磁控伸缩电机及组合电机的制作方法

本发明涉及伸缩电机领域，特别涉及磁控伸缩电机及组合电机。

背景技术：

1、伸缩电机可以由线性电机或旋转电机改造而成：将线性电机的直线运动通过电控板转换成直线往复运动；或者将旋转电机与丝杆螺母机构配合，使旋转电机的转动转换成螺母的直线运动。上述方案改造而成的伸缩电机，其原理都是利用定子磁场对通电转子的安培力驱动通电转子运动。因此，现有伸缩电机的形式较为单一，阻碍伸缩电机的多元化发展。

2、磁控软体材料可以作为微型的磁驱动部件，目前被广泛用于制备小型的磁性软体机器人，如申请号为cn201910503103.2的《一种仿水母磁控微型软体机器人及其制备方法和驱动方法》、cn202011641445.x的《一种多臂微型磁控软体机器人及其运动监测和控制方法》和cn201910235304.9的《一种基于磁编程温敏水凝胶的磁控软体抓取机器人》，这些专利都展现了磁控软体材料的功能。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种磁控伸缩电机及组合电机，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为解决上述技术问题所采用的技术方案：

3、一种磁控伸缩电机，包括：

4、壳体；

5、第一磁性弹片，其前后两端向下弹性弯曲后充磁，所述第一磁性弹片的后端铰接于所述壳体；

6、滑动杆，其前后滑动地连接于所述壳体，所述滑动杆铰接于所述第一磁性弹片的前端；

7、磁场发生器，其设于所述壳体，所述磁场发生器产生的磁场方向与所述第一磁性弹片的充磁磁场方向相同。

8、本发明的有益效果是：磁场发生器通电后产生磁场，由于第一磁性弹片的充磁磁场方向与磁场发生器产生的磁场方向相同，使第一磁性弹片的前后两端向下弹性弯曲，而第一磁性弹片的后端铰接于壳体、前端铰接于滑动杆，则第一磁性弹片向下弹性弯曲后带动滑动杆向后移动；磁场发生器断电使磁场消失，第一磁性弹片由于自身的弹力恢复原状，第一磁性弹片的前后两端向上展开，则第一磁性弹片的前端推动滑动杆向前移动；磁场发生器循环通电与断电两个工作状态，进而实现第一磁性弹片带动滑动杆做前后伸缩运动，本发明提供一种新形式的伸缩电机，有利于伸缩电机的多元化发展。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁场发生器还包括滑动开关，所述滑动开关电性连接于所述磁场发生器，所述滑动杆设有凸台，所述凸台带动所述滑动开关前后滑动使所述滑动开关导通或断开所述磁场发生器。

10、滑动杆向前运动令凸台带动滑动开关使滑动开关导通磁场发生器，磁场发生器通电后产生磁场，第一磁性弹片的前后两端向下弯曲变形，进而使滑动杆向后移动，随后凸台带动滑动开关向后滑动使滑动开关断开磁场发生器，磁场发生器断电后磁场消失，第一磁性弹片由于弹力作用回复原状使前后两端向上展开，进而使滑动杆向前移动，又重新令凸台带动滑动开关使滑动开关导通磁场发生器；不断循环上述过程，实现第一磁性弹片带动滑动杆做前后伸缩运动，无需设置控制磁场发生器循环通电与断电的控制电路，有助于节省电能消耗。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁控伸缩电机还包括：

12、第二磁性弹片，其左右两端向下弹性弯曲后充磁，所述第二磁性弹片的右端铰接于所述壳体，所述第二磁性弹片的充磁磁场方向与所述磁场发生器产生的磁场方向相同；

13、滑动电阻，其电性连接于所述磁场发生器，所述滑动电阻设有滑片，所述滑片左右滑动改变所述滑动电阻的电阻值，所述第二磁性弹片的左端铰接于所述滑片。

14、磁场发生器产生的磁场方向与第二磁性弹片的充磁磁场方向相同，当磁场发生器通电时，第一磁性弹片带动滑动杆向后滑动，第二磁性弹片带动滑动电阻的滑片向右运动，令滑动电阻的电阻值增大或减少，滑动电阻的电阻值变化令磁场发生器的功率变化，则第一磁性弹片的前后两端向下变形的程度和引起其变形的磁力也随之变化，也就是说，通过第二磁性弹片在磁场下的变形量，改变第一磁性弹片拉动滑动杆向后移动的行程和向后的拉力。

15、作为上述技术方案的进一步改进，所述第二磁性弹片的刚度大于所述第一磁性弹片的刚度。

16、第二磁性弹片的刚度大于第一磁性弹片的刚度，在相同磁场下，第二磁性弹片弹性变形量更小，且在磁场发生器的磁场消失后，第二磁性弹片恢复原状的速度快于第一磁性弹片；在相同磁场下，变形量小的第二磁性弹片优先调整磁场发生器的磁场强度，从而改变第一磁性弹片拉动滑动杆向后移动的行程和向后的拉力。

