一种电磁作动器的制作方法

本实用新型属于土木工程结构振动控制领域，涉及一种电磁作动器。

背景技术：

作动装置或阻尼装置广泛的用于航空、机械等行业，用来减振消能，近年来，也不断被引入到土木工程防灾减灾工程与防护工程中，尤其是主动控制设备，在土木工程抗震设计中有着极其重要的意义。

在土木工程领域，对于高耸结构、高层超高层建筑结构、大跨结构等，为保证结构在使用过程中的安全性和舒适性，都要风荷载、地震荷载等随机性引起的响应进行控制。实际工程中，单纯的被动隔振己不能满足要求，必须采用主动振动控制技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电磁作动器，能够主动控制移动磁芯的位移和推拉力，提高耗能和减振的效果。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电磁作动器，包括外筒、固定磁芯、移动磁芯和磁芯套筒；

固定磁芯和移动磁芯设置在外筒中，固定磁芯与外筒一端固定设置，固定磁芯周面缠绕有第一线圈；外筒靠近固定磁芯的一端，连接有第一连接杆；

磁芯套筒嵌套在移动磁芯上，磁芯套筒和移动磁芯之间缠绕有第二线圈，磁芯套筒和外筒内壁滑动连接；外筒靠近移动磁芯的一端，连接有第二连接杆，第二连接杆一端与磁芯套筒端部连接，另一端伸出外筒；

外筒上设置有第一电流控制器和第二电流控制器，第一电流控制器和第二电流控制器输出端分别连接第一线圈和第二线圈，第一电流控制器和第二电流控制器输入端连接有电源；

外筒、固定磁芯、移动磁芯、第一连接杆和第二连接杆的轴线共线。

优选的，固定磁芯和移动磁芯之间连接有第一弹簧。

优选的，第二连接杆位于外筒内部的部分嵌套有第一弹簧，第一弹簧一端连接移动磁芯，另一端连接外筒设置固定磁芯的另一端。

优选的，外筒两端分别设置有第一加速度传感器和第二加速度传感器。

优选的，第一连接杆中设置有第一轴力传感器，第二连接杆中设置有第二轴力传感器。

优选的，第二连接杆上设置有用于采集固定磁芯和移动磁芯相对位移值的激光测距模块。

优选的，外筒外嵌套有防护罩，防护罩采用j坡莫合金高导磁磁场屏蔽板。

优选的，第二连接杆在外筒端部处螺纹连接有配重旋转滑筒，配重旋转滑筒两端固定在外筒端部，配重旋转滑筒周面包裹有铜线圈，铜线圈两侧分别设置有s极永磁体和n极永磁体，铜线圈连接电源输入端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述电磁作动器，采用两个磁芯，通过电流控制器进行电磁驱动，使得固定磁芯和移动磁芯之间产生吸引力或排斥力，能够实现力的大小和方向上的控制，使得作动器输出正负位移或推拉力，提高耗能和减振的效果。

进一步，固定磁芯和移动磁芯之间设置有第一弹簧，保证固定磁芯和移动磁芯在相向运动时，防止撞击破坏，能起到缓冲力及耗能的作用。

进一步，外筒外侧设置防护罩，能有效隔离电磁辐射，具有防水功能，保护作动器上各种控制元件及内部构造防水和不受潮。

进一步，第二连接杆螺纹连接有配重旋转滑筒，形成丝杠结构，当第二连接杆轴向移动时，配重旋转滑筒转动，带动铜线圈切割磁场磁力线，铜线圈内产生电流，既达到一定的能量吸收耗能作用，又能够将一定动能转换为电能进行储存。

附图说明

图1为本实用新型的电磁作动器主视剖面图；

图2为本实用新型的图1的a-a断面图；

图3为本实用新型的图1的b-b断面图；

图4为本实用新型的图1的c-c断面图；

图5为本实用新型的图1的d-d断面图。

其中：1-固定磁芯；2-第一连接杆；3-外筒；4-移动磁芯；5-磁芯套筒；6-第一线圈；7-第二线圈；8-第二连接杆；9-第一弹簧；10-第二弹簧；11-第一轴力传感器；12-第二轴力传感器；13-第一电流控制器；14-第二电流控制器；15-第一引出导线；16-第二引出导线；17-第一加速度传感器；18-第二加速度传感器；19-限位器；20-防护罩；21-激光测距模块；22-电源；23-s极永磁体；24-n极永磁体；25-配重旋转滑筒；26-铜线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，为本实用新型所述的电磁作动器，包括外筒3、固定磁芯1、第一连接杆2、移动磁芯4、磁芯套筒5和第二连接杆8等。

第一连接杆2与外筒3前端，传递轴向力，固定磁芯1固定于外筒3前端的内部，移动磁芯4位于外筒3内部靠近中间位置，与第二连接杆8相连，第二连接杆8自由端从外筒3末端伸出。外筒3、固定磁芯1、移动磁芯4、第一连接杆2和第二连接杆8的轴线共线。

