电磁离合器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103122951 A(43)申请公布日 2013.05.29CN103122951A*CN103122951A*(21)申请号 201110370501.5(22)申请日 2011.11.21F16D 27/01(2006.01)(71)申请人华中科技大学地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人辜承林 蔡万里 熊平 吴丹(74)专利代理机构华中科技大学专利中心 42201代理人朱仁玲(54) 发明名称电磁离合器(57) 摘要本发明公开了一种电磁离合器，包括机座、第一永磁体、第二永磁体、滑道、线圈、滑块和推杆，机座包括底板、两侧挡板和位于机

2、座中部的凸台，其中一侧挡板上开有一孔，第二永磁体中部开有一孔，第二永磁体安装在开孔的挡板的内侧，第一永磁体安装在另一侧挡板的内侧，第二永磁体上孔的中心线、挡板上孔的中心线以及推杆的中心线重合，第一永磁体与第二永磁体同极性相向，滑道固定于凸台上，滑道的两端均伸出凸台，线圈同向绕制在滑道的两端上，滑块位于滑道中，滑块的一端开有一孔，推杆的一端固定安装在滑块的孔中，另一端从第二永磁体上和挡板上的孔中穿出。本发明稳态自动断电后由永磁体磁拉力保持，可靠性高，能耗低，零部件少，易于维护。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要

3、求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 103122951 ACN 103122951 A1/1页21.一种电磁离合器，包括机座(1)、第一永磁体(2)、第二永磁体(3)、滑道(4)、线圈(5)、滑块(6)和推杆(7)，所述机座(1)包括底板、两侧挡板和位于所述机座(1)中部的凸台，其中一侧挡板上开有一孔，所述第二永磁体(3)中部开有一孔，所述第二永磁体(3)安装在开孔的所述挡板的内侧，所述第一永磁体(2)安装在另一侧挡板的内侧，所述第二永磁体(3)上孔的中心线、所述挡板上孔的中心线以及所述推杆(7)的中心线重合，所述第一永磁体(2)与所述第二永磁体(3)同极性相向，所述滑道(

4、4)固定于所述凸台上，所述滑道(4)的两端均伸出所述凸台，所述线圈(5)同向绕制在所述滑道(4)的两端上，所述滑块(6)位于所述滑道(4)中，所述滑块(6)的右端开有一孔，所述推杆(7)的一端固定安装在所述滑块(6)的孔中，另一端从所述第二永磁体(3)上和所述挡板上的孔中穿出。2.根据权利要求1所述的电磁离合器，其特征在于：还包括检测元件(8)和电源(9)；所述检测元件(8)用于检测所述滑块(6)的位置，并生成位置信号；所述电源(9)用于通过给定离、合信号来控制所述线圈(5)的导通及电流换向，并通过所述位置信号自动控制其关断。3.根据权利要求1所述的电磁离合器，其特征在于：所述机座(1)和所述

5、滑块(6)由导磁金属材料加工而成。4.根据权利要求1所述的电磁离合器，其特征在于：所述推杆(7)由非导磁金属材料制作。5.一种电磁离合器，包括机座(1)、第一永磁体(2)、第二永磁体(3)、滑道(4)、线圈(5)、滑块(6)和推杆(7)，所述机座(1)包括底板和两侧挡板，其中一侧挡板上开有一孔，所述第二永磁体(3)中部开有一孔，所述第二永磁体(3)安装在开孔的所述挡板的内侧，所述第一永磁体(2)安装在另一侧挡板的内侧，所述第二永磁体(3)上孔的中心线、所述挡板上孔的中心线以及所述推杆(7)的中心线重合，所述第一永磁体(2)与所述第二永磁体(3)同极性相向，所述线圈(5)同向绕制在所述滑道(4)

