【中国发明,中国发明授权】一种旋转式磁力推进器

有权-审定授权 中国

申请号:
CN201510518828.0
专利权人:
常州工学院
授权公告日/公开日:
2018.02.02
专利有效期:
2015.08.21-2035.08.21
技术分类:
H02:发电、变电或配电
转化方式:
转让
价值度指数:
55.0分
价格:
面议
822 0

发布人

常州工学院

联系人何老师

0519-88238869
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著录项

申请号
CN201510518828.0
申请日
20150821
公开/公告号
CN105024521A
公开/公告日
20151104
申请/专利权人
[常州工学院]
发明/设计人
[廉春原, 马会全, 王雁平]
主分类号
H02K41/03
IPC分类号
C12N 9/0008(2013.01) C12N 9/16
CPC分类号
C12N 9/0008(2013.01) C12N 9/16(2013.01)
分案申请地址
国省代码
江苏(32)
颁证日
G06T1/00
代理人
[高桂珍]

摘要

本发明公开了一种旋转式磁力推进器,属于电磁技术领域。本发明包括外壳、静磁极、动磁极、推进杆和驱动电路,静磁极包括磁路环和线圈,磁路环上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽,线圈安装槽沿磁路环的轴向贯穿,相邻的两个线圈安装槽内设有一组线圈,且在磁路环上位置相对的两组线圈的同名端连接;动磁极包括永磁磁环,永磁磁环的磁通方向为永磁磁环的直径方向;推进杆上设有与外壳子口部分的滚珠相配合的螺旋轨道;每两组同名端连接的线圈均具有一个独立控制该两组线圈电流方向及电流通断的驱动电路。本发明可以实现动磁极的连续推进,推力不受距离限制,推进过程可逆,耗电较低,充分利用电磁力的作用,小电流即可产生大的作用力。

法律状态

法律状态公告日 20180202
法律状态 授权
法律状态信息 授权
法律状态公告日 20151202
法律状态 实质审查的生效
法律状态信息 实质审查的生效
IPC(主分类):H02K 41/03
申请日:20150821
法律状态公告日 20151104
法律状态 公开
法律状态信息 公开
暂无数据

权利要求

权利要求数量(6

独立权利要求数量(1

1.一种旋转式磁力推进器,包括外壳、静磁极(1)、动磁极(2)、推进杆(3)和驱动 电路,其特征在于:所述的静磁极(1)包括磁路环(11)和线圈(13),所述的磁路环(11) 上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽(12),所述的线圈安装槽(12)沿磁路环(11)的 轴向贯穿,相邻的两个线圈安装槽(12)内设有一组线圈(13),且在磁路环(11)上位置相 对的两组线圈(13)的同名端连接;所述的动磁极(2)包括永磁磁环(21),所述的永磁磁 环(21)的磁通方向为永磁磁环(21)的直径方向;所述的推进杆(3)固定于动磁极(2) 上,且推进杆(3)上设有螺旋轨道(31);所述的静磁极(1)固定于外壳内,所述的动磁极 (2)设于静磁极(1)内部,且推进杆(3)上的螺旋轨道(31)与设于外壳子口部分的滚珠 (6)相配合;每两组同名端连接的线圈(13)均具有一个独立控制该两组线圈(13)电流方 向及电流通断的驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的驱动电路包括电 源、微处理器和功率开关,所述的微处理器通过电平转换电路控制功率开关实现对应线圈(13) 的电流方向及电流通断的控制。

3.根据权利要求2所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的驱动电路还包括 位置检测元件,所述的位置检测元件将动磁极(2)的位置信号反馈给微处理器。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的静磁极 (1)与动磁极(2)之间的间隙小于0.5mm。

5.根据权利要求4所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的螺旋轨道(31) 的截面形状为半圆形。

6.根据权利要求5所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的磁路环(11)由 硅钢片叠加而成或由磁性材料铸型而成。

1.一种旋转式磁力推进器,包括外壳、静磁极(1)、动磁极(2)、推进杆(3)和驱动 电路,其特征在于:所述的静磁极(1)包括磁路环(11)和线圈(13),所述的磁路环(11) 上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽(12),所述的线圈安装槽(12)沿磁路环(11)的 轴向贯穿,相邻的两个线圈安装槽(12)内设有一组线圈(13),且在磁路环(11)上位置相 对的两组线圈(13)的同名端连接;所述的动磁极(2)包括永磁磁环(21),所述的永磁磁 环(21)的磁通方向为永磁磁环(21)的直径方向;所述的推进杆(3)固定于动磁极(2) 上,且推进杆(3)上设有螺旋轨道(31);所述的静磁极(1)固定于外壳内,所述的动磁极 (2)设于静磁极(1)内部,且推进杆(3)上的螺旋轨道(31)与设于外壳子口部分的滚珠 (6)相配合;每两组同名端连接的线圈(13)均具有一个独立控制该两组线圈(13)电流方 向及电流通断的驱动电路。 2.根据权利要求1所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的驱动电路包括电 源、微处理器和功率开关,所述的微处理器通过电平转换电路控制功率开关实现对应线圈(13) 的电流方向及电流通断的控制。 3.根据权利要求2所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的驱动电路还包括 位置检测元件,所述的位置检测元件将动磁极(2)的位置信号反馈给微处理器。 4.根据权利要求1或2或3所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的静磁极 (1)与动磁极(2)之间的间隙小于0.5mm。 5.根据权利要求4所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的螺旋轨道(31) 的截面形状为半圆形。 6.根据权利要求5所述的一种旋转式磁力推进器,其特征在于:所述的磁路环(11)由 硅钢片叠加而成或由磁性材料铸型而成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁力推进器,更具体地说,涉及一种旋转式磁力推进器。