如图2所示，固定磁芯1采用高性能磁芯材料，表面缠绕第一线圈6，组成电磁驱动器a；

如图3所示，移动磁芯4采用高性能磁芯材料，外部嵌套有磁芯套筒5，第二线圈7缠绕在移动磁芯4与磁芯套筒5之间，组成电磁驱动器b。

磁芯套筒5固定在移动磁芯4上，磁芯套筒5外表面与外筒3内壁紧密贴合，接触面处理为光滑面，保证移动磁芯4与磁芯套筒5组成的移动活塞，能在外筒3内部自由运动。

磁芯套筒5与第二连接杆8相连，移动磁芯4固定于磁芯套筒5和第二连接杆8，保证了第二连接杆8轴向传力的可靠性。

如图4所示，固定磁芯1与移动磁芯4之间，设置第一弹簧9；第一弹簧9固定在磁芯套筒5左侧，与移动磁芯4接触。第一弹簧9保证固定磁芯1与移动磁芯4在相向运动时，防止撞击破坏，能起到缓冲力及耗能的作用。

外筒3内部末端，设置限位器19。磁芯套筒5与限位器19之间，设置有第二弹簧10，第二弹簧10嵌套在第二连接杆8上。

第一加速度传感器17和第二加速度传感器18分别安装在外筒3外侧的两端，可以同时采集x、y、z三个方向的加速度，并相互校正，得到在地震作用或者外界振动作用下作动器的运动状态，保证数据采集的准确性。同时可以采集地震波纵波和横波，从而使操作人员对地震进行预测并对作动器进行主动控制，对破坏性较强的面波引起的结构振动进行控制和减震。

第一电流控制器13设置在外筒3侧壁，第一电流控制器13输入端通过第一引出导线15连接电源22输出端，能调整第一线圈6的电流大小和方向，控制电磁驱动器a的磁场大小。第二电流控制器14设置在第二连接杆8侧壁，第二电流控制器14输入端通过第二引出导线16连接电源22输出端，能调整第二线圈7的电流大小和方向，控制电磁驱动器b的磁场大小。第一电流控制器13和第二电流控制器14输入端连接有电源22。

电磁驱动器a和电磁驱动器b，产生磁场方向相向时，产生推力；产生磁场方向异向时，产生引力；产生的引力和推力通过传力轴带动构件运动，起到输出力和位移的效果，从而进行减振和耗能。

第一连接杆2中设置第一轴力传感器11，第二连接杆8中设置第二轴力传感器12，能实时采集作动器两端传递过来的轴向力的值。

第二连接杆8中部设置激光测距模块21，实时采集固定磁芯1与移动磁芯4之间的相对位移，即作动器的伸缩值。

外筒3外侧设置防护罩20，防护罩20采用1j85坡莫合金高导磁磁场屏蔽板，能有效隔离电磁辐射，具有防水功能，保护作动器上各种控制元件及内部构造防水和不受潮。

如图5所示，第二连接杆8在外筒3端部处螺纹连接有配重旋转滑筒25，形成丝杠结构，配重旋转滑筒25两端固定在外筒3端部，配重旋转滑筒25周面包裹有铜线圈26，铜线圈26两侧分别设置有s极永磁体23和n极永磁体24，铜线圈26通过第二引出导线16连接电源22输入端。当第二连接杆8轴向移动时，配重旋转滑筒25转动，带动铜线圈26切割磁场磁力线，铜线圈26内产生电流，既达到一定的能量吸收耗能作用，又能够将一定动能转换为电能进行储存。

作动器单独设置电源22，可以是外界动力电或紧急备用高性能电池组，为作动器包含的传感器和电磁驱动器提供电力。

使用时，作动器通过第一连接杆2和第二连接杆8与受力结构杆件连接，两个连接杆作为受力结构杆件在地震或振动荷载作用下，受内力作用，与之相连的固定磁芯1或移动磁芯4会有位移和应力产生；第二连接杆8带动配重旋转滑筒25转动，动能转化为电能，达到一定的能量吸收耗能作用。通过调整控制电磁驱动器a和电磁驱动器b的电流和方向，使得作动器输出正负位移或推拉力。

需要电磁作动器输出拉力时，第一线圈6和第二线圈7中电流方向同向，电流方向均为逆时针，此时固定磁芯1靠近第一连接杆2的一端为n极，靠近第二连接杆8的一端为s极；移动磁芯1靠近第一连接杆2的一端为n极，靠近第二连接杆8的一端为s极，固定磁芯1和移动磁芯4之间产生的吸引力对外输出拉力，输出拉力的大小，与第一线圈6和第二线圈7中电流大小成正比。

如需要电磁作动器输出压力时，第一线圈6和第二线圈7中电流方向相反，第一线圈6中电流方向为逆时针，第二线圈7中电流方向为顺时针，此时固定磁芯1靠近第一连接杆2的一端为n极，靠近第二连接杆8的一端为s极；移动磁芯1靠近第一连接杆2的一端为s极，靠近第二连接杆8的一端为n极，固定磁芯1和移动磁芯4之间产生的排斥力对外输出压力，输出压力的大小，与第一线圈6和第二线圈7中电流大小成正比。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除