专利：线性作动器、使用它的泵装置及其压缩机装置
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&>&&>&内容
&&&&前言：本发明的线性作动器(1)，包括：与内轭铁(3)之间构成第1间隙(6)及第2间隙(7)的外轭铁(4)；在间隙(6、7)内具有磁铁(9)的可动体(5)，其中，外轭铁(4)及内轭铁(3)在圆周方向上配置多个，可动体(5)，具有分别配置在内轭铁(3)与外轭铁(4)之间的磁铁(9)，且在相邻的磁铁(9)之间具有将磁铁(9)的两端埋设保持且由构成的磁铁保持部(52)，在该磁铁保持部(52)中，磁铁(9)具有在轴线方向上与树脂重叠的突出部(91)。本发明能提供一种即使在严酷的条件下驱动可动体、磁铁也不会从树脂层、不会产生异常声音、性能下降、不会因剥离后的磁铁与层叠铁心接触而使可动体破损的线性作动器、使用它的泵装置及其装置。&&&&
申&&&&请&&&&号：
申& &请&& 日：
名&&&&&&&&&&称：
线性作动器、使用它的泵装置及其压缩机装置
公开&(公告)&号：
公开(公告)日：
主 &分 &类 &号：
H02K33/00(2006.01)I
分案原申请号：
分&&& 类& &&号：
H02K33/00(2006.01)I;H02K33/18(2006.01)I
颁&&&证& &&&日：
优&&&先&&&权：
申请(专利权)人：
株式会社三协精机制作所
地 &&&&&&&&&址：
日本长野县
发&明&(设计)人：
伊藤秀明;弓田行宣
国 &际 申 请：
国&&际&&公&&布：
进入国家日期：
专利&代理&机构：
上海专利商标事务所有限公司
代&&&理&&&人：
<FONT color=# &2005&&京ICP备号&工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
一种直动式电磁铁
申请（专利）号：
申请日期：
公开(公告)日：
公开(公告)号：
主分类号：
H01F7/08,H01F7/00,H,H01,H01F,H01F7
H01F7/08,H01F7/00,H01F7/16,H01F7/00,H01F7/128,H01F7/00,H,H01,H01F,H01F7,H01F7/08,H01F7/00,H01F7/16,H01F7/00,H01F7/128,H01F7/00
申请（专利权）人：
宁波丰欣电磁科技有限公司
发明（设计）人：
主申请人地址：
315202 浙江省宁波市镇海区骆驼街道敬德村林周
专利代理机构：
余姚德盛专利代理事务所(普通合伙) 33239
国别省市代码：
一种直动式电磁铁，其特征在于：包括壳体(1)、上轭铁(2)、下轭铁(3)、永磁铁(4)、推杆(5)和衔铁(6)，所述上轭铁(2)、下轭铁(3)和衔铁(6)均为圆环形且同轴设置，所述推杆(5)通过直线轴承滑动地安装在所述壳体(1)内，所述推杆(5)的头部延伸至所述壳体(1)外，所述衔铁(6)固定在所述推杆(5)上，所述衔铁(6)的侧壁沿轴向均布有第一环形凸起，所述上轭铁(2)和所述下轭铁(3)固定在所述壳体(1)内，所述永磁铁(4)固定在所述上轭铁(2)和所述下轭铁(3)之间，所述永磁铁(4)沿轴向充磁，所述上轭铁(2)和所述下轭铁(3)内均设有线圈，所述上轭铁(2)的内壁上端沿轴向均布有第二环形凸起，所述第二环形凸起与所述第一环形凸起相互错开，所述上轭铁的内壁下端沿轴向均布有第三环形凸起，所述第三环形凸起与所述第一环形凸起对齐；所述下轭铁(3)的内壁上端沿轴向均布有第四环形凸起，所述第四环形凸起与所述第一环形凸起相互错开，所述下轭铁的内壁下端沿轴向均布有第五环形凸起，所述第五环形凸起与所述第一环形凸起对齐，所述第二环形凸起、第三环形凸起、第四环形凸起、第五环形凸起和所述第一环形凸起的宽度相同。
法律状态：
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友情提示：交易有风险，行事需谨慎。对于明显低于市场价很多、要求先付款再交易的需要特别注意。I―――励磁电流的最大值；W―――线圈的匝数；S―――铁心极面的截面积；δ―――工作气隙；l―――铁心的磁路长度；j―――单位长度的漏磁导；f―――交流电的频率；吸附力随相关量的变化会产生相应的变化，如下图所示；吸附力随相关参数的变化F-U的关系F-W的关系；1.1.2电磁铁铁心用材料；对于短时工作的电磁铁，如分励脱扣器、断路器的瞬动；第三章；3.1一种新型
I――― 励磁电流的最大值
W――― 线圈的匝数
S――― 铁心极面的截面积
δ――― 工作气隙
l――― 铁心的磁路长度
j――― 单位长度的漏磁导
f――― 交流电的频率
吸附力随相关量的变化会产生相应的变化，如下图所示
吸附力随相关参数的变化
1.1.2电磁铁铁心用材料