6、的两端上，所述滑块(6)位于所述滑道(4)中，所述滑块(6)的右端开有一孔，所述推杆(7)的一端固定安装在所述滑块(6)的孔中，另一端从所述第二永磁体(3)上和所述挡板上的孔中穿出。6.根据权利要求5所述的电磁离合器，其特征在于：所述机座(1)还包括位于所述机座(1)中部的凸台；所述滑道(4)固定于所述凸台上，所述滑道(4)的两端均伸出所述凸台。7.根据权利要求5所述的电磁离合器，其特征在于：还包括检测元件(8)和电源(9)；所述检测元件(8)用于检测所述滑块(6)的位置，并生成位置信号；所述电源(9)用于通过给定离、合信号来控制所述线圈(5)的导通及电流换向，并通过所述位置信号自动控制其关断

7、。8.根据权利要求5所述的电磁离合器，其特征在于：所述机座(1)和所述滑块(6)由导磁金属材料加工而成。9.根据权利要求5所述的电磁离合器，其特征在于：所述推杆(7)由非导磁金属材料制作。权 利 要 求 书CN 103122951 A1/3页3电磁离合器技术领域0001 本发明涉及一种电磁离合器，更具体地说，本发明涉及一种永磁保持双稳态电磁离合器。背景技术0002 现有的电磁离合器由线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，稳态保持需要线圈持续通电，耗能大，且意外断电会造成稳态无法保持。相比于普通电磁离合器，双稳态电磁离合器可以通过线圈调整接合和分离过程，通过永磁体磁拉力保持稳态，因而稳态时不消耗

8、能量。0003 现有的双稳态电磁离合器，绝大多数采用并联磁路结构，即永磁体磁动势和线圈磁动势在磁路中并联排列，相比于串联磁路结构，其比功率密度较小，永磁体用量较大。并且现有的双稳态电磁离合器都为短粗圆柱状结构，并不适合在狭小且扁平的空间内应用。发明内容0004 本发明的目的在于提供一种电磁离合器，其形状扁平，磁路串联，依靠激磁线圈通电方向变换实现离、合动作输出，稳态自动断电后由永磁体磁拉力保持，可靠性高，能耗低，零部件少，易于维护。0005 一种电磁离合器，包括机座、第一永磁体、第二永磁体、滑道、线圈、滑块和推杆，机座包括底板、两侧挡板和位于机座中部的凸台，其中一侧挡板上开有一孔，第二永磁体中

9、部开有一孔，第二永磁体安装在开孔的挡板的内侧，第一永磁体安装在另一侧挡板的内侧，第二永磁体上孔的中心线、挡板上孔的中心线以及推杆的中心线重合，第一永磁体与第二永磁体同极性相向，滑道固定于凸台上，滑道的两端均伸出凸台，线圈同向绕制在滑道的两端上，滑块位于滑道中，滑块的一端开有一孔，推杆的一端固定安装在滑块的孔中，另一端从第二永磁体上和挡板上的孔中穿出。0006 本发明的电磁离合器还包括检测元件和电源，检测元件用于检测滑块的位置，并生成位置信号，电源用于通过给定离、合信号来控制线圈的导通及电流换向，并通过位置信号自动控制其关断。0007 机座和滑块由导磁金属材料加工而成，以构成主磁路。0008 推

10、杆由非导磁金属材料制作。0009 一种电磁离合器，包括机座、第一永磁体、第二永磁体、滑道、线圈、滑块和推杆，机座包括底板和两侧挡板，其中一侧挡板上开有一孔，第二永磁体中部开有一孔，第二永磁体安装在开孔的挡板的内侧，第一永磁体安装在另一侧挡板的内侧，第二永磁体上孔的中心线、挡板上孔的中心线以及推杆的中心线重合，第一永磁体与第二永磁体同极性相向，线圈同向绕制在滑道的两端上，滑块位于滑道中，滑块的右端开有一孔，推杆的一端固定安装在滑块的孔中，另一端从第二永磁体上和挡板上的孔中穿出。0010 机座还包括位于机座中部的凸台，滑道固定于凸台上，滑道的两端均伸出凸台。说 明 书CN 103122951 A2

