磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法，磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，包括缸體，所述缸體的上下兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮線圈及動(dòng)伸線圈，缸體的左右兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈，缸體內(nèi)還設(shè)置有活塞，活塞與活塞桿相連，活塞內(nèi)設(shè)有用于容納磁流體的貯存與流動(dòng)的活塞空腔，活塞上還設(shè)有用于磁流體在活塞空腔中貯存與流動(dòng)過程中形態(tài)變化的流動(dòng)的導(dǎo)液孔；動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈的接線端與電源及控制開關(guān)電路相連。本發(fā)明具有其產(chǎn)品制造經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用系統(tǒng)體積小、節(jié)能低耗的特點(diǎn)。
【專利說明】磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前市場(chǎng)上所見到工業(yè)控制等領(lǐng)域中，通常使用直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品有很多種類，但在使用時(shí)都存在一定的應(yīng)用條件限制問題和工作系統(tǒng)體積大的缺陷，例如:使用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的氣缸，需要壓縮空氣運(yùn)動(dòng)及電磁閥配合系統(tǒng)才能工作；使用液壓驅(qū)動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的液壓缸，需要一個(gè)液壓工作站系統(tǒng)配合才能工作；使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的電動(dòng)缸，需要一套結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電機(jī)絲杠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)才能工作；使用電磁鐵驅(qū)動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的牽引機(jī)構(gòu)，需要體積較大、電能消耗較大的電磁鐵驅(qū)動(dòng)才能工作等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法，本發(fā)明具有其產(chǎn)品制造經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用系統(tǒng)體積小、節(jié)能低耗的特點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0005]磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括缸體，所述缸體的上下兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮線圈及動(dòng)伸線圈，缸體的左右兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈，缸體內(nèi)還設(shè)置有活塞，活塞與兩端的活塞桿為一體結(jié)構(gòu)，活塞內(nèi)設(shè)有用于容納磁流體的貯存與流動(dòng)的活塞空腔，活塞上還設(shè)有用于磁流體在活塞空腔中貯存與流動(dòng)過程中形態(tài)變化的流動(dòng)的導(dǎo)液孔；
[0006]所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈的接線端與電源及控制開關(guān)電路相連。
[0007]所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈的外部設(shè)有線圈外殼。
[0008]所述動(dòng)伸線圈及動(dòng)伸平面線圈的一端與控制開關(guān)電路的常開開關(guān)的接線端相連，另一端與電源的接線端相連；
[0009]所述動(dòng)縮線圈及動(dòng)縮平面線圈的一端與控制開關(guān)電路的常閉開關(guān)的接線端相連，另一端與電源的接線端相連。
[0010]所述的活塞為空腔形狀的空心結(jié)構(gòu)或?yàn)閷?shí)心結(jié)構(gòu)。
[0011]所述活塞桿為單活塞桿結(jié)構(gòu)或雙活塞桿結(jié)構(gòu)。
[0012]所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈為一體的結(jié)構(gòu)或者是分體的結(jié)構(gòu)，其形狀為環(huán)形、半圓形或長方形。
[0013]所述磁流體的應(yīng)用體積是依據(jù)推動(dòng)活塞和活塞桿所產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的壓力或推力，以及磁流體感應(yīng)磁通能力大小確定的。
[0014]所述控制開關(guān)電路設(shè)置在電源控制接線盒外，或者是將控制開關(guān)電路設(shè)置在電源控制接線盒內(nèi)。[0015]磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方法，包括以下步驟:
[0016]在未通電理想靜置狀態(tài)下，磁流體貯存在缸體和活塞空腔內(nèi)；
[0017]當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常閉開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)伸線圈和動(dòng)伸平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿伸出缸體的直線運(yùn)動(dòng)；
[0018]當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常開開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)縮線圈和動(dòng)縮平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿縮回缸體的直線運(yùn)動(dòng)。
[0019]本發(fā)明可以替代在目前市場(chǎng)上所見到工業(yè)控制等領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，生產(chǎn)銷售市場(chǎng)十分巨大的類似作用的產(chǎn)品，如:
[0020]1、需要壓縮空氣系統(tǒng)配合才能工作的氣缸；
[0021]2、需要液壓工作站系統(tǒng)配合才能工作的液壓缸；
[0022]3、需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜電機(jī)絲杠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)才能工作的電動(dòng)缸；
