参见图4，在本实施例中，所述直线往复式驱动机构包括驱动电机601、主动齿 轮602、与所述永磁体平行设置的固定齿条603、控制电路，所述驱动电机和主动齿轮设 置在所述屏蔽体组件上，所述固定齿条设置在所述上横梁201的侧壁上，并与所述永磁 体3平行设置。控制电路属于现有技术，控制电路的作用是控制驱动电机正向驱动和反 向驱动，控制屏蔽体组件正向移动的距离和反向移动的距离，控制屏蔽体组件的运动速 度等。本实施例中的驱动电机是步进电机。为了降低屏蔽体组件运动阻力，所述往复移动屏蔽体组件中的导磁侧板上设置 电磁发生装置。所述的电磁发生装置包括套装在导磁侧板上的电磁线圈、向电磁线圈提 供脉冲电流的脉冲发生器、控制电路，当脉冲发生器向电磁线圈输入脉冲电流时，电磁 线圈就产生一个磁场。电磁发生装置属于现有技术的范畴，可以采用现有技术中公开的 内容。
参见图9，在本实施例中，所述桥架滑轨机构包括与所述永磁体3平行设置的矩 形导轨511、与矩形导轨滑动安装的支承凹槽512;所述支承凹槽与所述屏蔽体组件中的 移动托架404固定。所述矩形导轨设置在所述上横梁201的顶部和下横梁的底部。 参见图5，在本实施例中，所述底座板上设置一个动磁体联动架7，所述动磁 体联动架采用不导磁材料制成，所述动磁体联动架是一个矩形框架式结构，包括前端框 711、后端框712、左边框721、右边框722、前端框上的左立架731、后端框上的右立架 732。所述立架的宽度相当于所述端框长度的一半；所述左立架靠近左边框设置，所述右 立架靠近右边框设置。所述左立架上部设置方形左动磁体701，所述右立架上部设置方形 右动磁体702。所述动磁体包括左、右两个方形磁极面，即N极面和S极面。所述左动 磁体的N极面与所述长方体形永磁体的N极面的左部相对设置，所述右动磁体的S极面 与所述长方体形永磁体的S极面的右部相对设置。参见图2、图6，在本实施例中，所述底座滑轨机构包括与所述永磁体N极面的 法线301方向平行设置的圆柱形导轨801、与圆柱形导轨滑动套装的支承套802;所述支 承套与所述动磁体联动架7固定。所述动磁体联动架通过曲柄连杆机构10与一个动力输 出轴9连接，将直线往复运动转化为动力输出轴的旋转运动。所述动力输出轴上设置飞 轮机构901和动力输出轮902。所述支承套与所述圆柱形导轨之间设有直线轴承。所述 圆柱形导轨通过两端的支座安装在底座板上，所述的动力输出轴通过两端的支座安装在 底座板上。参见图7、图8，在本实施例中，当屏蔽体组件位于左动磁体701与长方体形永 磁体3之间的屏蔽位置时，屏蔽长方体形永磁体N极面的左部的磁场，长方体形永磁体3 对左动磁体701的斥力被削弱，右动磁体702受到长方体形永磁体S极面的右部的斥力作 用，动磁体联动框架沿所述驱动中心线101向右运动，当屏蔽体组件位于右动磁体与长 方体形永磁体之间的屏蔽位置时，屏蔽长方体形永磁体S极面的右部的磁场，长方体形 永磁体对右动磁体的斥力被削弱，左动磁体受到永磁体N极面的左部的斥力作用，动磁 体联动框架沿所述驱动中心线向左运动(如图7所示)，动磁体联动架通过底座滑轨机构 沿驱动中心线往复运动。通过动力输出轮将动力输出。在本实施例中，利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体 同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。实施例二 本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施 例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应 当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。参见图2、图10 (图10取掉了筒状屏蔽体)，在本实施例中，所述直线往复式驱 动机构采用不同于实施例一公开的结构，直线往复式驱动机构包括驱动电机611、主动同 步轮612、从动同步轮613、同步齿形带614，所述的两同步轮设置在所述永磁体桥架2 上，所述移动托架404下部与同步齿形带固定。主动同步轮、从动同步轮安装在所述上 横梁201的侧壁上，移动托架通过移动臂架405与同步齿形带固定。在本实施例中，利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体 同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。
实施例三本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施 例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应 当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。参见图11、图12，在本实施例中，所述底座滑轨机构采用不同于实施例一公开 的结构，所述滑轨机构包括与所述驱动中心线101平行设置的两根四棱柱形导轨811、 与四棱柱形导轨滑动安装的支承套812 ；所述支承套与所述动磁体联动架下端固定。四 棱柱形导轨固定在所述底座板上。在本实施例中，所述支承套与动磁体联动架加工成一 体。在本实施例中，利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体 同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。