17、作为上述技术方案的进一步改进，所述滑片向左移动使所述滑动电阻的电阻值增大。

18、当滑动杆连接的负载为0，在磁场发生器通电产生磁场时，滑动杆拉动负载向后移动的速度较快，则第一磁性弹片前后两端向下弯曲的速度较快，使滑动杆迅速向后移动令滑动开关断开磁场发生器，则磁场发生器通电时间较短，由于第二磁性弹片的刚度较大，第二磁性弹片弯曲变形的时间短导致变形量较小，则滑片向右移动的距离较短，令滑动电阻的电阻值保持在较大的数值，电路中的电流较小，使磁场发生器在较小的功率下运行，有助于节省电能；当滑动杆连接的负载较大，在磁场发生器通电产生磁场时，滑动杆拉动负载向后移动的速度较慢，则滑动杆向后移动令滑动开关断开磁场发生器所需的时间较长，则磁场发生器通电时间较长，第二磁性弹片有足够的时间弯曲变形，则第二磁性弹片拉动滑片向右移动的距离较长，令滑动电阻的电阻值大大降低，电路中的电流增大，使磁场发生器的功率提高，使磁场发生器的磁场强度增大，使第一磁性弹片前后两端弯曲变形的磁力增大，从而令滑动杆能够拉动负载向后移动，直至滑动杆的凸台推动滑动开关断开磁场发生器；因此，当滑动杆连接的负载越大，第二磁性弹片调整磁场发生器的功率增大。

19、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一磁性弹片与所述第二磁性弹片是在柔性聚合物基体溶液中混合磁性粒子后固化形成。

20、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁性粒子为硬磁性粒子。

21、硬磁性粒子的磁性较强，使第一磁性弹片与第二磁性弹片能够在磁场下迅速响应并弹性变形。

22、作为上述技术方案的进一步改进，所述滑动开关包括：

23、底座，其前后两端分别设有前导电片与后导电片；

24、导电滑条，其前后滑动地连接于所述底座，所述导电滑条的外侧壁设有前挡块与后挡块，所述前挡块与所述后挡块分别设置于所述凸台移动轨迹的前后两端，所述导电滑条的后端与所述后导电片保持接触，所述前导电片位于所述导电滑条前端的移动轨迹上。

25、通过导电滑条的前后两端与底座的前导电片与导电片接触，实现滑动开关导通与断开磁场发生器。

26、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁场发生器包括至少两个并联的电磁铁，两个所述电磁铁分别设置于所述壳体的上下两侧，两个所述电磁铁朝向所述第一磁性弹片一侧的磁极相反。

27、磁场发生器由两个并联的电磁铁组成，两个电磁铁有助于提供集中且分布均匀的磁场。

28、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁控伸缩电机还包括滑块，所述滑块铰接于所述第一磁性弹片的前端，所述滑块与所述壳体滑动连接。

29、第一磁性弹片的前端铰接滑块，滑块支撑第一磁性弹片，且避免第一磁性弹片与壳体相互摩擦。

30、一种组合电机，包括如上述的磁控伸缩电机，所述磁控伸缩电机至少有两个，所述组合电机还包括：

31、输出杆，所述输出杆至少有两个，两个所述输出杆一一对应铰接于两个所述滑动杆；

32、曲轴，其设有至少两个连杆轴颈，两个所述连杆轴颈一一对应铰接于两个所述输出杆。

33、两个或多个磁控伸缩电机通过输出杆铰接于曲轴的连杆轴颈，使曲轴转动并输出转矩，以便于将磁控伸缩电机的伸缩运动转换成旋转运动，同时单个磁控伸缩电机只有在通电时才能自动调节功率，而回弹过程中电机处于断电，不能自动调节功率，因此将两个磁控伸缩电机输出杆与两个连杆轴颈一一对应铰接可以形成互补，即旋转运动中始终有一个磁控伸缩电机处于通电状态，因此整个旋转过程功率是可以自动调节的。

34、作为上述技术方案的进一步改进，所述组合电机还包括配重轮，所述配重轮的轴心连接于所述曲轴。

35、配重轮使曲轴的转矩输出更加平稳。

36、作为上述技术方案的进一步改进，所述配重轮位于两个所述连杆轴颈之间。

37、配重轮设置于两个连杆轴颈之间，使得曲轴受力更加均匀。

38、作为上述技术方案的进一步改进，两个所述连杆轴颈从所述曲轴的轴线向相反的方向延伸。

39、两个连杆轴颈从曲轴的轴线向相反的方向延伸，令两个磁控伸缩电机从两侧对曲轴提供动力，有助于提高曲轴的稳定性。