背景技术

常见的推进器有气动式推进器和电动式推进器,电动式推进器按驱动方式又分为电机驱 动和电磁驱动。电机驱动的推进器一般需要采用齿轮减速箱减速后推动推进杆运动,将电机 的旋转运动变成直线运动,利用电机的正反转完成推杆动作,适用于推动距离长,推动速度 较慢的场合。电磁驱动的推进器一般采用磁极的吸引和排斥作用实现推进杆的运动,由于现 有的电磁驱动的推进器推力的大小与距离的平方成反比,当距离较远时,推力会明显减小, 因此适用于推进速度快,推进距离较短的场合。例如,中国专利号ZL201220246701.X,授权 公告日为2012年12月5日,发明创造名称为:直线往复无刷电动机,该申请案涉及一种直 线往复无刷电动机,它由机体、电磁铁、红外感应器、动磁极构成,机体中央设有滑槽,电 磁铁分为电磁铁a和电磁铁b,分别固定在滑槽的上下端;动磁极为永磁铁结构,外形呈圆 柱状,置于滑槽中,动磁极上下端对称固定运动轴;红外感应器设有两对,红外发射器a和 红外接收器b为一对,红外发射器c和红外接收器d为一对;红外发射器a和红外接收器b 设在滑槽上端两侧,红外发射器c和红外接收器d设在滑槽下端两侧。该申请案通过磁铁之 间的磁力实现动力的往复运动,它改变了现有电动机的运动模式,能广泛应用于往复运动机 构或间歇式运动机构。该申请案就存在推力的大小与距离的平方成反比,行程距离较远时, 推力会明显减小的问题,只能适用于推进距离较短的场合。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有磁力推进器的上述不足,提供一种旋转式磁力推进器,采用 本发明的技术方案,通过控制静磁极的电磁线圈驱动动磁极旋转,并利用螺旋轨道使动磁极 在旋转时同步进行上下运动,从而实现动磁极的连续推进,且推进过程中,推力不受距离限 制,推力基本保持恒定,通过改变静磁极的长度可以实现长距离推进,并且推进过程可逆, 实现了双向推进,耗电较低,充分利用电磁力的作用,小电流即可产生大的作用力。

2.技术方案

为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:

本发明的一种旋转式磁力推进器,包括外壳、静磁极、动磁极、推进杆和驱动电路,所 述的静磁极包括磁路环和线圈,所述的磁路环上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽,所 述的线圈安装槽沿磁路环的轴向贯穿,相邻的两个线圈安装槽内设有一组线圈,且在磁路环 上位置相对的两组线圈的同名端连接;所述的动磁极包括永磁磁环,所述的永磁磁环的磁通 方向为永磁磁环的直径方向;所述的推进杆固定于动磁极上,且推进杆上设有螺旋轨道;所 述的静磁极固定于外壳内,所述的动磁极设于静磁极内部,且推进杆上的螺旋轨道与设于外 壳子口部分的滚珠相配合;每两组同名端连接的线圈均具有一个独立控制该两组线圈电流方 向及电流通断的驱动电路。

更进一步地,所述的驱动电路包括电源、微处理器和功率开关,所述的微处理器通过电 平转换电路控制功率开关实现对应线圈的电流方向及电流通断的控制。

更进一步地,所述的驱动电路还包括位置检测元件,所述的位置检测元件将动磁极的位 置信号反馈给微处理器。

更进一步地,所述的静磁极与动磁极之间的间隙小于0.5mm。

更进一步地,所述的螺旋轨道的截面形状为半圆形。

更进一步地,所述的磁路环由硅钢片叠加而成或由磁性材料铸型而成。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:

(1)本发明的一种旋转式磁力推进器,其静磁极包括磁路环和线圈,磁路环上设有沿周 向均匀分布的六组线圈安装槽,线圈安装槽沿磁路环的轴向贯穿,相邻的两个线圈安装槽内 设有一组线圈,且在磁路环上位置相对的两组线圈的同名端连接;动磁极包括永磁磁环,永 磁磁环的磁通方向为永磁磁环的直径方向;推进杆固定于动磁极上,且推进杆上设有螺旋轨 道;静磁极固定于外壳内,动磁极设于静磁极内部,且推进杆上的螺旋轨道与设于外壳子口 部分的滚珠相配合;通过控制静磁极的电磁线圈驱动动磁极旋转,并利用螺旋轨道使动磁极 在旋转时同步进行上下运动,从而实现动磁极的连续推进,且推进过程中,推力不受距离限 制,推力基本保持恒定,推进距离由静磁极的长度决定,通过改变静磁极的长度可以实现长 距离推进,并且推进过程可逆,实现了双向推进;

