一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁及其实现方法

一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种牵引电磁铁及其使用方法，尤其涉及一种具有独立拉动功能的双 外连直杆牵引电磁铁及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 随着国防、航空、航天领域的不断发展和控制智能化，自动控制逐渐取代了人为的 手工运动控制或开关触碰控制，尤其是在特殊环境使用条件下和人防工程领域，电磁铁的 应用和性能提升不断得到重视。目前，具备双向运动功能尤其是双向独立运动和同时运动 的电磁铁将会在重点领域得到广泛应用。但是现有技术的牵引电磁铁主要是单向运动，虽 然实现了一体化设计，但是如果需要电磁铁实现左右两个方向运动时，往往需要配置两套 电磁铁，体积加大，安装不够便利。而且操控便利性较差。电磁铁多采用通电、断电方式实 现牵引吸合控制，对运动控制的自动化程度较差。综上所述，现有电磁铁设计方式，性能单 一，已经不能满足人们的要求。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供一种具有独立拉动功能的双外连直杆牵引电磁铁及其使 用方法，通过控制模块和失电制动器的相互配合作用，实现一套电磁铁结构在两个方向上 的往复运动，解决现有技术存在的缺憾。
[0004] 本发明采用如下技术方案实现：
[0005] 一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，包括一个外壳10,所述外壳10的两端 设置有伸出孔位，其特征在于，在外壳10的内部沿其轴线方向设置有一体化结构的动铁芯 组件，所述动铁芯组件包括左动铁芯9和右动铁芯5,在左、右动铁芯的外侧与外壳10的内 侧之间设置有线圈17,所述线圈17两端分别设置有用于控制动铁芯运动与静止的左失电 制动器14和右失电制动器19,左、右失电制动器沿牵引电磁铁的轴线方向布置，固定在外 壳10的两端，牵引电磁铁上设置有控制模块8,左、右动铁芯之间套装有共用复位弹簧15， 在所述共用复位弹簧15的外围设置有静铁芯16,左、右动铁芯的两端分别设置有左、右衔 铁，左衔铁13和右衔铁4分别与左外连直杆12和右外连直杆1相连，左、右外连直杆可沿 所述伸出孔位做往复运动。
[0006] 进一步的，外壳10的伸出孔位的外凸端设置有防水橡胶保护软套2。
[0007] 进一步的，外壳10上设置有固定用支耳式支架，所述支耳式支架上设置有安装孔 位。
[0008] 进一步的，所述支耳式支架用于固定控所述控制模块的封装结构。
[0009] 进一步的，左、右失电制动器上设置有锯齿状结构，左、右动铁芯的外侧具有锁紧 面，锁紧面的对应位置上具有与所述锯齿状结构一致匹配的形状。
[0010] 一种双外连直杆的独立运动功能实现方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0011] 1)开始启动，控制模块自检，若系统状态正常则进入等待流程设定状态，否则系统 终止并报警；
[0012] 2)在等待流程设定状态，判断流程是否开始，如果流程尚未开始则返回至上一个 步骤继续等待流程；如果流程已开始则判断流程指令，则判断是否有过载保护，若没有过载 保护则终止系统并报警，若存在过载保护则进入判断流程指令状态；
[0013] 3)判断流程指令包括A端动作、B端动作和两端动作，判断各分项动作是否完成， 如果未完成则返回判断流程指令状态，若完成分项动作则继续判断流程是否完成并终止系 统，若流程未完成则进入步骤2)的等待流程设定状态，若流程已完成则终止系统，本方法 结束。
[0014] 本发明的有益技术效果是：提高了系统的可靠性和实用性，只需采用一套电磁铁 即可实现双外连超标的不同运动状态控制，通过控制模块和失电制动器的配合能够在长时 间通电的情况下保持制动状态。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明双外连直杆牵引电磁铁的整体结构示意图。
[0016] 图2是图1的侧视图。
[0017] 图3是失电制动器的局部放大图。
[0018] 图4是失电制动器的半剖视图。
[0019] 图5是牵引电磁铁操作面板的外形图。
[0020] 图6是实现牵引电磁铁独立运动的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申 请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义 进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定 的保护范围。