对于短时工作的电磁铁，如分励脱扣器、断路器的瞬动电磁铁等，因不考虑磁滞损耗，其铁心可采用低碳钢等材料。直流电磁铁，因直流无磁滞损耗（但仍有涡流），铁心本身损耗小，故可用圆柱形碳钢或电工纯铁棒（用这种材料加工也容易）。交流电磁铁由于磁导体（铁心）在交流励磁下有铁损（磁滞损耗）和铜损（涡流损耗），加上它们往往是10 小时工作制，甚至是不间断工作制（如欠电压脱扣器）或断续周期工作制（如接触器），运行中损耗大，因此铁心材料采用硅钢片叠装（片间绝缘）。要求体积小，精度高的铁心（如某些小体积断路器的欠电压脱扣器，剩余电流动作断路器的电磁式漏电脱扣器等），应采用剩磁小，矫顽力小，磁滞回路面积小的铁镍软磁合金（坡莫合金）来制作。
3.1一种新型磁轮单元
如图 1 所示，某新型磁轮单元的永磁体和轭铁围绕轮子布置在轮子外侧。永磁体固定在轭铁上，轭铁通过连接件和轮轴套接；永磁体和壁面始终保留一定间隙。轮子有轮芯和边缘两部分组成，轮芯采用不锈钢或铝等不导磁材料，边缘采用摩擦系数大且耐磨的聚氨酯塑料。
永磁体磁极按行、列交叉布置，相邻磁极的极性互不相同，以达到减小漏磁、提高工作间隙磁通密度、增大吸附力的目的。d1 和d2 是相邻永磁体间的距离，d1 和d2 的值会影响吸附力的大小。轭铁的作用是引导磁路，增大吸附力。在轭铁厚度足够的情况下，永磁体上方磁力线将完全从轭铁里面经过，所以轭铁上方的漏磁很小，不会影响轮轴处轴承的工作。
1-轮子; 2-轮轴; 3-连接件; 4-轭铁; 5-永磁体
图 1 磁轮单元结构示意
3.2磁轮分析
这种磁轮总质量约4千克，吸附力60千克。磁轮单元在永磁体和壁面间隙为7 米 的情况下，实现60千克吸附力所需的永磁体和轭铁的总质量小于0.9千克，轮子、轮轴和连接件等其他零件总质量小于1，所以提供相同吸附力的新型磁轮单元总质量只有此磁轮[9]质量的一半左右。而新型磁轮单元在不改变轮子尺寸的情况下，还可以通过改变永磁体和轭铁来增大或减小吸附力。曲面的曲率半径超过磁轮单元尺寸的 5 倍时，曲面局部可以当做平面来处理。机器人吸附在曲面上时，每个轮子和壁面处于如图2b、2d 或者2b 和2d 混合的接触状态，轮子一侧的永磁体和壁面距离变大，而另一侧的永磁体与壁面距离变小，两侧的吸附力都发生变化。如图 2a
，在轭铁和壁面平行的情况下，左侧、右侧吸附装置对
壁面的吸附力分别为f1和f2，由对称关系得：
如图2b 所示，轭铁和壁面不平行时，左侧永磁体和壁面的距离减小，左侧吸附力f3 大 于f1；右侧永磁体和壁面的距离增大，右侧吸附力f4 小于f2。机器人其他零件对磁轮单元的
力矩M1 以及其他作用力使得磁轮单元保持平衡。
两侧的吸附力变化方向相反，通过仿真计算得总吸附力变化不大：
同理，图2d 中f5 小于f1，f6 大于f2，吸附力得变化相互抵消，得：
图2d 中，M2 是机器人其他零件对磁轮单元的作用力矩。
图2 磁轮和壁面的不同接触状态
第四章 爬壁机器人的力学分析
4.1爬壁机器人静力学分析
机器人参数如图3所示。下文变量说明：
W：左轮、右轮轴线距离 (m)；
L：辅助万向轮到左轮、右轮轴线距离 (m)；
S：机器人重心C到左右轮轴线的距离(m)；
H：机器人重心到壁面距离(m)。
图3 机器人参数示意图
爬壁机器人在静止且不作业时受到以下力：
G：爬壁机器人的重力 (N)；
FmD：作用在左右轮轴线上的等效吸附力 (N)；
FmS：作用在辅助万向轮上的等效吸附力 (N)；
NL、NR和NAS：左轮、右轮和辅助万向轮与壁面的正压力 (N)；
fL、fR和fAS：左轮、右轮和辅助万向轮与壁面间的摩擦力 (N)。
在进行清理、补焊和磨削等作业时，机器人会受到作业产生的反力。实验证实磨削时的产生的反力在切向和法向都是最大，因此机器人在进行磨削作业时如果能保持稳定，不发生滑移和脱落，则在进行其他作业时也能保持稳定。
4.2爬壁机器人动力学分析
爬壁机器人的运动状态分为直线运动和转向运动。理论和实验表明当爬壁机器人原地转向时，要求单个驱动装置输出的驱动力矩和功率最大，是最易发生打滑及堵转失稳的工况。爬壁机器人原地转向运动过程中的平面受力状况如图4所示，图中F?L、F?R分别为作用在左右轮上的实际驱动力(N)，FfL、FfR分别为作用在左右轮上的侧向摩擦力(N)， FfAS为作用在滚动万向轮上的滚动阻力(N)。
在坐标系XRYRZR中，爬壁机器人转向过程中的动力学方程为：
其中m ：为爬壁机器人质量 (kg)；
Iz：以左、右轮轴线中点为中心的转动惯量(kgm2)；
Vx、Vy：机器人在XR、YR方向上的线速度 (m/s)；
VxVy?：机器人在XR、YR方向上的加速度(m/s2)；
ω ：机器人角速度 (rad/s)；
图4 爬壁机器人原地转向平面受力图
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