[0023]4、需要體積較大、電能消耗較大的電磁鐵驅(qū)動(dòng)才能工作的電磁鐵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0024]5、其它需要運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用系統(tǒng)體積小、節(jié)能低耗的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)
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[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]本發(fā)明可以運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用系統(tǒng)體積小、節(jié)能低耗的特點(diǎn)，當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常閉開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)伸線圈和動(dòng)伸平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成,產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿伸出缸體的直線運(yùn)動(dòng)；
[0027]當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常開開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)縮線圈和動(dòng)縮平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿縮回缸體的直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的應(yīng)用技術(shù)具有節(jié)能降耗、適用行業(yè)廣泛、市場(chǎng)前景廣闊有益效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1未通電理想靜置狀態(tài)雙端伸縮結(jié)構(gòu)原理圖；
[0029]圖2通電產(chǎn)生的伸出直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0030]圖3通電產(chǎn)生的縮回直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0031]圖4活塞結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖5通電產(chǎn)生的縮回運(yùn)動(dòng)狀態(tài)單端伸縮結(jié)構(gòu)原理圖；
[0033]圖6本發(fā)明的控制電路工作原理圖；
[0034]圖中，1、活塞桿，2、活塞，3、缸體，4、磁流體，5、動(dòng)縮線圈，6，動(dòng)伸線圈，7、動(dòng)縮平面線圈，8、動(dòng)伸平面線圈，9、線圈外殼，10、電源控制接線盒，11、活塞空腔，12、導(dǎo)液孔，13、電源，14、控制開關(guān)電路。
【具體實(shí)施方式】:
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:[0036]眾所周知，目前工業(yè)上普遍使用的磁流體具有以下這樣幾個(gè)主要特點(diǎn):
[0037]1、既有液體的流動(dòng)性，又有固體磁性材料的特性，具備感應(yīng)磁通的能力；
[0038]2、在外加磁場(chǎng)下，有懸浮在載體中的能力；
[0039]3、調(diào)節(jié)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以改變磁流體的表觀比重和粘度，能使磁性的固體穩(wěn)定地懸浮在其中；
[0040]4、在垂直磁場(chǎng)的作用下，會(huì)自發(fā)地形成穩(wěn)定的波峰狀態(tài)；
[0041]5、磁流體在外加磁場(chǎng)的作用中，會(huì)流向并固定在磁場(chǎng)強(qiáng)度高的區(qū)域；
[0042]6、對(duì)外加磁場(chǎng)的響應(yīng)速度快，撤去外磁場(chǎng)后，磁流體中的磁性粒子很快呈現(xiàn)無規(guī)則分布，即在無外加磁場(chǎng)時(shí)，磁流體本身不呈磁性狀態(tài)。
[0043]本發(fā)明的電致磁流體直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)工作原理與應(yīng)用方法就是利用上述磁流體的特點(diǎn)和氣缸、液壓缸等直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的特征而設(shè)計(jì)的，使之成為本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員在設(shè)計(jì)、制造原理與應(yīng)用中，能夠易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)施方法。
[0044]電致磁流體直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)主要分為直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)和電致磁流體電控結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)是由活塞桿1、活塞2、缸體3等三個(gè)主要部分組成，活塞桿I與活塞2可以是一體制造的，也可以是分體的、使用同類或不同類材料制造的；活塞桿I結(jié)構(gòu)可以是雙端伸縮結(jié)構(gòu)如圖1，也可以是單端伸縮結(jié)構(gòu)如圖5。在設(shè)計(jì)應(yīng)用的具體實(shí)施中，對(duì)三個(gè)主要部分的輔助結(jié)構(gòu)應(yīng)用可參考目前通用的氣缸、液壓缸等直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的特征。
[0045]活塞2中的活塞空腔9、導(dǎo)液孔10可根據(jù)需要，活塞空腔9可設(shè)計(jì)成空心結(jié)構(gòu)的空腔活塞或?yàn)閷?shí)心結(jié)構(gòu)的活塞，活塞桿1、活塞2、缸體3的制造材料可以是導(dǎo)磁材料，也可以是非導(dǎo)磁材料。缸體3的外觀形狀可以與目前通用的氣缸、液壓缸等直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品相同或不同?；钊麠UI外觀形狀可以是雙端結(jié)構(gòu)，也可以是單端結(jié)構(gòu)。
[0046]電致磁流體結(jié)構(gòu)是由磁流體4、動(dòng)縮線圈5、動(dòng)伸線圈6、動(dòng)縮平面線圈7、動(dòng)伸平面線圈8、線圈外殼9、電源控制接線盒10等七個(gè)部分組成。
[0047]對(duì)本結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方法可以是將控制開關(guān)電路14應(yīng)用在電源控制接線盒10外，也可以是將控制開關(guān)電路14應(yīng)用在電源控制接線盒10內(nèi)。
[0048]磁流體4的應(yīng)用體積主要是依據(jù)推動(dòng)活塞2和活塞桿I所產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的壓力或推力，以及磁流體4感應(yīng)磁通能力大小確定的。