[0022] 如图1和图2所不，牵引电磁铁3包括一个外壳10,外壳10米用不锈钢结构，外壳 10的两端设置有伸出孔位，外壳10的伸出孔位的外凸端设置有防水橡胶保护软套11和防 水橡胶保护软套2,既能够保证外连直杆的正常伸缩，又能满足室外防水防尘的需要。外壳 10上设置有固定用支耳式支架，支耳式支架上设置有安装孔位，支耳式支架采用非对称结 构，包括上支耳式支架7和下支耳式支架18,其中上支耳式支架7用于固定控制模块8的封 装结构。在外壳10的内部沿其轴线方向设置有一体化结构的动铁芯组件，动铁芯组件包括 左动铁芯9和右动铁芯5,左、右动铁芯的外侧与外壳10的内侧之间设置有线圈17,线圈17 两端分别设置有用于控制动铁芯运动与静止的左失电制动器14和右失电制动器19,牵引 电磁铁上设置有控制模块8,控制模块8的尾部具有线缆接口头6,是电磁铁必需的结构单 元和控制单元，该单元所连接线缆主要包括供电线和控制线，主要的作用是线圈通电控制、 电磁铁供电控制、控制模式切换、电气系统保护等。左、右动铁芯之间套装有共用复位弹簧 15,在共用复位弹簧15的外围设置有静铁芯16。共用复位弹簧15的作用是在电磁铁线圈 失电且失电制动器通电情况下，将衔铁弹回至非拉动状态，复位弹簧为双侧运动复位共用。 为了减小电磁铁体积，静铁芯选用高导磁硅钢材料，线圈采用高导电材料银或铜。左、右动 铁芯的两端分别设置有左、右衔铁，左衔铁13和右衔铁4分别与左外连直杆12和右外连直 杆1相连，左、右外连直杆可沿伸出孔位做往复运动。左、右失电制动器上设置有锯齿状结 构，左、右动铁芯的外侧具有锁紧面，锁紧面的对应位置上具有与所述锯齿状结构一致匹配 的形状。本实施例的工作原理是：左动铁芯9运动时，左失电制动器14通电，右失电制动器 19断电，右动铁芯5被锁紧，右动铁芯5可以作为左外连直杆12运动的后端基座。反之当 右动铁芯5运动时，右失电制动器19通电，左失电制动器14断电，左动铁芯9被锁紧，左动 铁芯9可以作为右外连直杆1运动的后端基座。同时，当两个失电制动器同时通电时，两个 动铁芯同时运动，可以实现双外连直杆同时拉动。通过控制模块可以进行外部操控，实现动 铁芯在长时间拉动状态下的锁紧功能，由失电制动器锁紧运动的动铁芯。
[0023] 如图3和图4所示，失电制动器采用了电磁吸合方式，失电制动器外壳24上设置 有制动力调整螺母22,当制动线枢25通电时，电枢板23向着制动线枢方向被吸合，C形制 动内圈26处于非锁紧状态；当制动线枢断电时，通过保持弹簧21将电枢板退至与制动内 圈阻挡结构20靠紧的位置，C形制动内圈处于锁紧状态，其内表面锯齿结构将于电磁铁的 动铁芯有效啮合。该失电制动器的特点是，采用了便于控制的电磁结构，采用C形制动内圈 (弹性金属结构、非闭合式），可以实现对中轴的锁紧功能，内圈内侧锯齿结构与动铁芯外 侧锯齿结构吻合，可提高制动能力。
[0024] 如图5所示本发明牵引电磁铁的使用操作方法：该控制模块分别具有程控、本地 和电源三个指示灯；具有电源开关（按钮）、控制开关（自复位按钮）、程控开关（旋钮）、 选择开关（旋钮）、和控制方式开关（旋钮）五个控制开关；具有USB程控接口。其主要操 作说明如下：
[0025] 供电操作：电源开关按下时，电源指示灯亮，此时处于电源供电状态，但电磁铁线 圈和失电制动器并未通电；电源开关再次按动弹开时，电源指示灯灭，电磁铁控制模块处于 断电状态。电源指示灯，用于整个模块供电状态是否正确。
[0026] 程控状态选择：程控开关旋钮，处于中间位置时，"程控"和"本地"指示灯均灭，电 磁铁无法进行控制操作。当程控开关旋转至"程控"位置时（电源通电状态），"程控"指示 灯亮，"本地"指示灯灭，连接USB可以通过计算机对电磁铁进行程序控制，此时，控制开关、 选择开关、控制方式开关无论出于任何状态均不起作用，不影响程控操作；当程控开关旋转 至"本地"位置时，"本地"指示灯亮，"程控"指示灯灭，由控制模块面板的控制开关、选择开 关、控制方式开关进行控制操作。
[0027] 本地操作：此时程控开关旋转至"本地"位置，具体操作说明如下（选择开关中A 对应电磁铁图例中"右"方向，B对应电磁铁图例中"左"方向）。
[0028] 选择开关：选择至"A"时，失电制动器（右）通电，失电制动器（左）断电，可以对 电磁铁（右直杆）进行牵引操作；选择至"B"时，失电制动器（左）通电，失电制动器（右） 断电，可以对电磁铁（左直杆）进行牵引操作；选择至"共"时，失电制动器（左）和失电制 动器（右）均通电，可以对电磁铁两端直杆进行同时牵引操作（即同时拉动或松开）；
[0029] 控制方式开关：控制方式旋钮，处于中间位置时，电磁铁无法进行控制操作。当控 制方式旋钮旋转至"点动"位置时（电源通电状态），按动控制开关，电磁铁开始工作，松开 控制开关，电磁铁即刻停止工作；当控制方式旋钮旋转至"连续"位置时（电源通电状态）， 按动控制开关，电磁铁开始工作，此时可以松开控制开关，当再次按动控制开关时，电磁铁 停止工作。
[0030] 本地操作工作模式说明如下（不考虑故障存在的情况）：
[0031]
