电磁直驱式冲击振动体的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种电磁直驱式冲击振动体。
【背景技术】
[0002] 在工程机械中冲击振动作业机械一般包括凿岩机、植粧机、破碎镐、振动铲等，它 对坚硬土壤和岩石的破碎能力是其他机械无法比拟的。冲击振动机械（机具）的核心部件 为冲击振动体，冲击振动体按动力源有内燃式、气动式、液压式、电动式等，内燃式不需要配 备动力源，但是重量和体积较大、可靠性较差；气动式结构简单、技术难度低，但所配的动力 源（空压机）体积、重量大，气源传递效率低，噪声较大；液压式体积小、重量轻，但也存在着 制造难度大、成本高、油液易漏损、维修保养要求高、液压动力源不适合较长距离传输等缺 点；电动式具有动力源获取便捷、动力传输效率高、传输距离远、控制性能好、制造容易、价 格较低等优点，然而，现有的电动式冲击振动机械（机具）的冲击振动体采用的是将旋转电 机产生的运动通过机械机构转换为直线运动，转换机构复杂，增加了重量和体积，降低了效 率。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种电磁直驱式冲击振动体，减少了传统电动式 冲击振动体的机构转换装置，减小重量和体积、提高效率，并提高冲击振动体的冲击作业力 和动子的耐冲击性。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明包括由定子、动子冲锤、检测装置、控制及驱动器 组成，所述定子上固定安装有若干块永磁体，永磁体靠近动子冲锤一侧为N、S极交替排列， 根据动子冲锤的长度及行程要求排列永磁体的长度，所述动子冲锤行程的两端设置冲程极 限位置和回程极限位置，所述动子冲锤上固定安装有带铁芯的电磁线圈，线圈的排列方式 按照三相A、B、C顺序，以三个为一组循环排列；动子冲锤非冲击一侧安装有检测装置，检测 装置由三个开关型霍尔传感器和一个线性型霍尔传感器组成，三个开关型霍尔传感器用来 检测与定子上永磁体的相对位置，线性型霍尔传感器用来检测极限位置以控制动子冲锤的 行程。
[0005] 优选地，所述定子的永磁体、线圈及三个检测相对位置的霍尔传感器之间的尺寸 关系为：不同磁极的永磁体之间、不同相的动子线圈之间在动子运动方向上的尺寸相等，且 两个永磁体的尺寸等于三个线圈的尺寸，第一个霍尔传感器距离其最近的线圈距离为3/4 个线圈尺寸，后两个霍尔传感器距离前一个的距离分别为1/2个线圈尺寸，霍尔传感器的 信号传递给控制及驱动器，控制三相线圈的供电大小及方向。
[0006] 本发明减少了传统电动式冲击振动体的机构转换装置，减小重量和体积、提高效 率，并提高冲击振动体的冲击作业力和动子的耐冲击性。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明结构示意图；
[0008] 图2为图IA-A位置剖视图；
[0009] 图3为永磁体安装关系；
[0010] 图4为电磁线圈安装结构图；
[0011] 图5为多组电磁线圈接线原理图；
[0012] 图6为单组线圈连线示意图；
[0013] 图7为电磁直驱式冲击振动体工作过程图；
[0014] 图8为控制程序流程图；
[0015] 图9为电磁线圈供电控制方式。
【具体实施方式】
[0016] 本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范 围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对 本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
[0017] 本发明电磁直驱式冲击振动体如图1和图2所示，包括外壳1、第一磁辄2和第二 磁辄9、第一永磁体3和第二永磁体8、以及冲程极限位置141和回程极限位置142组成定 子部分；第一电磁线圈4和第二电磁线圈7、动子支架5、极限位置检测传感器11和相对位 置检测装置12组成动子部分，其中极限位置检测传感器11和相对位置检测传感器12安装 在动子支架5非受冲击的一端；动子与定子之间通过第一导轨6和第二导轨10连接，第一 导轨6和第二导轨10固定在外壳1内侧，导轨的滑块固定在动子支架5上，通过滑块在轨 道上的滑动实现动子相对定子的滑动；护线拖链13的一端与动子部分非冲击端相连，另一 端连接到控制及驱动器。定子上有两排永磁体组、动子上有两排电磁线圈，均为对称布置， 以达到互相抵消永磁体与电磁线圈之间在垂直运动方向上的力、减少对导轨的磨损。
[0018] 定子部分中永磁体的排列安装方式如图3所示，多块第一永磁体3整齐排列固定 安装在磁辄2上，排列时第一永磁体3靠近线圈的一侧分别为N极和S极循环，即每相邻两 块永磁体3其靠近线圈侧的磁极不一样。磁辄2固定安装在壳体1上，安装方式可以采用 图2所示的螺栓15连接，但不局限于该方式。
[0019] 动子部分中电磁线圈在动子支架上的安装方式如图4所不。电磁线圈4分为A、 B、C三相，循环排列安装在线圈磁辄2上，线圈磁辄2固定安装在动子支架5上，其安装方 式可以采用图3中所示的螺栓螺母式、但不局限于该固定连接方式，线圈对称分布在动子 支架的两侧。A、B、C三相线圈之间的连接方式如图4所示，三相线圈采用"Y"型连接方式， 即三个线圈的一端连接在一起、另一端与外界驱动电源相连，属于同一相的线圈与外界驱 动电源连接的一端连接在一起，由驱动电源统一供电，如图4中所有的A相线圈连接到驱动 电源的U 口、B相线圈连接到驱动电源的V 口、C相线圈连接到驱动电源的W 口。单组三相 线圈的接线示意图如图6所示，线圈均采用逆时针的缠绕方式，也可采用顺时针，三相线圈 缠绕方向一致即可。
[0020] 电磁直驱式冲击振动体的工作过程如图7所示。在动子冲锤上安装极限位置传感 器，在定子上安装两个可供极限位置传感器检测的极限位置点。工作初始状态时，不论冲 锤位于任何位置，启动动子回程程序，此时由三个霍尔传感器来检测其对应的磁极，判断给 三相线圈的通电方向，使得各动子冲锤受如图7中位置一所示的向上作用力，在该力作用 下冲锤向上运动，当到达上极限位置时，极限位置传感器检测后输出信号，控制器运行的程 序切换到冲程程序，此时虽然冲锤运动方向向上，但其受电磁力为相反方向，见图7中位置 二，在电磁力作用下动子减速直到速度为零（位置三），然后动子在电磁力作用下开始加速 向下运动（位置四），动子持续加速至下极限位置（位置五）时，为避免冲击作业过程中线 圈损坏，将三相线圈全部断电，进入冲击过程（位置六），动子冲击后回弹，极限位置传感器 检测到下极限位置（位置七），控制器运行程序切换为回程程序，