[0049]動(dòng)縮線圈5、動(dòng)伸線圈6、動(dòng)縮平面線圈7、動(dòng)伸平面線圈8的應(yīng)用根據(jù)產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)弱的需要，可以是一體的也可以是分體的，也可以是環(huán)形、半圓形、長方形等任意一體或分體形狀。
[0050]本發(fā)明的電致磁流體伸縮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)工作原理是這樣的:
[0051]未通電理想靜置狀態(tài)雙端伸縮結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1所示，電致磁流體伸縮直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)是未通電工作時(shí)的理想結(jié)構(gòu)組成狀態(tài)，即在缸體3和活塞空腔11內(nèi)磁流體4的貯存狀態(tài)，均在缸體3和活塞空腔11內(nèi)。
[0052]通電產(chǎn)生的伸出直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖2所示，當(dāng)電源13接線端接入電源正極、控制開關(guān)電路14接線端的常閉開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，常開開關(guān)未接通電源負(fù)極、動(dòng)縮線圈5和動(dòng)縮平面線圈7未通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，動(dòng)伸線圈6和動(dòng)伸平面線圈8因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體3中和活塞2和活塞空腔11中的磁流體4波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞2和活塞桿I伸出缸體3的直線運(yùn)動(dòng)；
[0053]通電產(chǎn)生的縮回直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖3所示，當(dāng)電源13接線端接入電源正極、控制開關(guān)電路14接線端的常開開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，常閉開關(guān)斷電、動(dòng)伸線圈6和動(dòng)伸平面線圈8因斷電導(dǎo)致電磁場(chǎng)消失、缸體3中活塞桿I連接側(cè)的磁流體4波峰狀態(tài)消失、動(dòng)縮線圈5和動(dòng)縮平面線圈7因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體3中和活塞2和活塞空腔11中的磁流體4波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞2和活塞桿I縮回缸體3的直線運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，包括缸體，所述缸體的上下兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮線圈及動(dòng)伸線圈，缸體的左右兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置有動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈，缸體內(nèi)還設(shè)置有活塞，活塞與兩端的活塞桿為一體的結(jié)構(gòu)，活塞內(nèi)設(shè)有用于容納磁流體的貯存與流動(dòng)的活塞空腔，活塞上還設(shè)有用于磁流體在活塞空腔中貯存與流動(dòng)過程中形態(tài)變化的流動(dòng)的導(dǎo)液孔； 所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈的接線端與電源及控制開關(guān)電路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈的外部設(shè)有線圈外殼。
3.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述動(dòng)伸線圈及動(dòng)伸平面線圈的一端與控制開關(guān)電路的常開開關(guān)的接線端相連，另一端與電源的接線端相連； 所述動(dòng)縮線圈及動(dòng)縮平面線圈的一端與控制開關(guān)電路的常閉開關(guān)的接線端相連，另一端與電源的接線端相連。
4.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述活塞桿為單活塞桿結(jié)構(gòu)或雙活塞桿結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述動(dòng)縮線圈、動(dòng)伸線圈、動(dòng)縮平面線圈及動(dòng)伸平面線圈為一體的結(jié)構(gòu)或者是分體的結(jié)構(gòu)，其形狀為環(huán)形、半圓形或長方形。
6.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述磁流體的應(yīng)用體積是依據(jù)推動(dòng)活塞和活塞桿所產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的壓力或推力，以及磁流體感應(yīng)磁通能力大小確定的。
7.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征是，所述控制開關(guān)電路設(shè)置在電源控制接線盒外，或者是將控制開關(guān)電路設(shè)置在電源控制接線盒內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的磁流體致直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方法，其特征是，包括以下步驟: 在未通電理想靜置狀態(tài)下，磁流體貯存在缸體和活塞空腔內(nèi)； 當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常閉開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)伸線圈和動(dòng)伸平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿伸出缸體的直線運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)電源接線端接入電源的正極且控制開關(guān)電路接線端的常開開關(guān)接通電源負(fù)極時(shí)，動(dòng)縮線圈和動(dòng)縮平面線圈因通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁力導(dǎo)致缸體中和活活塞空腔中的磁流體波峰狀態(tài)形成，產(chǎn)生推動(dòng)活塞和活塞桿縮回缸體的直線運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F15B15/14GK103953608SQ201410195452
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】潘寧, 吳皓, 馬慶 申請(qǐng)人:濟(jì)南優(yōu)柏電子科技有限公司