[0033] 如图6所示，电磁铁程序控制，可以通过设定顺序或循环工作流程，实现电磁铁单 端和双端的分时和同时控制操作。适用于自动控制场合。内置程序将实时判断电磁铁人为 设定的控制流程，其判断程序如下：
[0034] 1)开始启动，控制模块自检，若系统状态正常则进行等待流程设定状态，否则系统 终止并报警；
[0035] 2)在等待流程设定状态，判断流程是否开始，如果流程尚未开始则返回至上一个 步骤继续等待流程；如果流程已开始则判断流程指令，则判断是否有过载保护，若没有过载 保护则终止系统并报警，若存在过载保护则进入判断流程指令状态；
[0036] 3)判断流程指令包括A端动作、B端动作和两端动作，判断各分项动作是否完成， 如果未完成则返回判断流程指令状态，若完成分项动作则继续判断流程是否完成并终止系 统，若流程未完成则进入步骤2)的等待流程设定状态，若流程已完成则终止系统，本方法 结束。
[0037] 当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和 变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，包括一个外壳（10)，所述外壳（10)的两 端设置有伸出孔位，其特征在于，在外壳（10)的内部沿其轴线方向设置有一体化结构的动 铁芯组件，所述动铁芯组件包括左动铁芯（9)和右动铁芯（5)，在左、右动铁芯的外侧与外 壳（10)的内侧之间设置有线圈（17)，所述线圈（17)两端分别设置有用于控制动铁芯运动 与静止的左失电制动器（14)和右失电制动器（19)，左、右失电制动器沿牵引电磁铁的轴线 方向布置，固定在外壳（10)的两端，牵引电磁铁上设置有控制模块（8)，左、右动铁芯之间 套装有共用复位弹簧（15)，在所述共用复位弹簧（15)的外围设置有静铁芯（16)，左、右动 铁芯的两端分别设置有左、右衔铁，左衔铁（13)和右衔铁（4)分别与左外连直杆（12)和右 外连直杆（1)相连，左、右外连直杆可沿所述伸出孔位做往复运动。2. 根据权利要求1所述的可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，其特征在于，外壳 (10)的伸出孔位的外凸端设置有防水橡胶保护软套（2)。3. 根据权利要求1所述的可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，其特征在于，外壳 (10)上设置有固定用支耳式支架，所述支耳式支架上设置有安装孔位。4. 根据权利要求3所述的可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，其特征在于，所述支 耳式支架用于固定控所述控制模块的封装结构。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁，其特征在 于，左、右失电制动器上设置有锯齿状结构，左、右动铁芯的外侧具有锁紧面，锁紧面的对应 位置上具有与所述锯齿状结构一致匹配的形状。6. -种双外连直杆的独立运动功能实现方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 1) 开始启动，控制模块自检，若系统状态正常则进入等待流程设定状态，否则系统终止 并报警； 2) 在等待流程设定状态，判断流程是否开始，如果流程尚未开始则返回至上一个步骤 继续等待流程；如果流程已开始则判断流程指令，则判断是否有过载保护，若没有过载保护 则终止系统并报警，若存在过载保护则进入判断流程指令状态； 3) 判断流程指令包括A端动作、B端动作和两端动作，判断各分项动作是否完成，如果 未完成则返回判断流程指令状态，若完成分项动作则继续判断流程是否完成并终止系统， 若流程未完成则进入步骤2)的等待流程设定状态，若流程已完成则终止系统，本方法结 束。
【专利摘要】本发明公开了一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁及其实现方法，牵引电磁铁的外寇内设置有一体化结构的动铁芯组件，通过线圈、失电制动器、静铁芯以及控制模块的作用使动铁芯组件的外连直杆沿牵引电磁铁的轴向方向做往复运动，实现双外连直杆的独立运动功的方法步骤是：开始启动控制模块自检，在等待流程设定状态，判断流程是否开始，完成分项动作终止系统程序。本发明的有益技术效果是：提高了系统的可靠性和实用性，只需采用一套电磁铁即可实现双外连超标的不同运动状态控制，通过控制模块和失电制动器的配合能够在长时间通电的情况下保持制动状态。
【IPC分类】H01F7/16
【公开号】CN104882243
【申请号】CN201510330808
【发明人】蔡鹏飞, 李家雨, 刘兵
【申请人】长屏(北京)电磁防护技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月15日