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。

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。

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。

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。

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图8和图9所示，本发明的一种旋转式磁力推进器，在结构上，包括外壳、静磁极1、动磁极2和推进杆3，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；静磁极1固定于外壳内，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。如图1至3所示，静磁极1包括磁路环11和线圈13，磁路环11上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽12，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，其电路连接如图4所示，即a与A、b与B、c与C所表示的线圈分别为三组位置相对的两组线圈13，使通入电流后，位置相对的两组线圈13的磁极极性相反。图5为本发明中的动磁极2的结构示意图，动磁极2包括永磁磁环21，永磁磁环21的磁通方向为永磁磁环21的直径方向(如图5中的箭头所指方向)，永磁磁环21的中间设有一通孔22，用于连接推进杆3，其与推进杆3的连接结构参见图6所示，推进杆3上设有螺旋轨道31，该螺旋轨道31的截面形状为半圆形(参见图7所示)。图10为本发明的一种旋转式磁力推进器的驱动电路示意图，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，该驱动电路包括电源、微处理器、功率开关和位置检测元件，位置检测元件将动磁极2的位置信号反馈给微处理器，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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例

参见图1至图10所示，本实施例的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，静磁极1包括磁路环11和线圈13，磁路环11上设有沿周向均匀分布的六组线圈安装槽12，线圈安装槽12沿磁路环11的轴向贯穿，线圈安装槽12为椭圆形，并设有一向内侧的开口，形成磁爪，每个线圈安装槽12可容纳两个线圈，相邻的两个线圈安装槽12内设有一组线圈13(如图3所示)，每个线圈13都是相同的，且在磁路环11上位置相对的两组线圈13的同名端连接，使通入电流后，位置相对的两组线圈13的磁极极性相反；上述的磁路环11由硅钢片叠加而成或由磁性材料铸型而成，制造方便。动磁极2包括永磁磁环21，永磁磁环21的磁通方向为永磁磁环21的直径方向，永磁磁环21的中心设有一用于连接推进杆3的通孔22；推进杆3固定于动磁极2上，推进杆3可采用普通钢材或其他材料制作，且推进杆3上设有螺旋轨道31，该螺旋轨道31的横截面形状为半圆形(如图7所示)。静磁极1固定于外壳内，动磁极2设于静磁极1内部，静磁极1与动磁极2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；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，在动磁极2旋转时，滚珠6在螺旋轨道31内滚动，从而使动磁极2同步伸缩运动，如图6所示，本实施例中的螺旋轨道31为右旋，当动磁极2逆时针旋转时，滚珠6在螺旋轨道31内滑动，迫使推进杆3向上运动，反之，当动磁极2顺时针旋转时，推进杆3向下运动。如图10所示，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，该驱动电路包括电源、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13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，驱动电路可以实现为线圈13通入正向电流、通入反向电流和切断电流三个功能，驱动电路结构简单，控制方便；在本实施例中，驱动电路还包括位置检测元件，位置检测元件将动磁极2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31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。

如图9所示，本实施例的一种叠层螺旋式磁力推进器，其外壳包括桶状壳体4和密封壳体4的端盖5，端盖5上设有一与推进杆3相配合的子口部分，在子口部分中设有滚珠6，结构简单，便于制造。需要强调的是，本实施例的一种叠层螺旋式磁力推进器，其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，这也是传统推进器难以做到的。

为了更好地理解本发明的内容，现结合实施例对本发明的工作过程及原理作详细描述。

如图11所示，为了便于描述，首先将磁路环11上的三组位置相对且同名连接的两个线圈定义为线圈A(即图中A与所代表的线圈)、线圈B(即图中B与所代表的线圈)和线圈C(即图中C与所代表的线圈)。在自然状态下，静磁极1和动磁极2的位置在1#位置处；在线圈A和线圈B中通入正向电流，在线圈C中通入反向电流，动磁极2在静磁极1所产生的磁力作用下将逆时针旋转，这时由于旋转过程受螺旋轨道31与滚珠6的限位作用，动磁极2将向上运动到2#，静磁极1的磁极状态和动磁极2的运动位置参见2#；然后将线圈A通入正向电流，在线圈B和线圈C中通入反向电流，动磁极2在静磁极1所产生的磁力作用下将继续逆时针旋转，并在螺旋轨道31与滚珠6作用下向上运动到3#，此时的静磁极1的磁极状态和动磁极2的运动位置参见3#；继续将线圈A、线圈B和线圈C通入反向电流，动磁极2在静磁极1所产生的磁力作用下将继续逆时针旋转，并在螺旋轨道31与滚珠6作用下向上运动到4#，此时的静磁极1的磁极状态和动磁极2的运动位置参见4#；继续将线圈C通入正向电流，将线圈A和线圈B通入反向电流，动磁极2在静磁极1所产生的磁力作用下将继续逆时针旋转，并在螺旋轨道31与滚珠6作用下向上运动到5#，此时的静磁极1的磁极状态和动磁极2的运动位置参见5#；继续将线圈A、线圈B和线圈C通入正向电流，动磁极2在静磁极1所产生的磁力作用下将继续逆时针旋转，并在螺旋轨道31与滚珠6作用下向上运动到6#，此时的静磁极1的磁极状态和动磁极2的运动位置参见6#；依次循环上述过程完成推进过程。动磁极2每次旋转推进的距离由螺旋轨道31的导程决定。

推进器的缩回过程与推进过程相反，只要依次控制线圈A、线圈B和线圈C的电流方向，动磁极2在磁力的作用下，将顺时针旋转，缩回到初始位置，结束缩回过程。

本发明的一种旋转式磁力推进器，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不同推进距离的推进器，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。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。