11、/3页40011 本发明具有以下优点：0012 1)本发明结构简单，易维护；0013 2)本发明依靠激磁线圈配合同极性相向的永磁体及滑块位置信号检测实现通电动作、断电自持、双稳态输出，可靠性高，能耗低；0014 3)本发明由于采用电磁控制，可以通过调节线圈电流的大小以及通断时刻来有效控制离合器的动态性能，可控性好，优化设计空间大；0015 4)本发明采用串联磁路结构，永磁体和线圈串联在磁路中，且两侧永磁体和线圈无需对称设计，增加了设计自由度，而两侧线圈同时工作，亦提高了线圈利用率，相比于并联磁路，功率密度高，永磁体用量少；0016 5)本发明外形扁平，体积小，节约安装空间，并适合与传动副有一体

12、化设计需求的应用场合。附图说明0017 图1为本发明电磁离合器的立体主视图。0018 图2为本发明电磁离合器的纵向剖视图。0019 图中：1、机座，2、第一永磁体，3、第二永磁体，4、滑道，5、线圈，6、滑块，7、推杆，8、检测元件，9、电源具体实施方式0020 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。0021 如图1和图2所示，本发明的电磁离合器包括机座1、第一永磁体2、第二永磁体3、滑道4、线圈5、滑块6、推杆7、检测元件8和电源9。0022 机座1包括底板、两侧挡板和位于机座1中部的凸台，其中一侧挡板上开有一孔。0023 第二永磁体3中部开有一孔，第二永磁体3安装在开孔的挡板的内侧，第一

13、永磁体2安装在另一侧挡板的内侧，第二永磁体3上孔的中心线、挡板上孔的中心线以及推杆8的中心线重合，第一永磁体2与第二永磁体3同极性相向。0024 滑道4固定于凸台上，滑道4的两端均伸出凸台。0025 线圈5同向绕制在滑道4的两端上。0026 滑块6位于滑道4中，滑块6的右端开有一孔，推杆7的一端固定安装在滑块6的孔中，另一端从第二永磁体3上和挡板上的孔中穿出。0027 检测元件8用于检测滑块6的位置，并生成位置信号；0028 电源9用于通过给定离、合信号来控制线圈5的导通及电流换向，并通过位置信号自动控制其关断。0029 在本实施方式中，机座1和滑块6由导磁金属材料加工而成，推杆7采用非导磁金

14、属材料。0030 在本发明的其他实施方式中，可在推杆7的另一端配装摩擦副构成摩擦式离合器，或配装牙嵌副构成牙嵌式离合器，或配装滑动副构成轴突式离合器，亦可由m个上述实施方式的电磁离合单元组合成为一个输出力矩m倍放大的电磁离合器等，总之，可根据实际应用需求作灵活处置，此处不再赘述。说 明 书CN 103122951 A3/3页50031 以下参照图2解释本发明的工作原理：0032 第一永磁体2和第二永磁体3以N极相向，滑块6在第一永磁体2的吸引下固定不动，此时离合器依靠永磁体磁拉力形成“离”稳态，线圈5处于断电状态。给电源9“合”信号，使线圈5中通入自左向右方向电流，则滑块6中感应出左N右S的极

15、性；第一永磁体2对滑块6产生磁斥力，第二永磁体3对滑块6产生磁拉力，形成向右合力，滑块6向右侧运动，推动推杆7伸出第二永磁体3和机座1外；当滑块6经过右侧检测元件8时，位置信号触发电源9关断，线圈5断电，滑块6依靠永磁体磁拉力继续运动并最终与第二永磁体3吸合，电磁离合器进入“合”稳态。0033 反之，当电磁离合器处于“合”稳态时，给定“离”信号，则电源9在线圈5中通入自右向左方向电流，滑块6在磁力作用下自右向左运动，同时带动推杆7缩回机座1内，在滑块6运动至左侧与第一永磁体2吸合之前，由滑块6的位置信号关断电源9，线圈5断电，滑块6依靠永磁体磁拉力最终运动至与第一永磁体2吸合，电磁离合器进入“离”稳态。说 明 书CN 103122951 A1/1页6图1图2说 明 书 附 图CN 103122951 A