实施例四本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施 例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应 当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。参见图13、图14，在本实施例中，所述底座滑轨机构采用不同于实施例一公开 的结构，所述滑轨机构包括设置在底座板上与所述驱动中心线101平行设置的两条燕尾 型滑槽821、动磁体联动架下端的燕尾型滑块822，与所述燕尾型滑槽相契合。在本实施例中，利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体 同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。
权利要求
1.一种长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于有一个底座板，所述底座板 的中部设置一个永磁体桥架，该永磁体桥架上固定一长方体形的永磁体，所述永磁体外 罩设一个沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件，所述屏蔽体组件包括与所述永磁体的 N极面平行设置的N极屏蔽板、与所述永磁体的S极面平行设置的S极屏蔽板、导磁侧 板、移动托架；所述屏蔽体组件通过桥架滑轨机构与所述永磁体桥架安装，所述屏蔽体 组件上设置直线往复式驱动机构；所述屏蔽体组件沿桥架滑轨机构的运动轴线与所述永 磁体N极面的法线方向垂直；所述底座板上设置一个动磁体联动架，该动磁体联动架通 过底座滑轨机构与所述底座板安装，所述动磁体联动架通过曲柄连杆机构与一个动力输 出轴连接，所述动磁体联动架通过底座滑轨机构沿一条驱动中心线往复运动，所述驱动 中心线与所述永磁体N极面的法线方向平行；所述动力输出轴上设置飞轮机构和动力输 出轮；所述动磁体联动架两端各设置一个动磁体，所述动磁体联动架一端的动磁体的N 极面与所述永磁体的N极面相对设置，所述动磁体联动架另一端的动磁体的S极面与所 述永磁体的S极面相对设置。
2.根据权利要求1所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述桥架 滑轨机构包括与所述永磁体平行设置的矩形导轨、与矩形导轨滑动安装的支承凹槽；所 述支承凹槽与所述屏蔽体组件中的移动托架固定。
3.根据权利要求2所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述直线 往复式驱动机构包括驱动电机、主动齿轮、与所述永磁体平行设置的固定齿条、控制电 路，所述驱动电机和主动齿轮设置在所述屏蔽体组件中的移动托架上，所述固定齿条设 置在所述永磁体桥架上，并与所述永磁体平行设置。
4.根据权利要求3所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述N极 屏蔽板、S极屏蔽板、导磁侧板为一体结构的矩形筒状屏蔽体，其端面呈矩形；所述矩 形筒状屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连 续延伸的硅钢薄板材构成；所述屏蔽体的厚度为0.5-20毫米，所述硅钢片叠压结构的硅 钢片层数为3-80层。
5.根据权利要求4所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述N极屏 蔽板或者S极屏蔽板的长度大于所述永磁体的N极面的宽度，所述N极屏蔽板或者S极 屏蔽板的宽度相当于所述永磁体的N极面的长度的二分之一。
6.根据权利要求1所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述底座 滑轨机构包括与所述永磁体N极面的法线方向平行设置的圆柱形导轨、与圆柱形导轨滑 动套装的支承套；所述支承套与所述动磁体联动架固定。
7.根据权利要求6所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述屏蔽 体组件中的导磁侧板上设置电磁发生装置。
8.根据权利要求7所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述N极 屏蔽板、S极屏蔽板与所述永磁体之间的间隙为0.5-3毫米。
9.根据权利要求8所述的长方永磁体往复式磁力驱动装置，其特征在于所述直线 往复式驱动机构包括驱动电机、主动同步轮、从动同步轮、同步齿形带，所述的两同步 轮设置在所述永磁体桥架上，所述移动托架下部与同步齿形带固定。
全文摘要
本发明涉及一种长方永磁体往复式磁力驱动装置，本发明包括一个长方体形永磁体，沿该永磁体表面往复运动的屏蔽体组件，屏蔽体组件上设置直线往复式驱动机构，沿驱动中心线往复运动的动磁体联动架。该动磁体联动架通过底座滑轨机构与所述底座板安装，动磁体联动架通过曲柄连杆机构与一个动力输出轴连接；动磁体联动架两端各设置一个动磁体；动磁体联动架一端的动磁体的N极面与永磁体的N极面相对设置，动磁体联动架另一端的动磁体的S极面与永磁体的S极面相对设置。动力输出轴上设置飞轮机构和动力输出轮。本发明利用屏蔽体将同极性永磁体间部分磁场交替屏蔽，利用永磁体同性相斥的原理推动动磁体联动架连续往复运动。
文档编号H02N11/00GK102013782SQ20091009227
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者应德贵 申请人:应德贵