(2)本发明的一种旋转式磁力推进器,其驱动电路包括电源、微处理器和功率开关,微 处理器通过电平转换电路控制功率开关实现对应线圈的电流方向及电流通断的控制,推进器 的驱动逻辑信号可由由微处理器编程产生,也可以通过时序逻辑电路产生,驱动电路结构简 单,控制方便;

(3)本发明的一种旋转式磁力推进器,其驱动电路还包括位置检测元件,位置检测元件 将动磁极的位置信号反馈给微处理器,便于控制推进器的推进位置,且当推进或缩回到某一 位置时,断开线圈电流,在螺旋轨道作用下,该位置可以被锁定,不会在外力作用下改变位 置,在行程范围内,实现任意位置的推进控制,这是传统推进器无法做到的;

(4)本发明的一种旋转式磁力推进器,其静磁极与动磁极之间的间隙小于0.5mm,充分 利用电源产生的电磁力的相互作用,小电流即可产生大的作用力,耗电较低;

(5)本发明的一种旋转式磁力推进器,其螺旋轨道的截面形状为半圆形,加工制造方便, 与滚珠配合运动更加稳定可靠;

(6)本发明的一种旋转式磁力推进器,其推进力可通过电流大小调节,可以在不损失速 度和减小能耗的情况下,实现大推力长距离推进。

附图说明

图1为本发明中的磁路环的结构示意图;

图2为图1中F-F方向剖视结构示意图;

图3为本发明中的静磁极的剖视结构示意图;

图4为本发明中的线圈的电路连接示意图;

图5为本发明中的动磁极的结构示意图;

图6为本发明中的动磁极与推进杆的连接结构示意图;

图7为本发明中的推进杆的横断面结构示意图;

图8为本发明中的静磁极安装于外壳内的结构示意图;

图9为本发明的一种旋转式磁力推进器的剖视结构示意图;

图10为本发明中的驱动电路的电路原理图;

图11为本发明的一种旋转式磁力推进器的运动原理示意图。

示意图中的标号说明:

1、静磁极;11、磁路环;12、线圈安装槽;13、线圈;2、动磁极;21、永磁磁环;22、 通孔;3、推进杆;31、螺旋轨道;4、壳体;5、端盖;6、滚珠。

具体实施方式

价值度评估

技术价值

经济价值

法律价值

0 0 0

55.0

0 50 75 100
0~50 50~75 75~100 价值较低 中等价值 价值较高

专利价值度是通过科学的评估模

型对专利价值进行量化的结果,

基于专利大数据针对专利总体特

征指标利用计算机自动化技术对

待评估专利进行高效、智能化的

分析,从技术、经济和法律价值

三个层面构建专利价值评估体

系,可以有效提升专利价值评估

的质量和效率。

总评:55.0


该专利价值中等 (仅供参考)

        该专利的技术、经济、法律价值经系统自动评估后的总评得分处于平均水平,可以重点研究利用其技术价值,根据法律价值的评估结果选择合适的使用借鉴方式。
        本专利文献中包含【1 个实施例】、【1 个技术分类】,从一定程度上而言上述指标的数值越大可以反映出所述专利的技术保护及应用范围越广。 【专利权的维持时间9 年】专利权的维持时间越长,其价值对于权利人而言越高。

技术价值    29.0

该指标主要从专利申请的著录信息、法律事件等内容中挖掘其技术价值,专利类型、独立权利要求数量、无效请求次数等内容均可反映出专利的技术性价值。 技术创新是专利申请的核心,若您需要进行技术借鉴或寻找可合作的项目,推荐您重点关注该指标。

部分指标包括:

授权周期(发明)

29 个月

独立权利要求数量

1 个

从属权利要求数量

5 个

说明书页数

5 页

实施例个数

1 个

发明人数量

3 个

被引用次数

0 次

引用文献数量

0 个

优先权个数

0 个

技术分类数量

1 个

无效请求次数

0 个

分案子案个数

0 个

同族专利数

0 个

专利获奖情况

保密专利的解密

经济价值    7.0

该指标主要指示了专利技术在商品化、产业化及市场化过程中可能带来的预期利益。 专利技术只有转化成生产力才能体现其经济价值,专利技术的许可、转让、质押次数等指标均是其经济价值的表征。 因此,若您希望找到行业内的运用广泛的热点专利技术及侵权诉讼中的涉案专利,推荐您重点关注该指标。

部分指标包括:

申请人数量

1

申请人类型

院校

许可备案

0 次

权利质押

0 次

权利转移

0 个

海关备案

法律价值    19.0

该指标主要从专利权的稳定性角度评议其价值。专利权是一种垄断权,但其在法律保护的期间和范围内才有效。 专利权的存续时间、当前的法律状态可反映出其法律价值。故而,若您准备找寻权属稳定且专利权人非常重视的专利技术,推荐您关注该指标。

部分指标包括:

存活期/维持时间

9

法律状态

有权-审定授权