專利名稱：一種微型電磁驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型電磁驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
微型飛行機(jī)器人(MAV)具有體積小、重量輕、成本低、飛行靈活等特點，在國防和 民用領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。其中撲翼MAV具有仿生飛行方式，可微化程度高、隱蔽性好、飛行 機(jī)動性高，其撲翼系統(tǒng)集舉升、懸停和推進(jìn)功能于一體，能以更小的能量進(jìn)行更長距離的飛 行，非常適合在長時間無能源補(bǔ)充及相對遠(yuǎn)距離條件下執(zhí)行任務(wù)，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景 的微型飛行器，是當(dāng)今MAV研究的熱點和前沿課題。其中MAV驅(qū)動器的設(shè)計是制約其小型 化發(fā)展的一個主要因素之一，目前為止，采用人工肌肉設(shè)計的驅(qū)動器，很難達(dá)到撲翼式MAV 飛行所需的振動頻率，而壓電陶瓷驅(qū)動器，又需要過高的驅(qū)動電壓并且輸出位移小。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種微型電磁驅(qū)動器，該驅(qū)動器具有體 積小，重量輕，推重比高的特點。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種微型電磁驅(qū)動器，包括導(dǎo)磁體、支架、線圈和兩個磁環(huán)，所述導(dǎo)磁體為兩端面 帶有孔的筒體，兩磁環(huán)同極相對置于導(dǎo)磁體內(nèi)兩端，在兩磁環(huán)間形成氣隙作為工作區(qū)，支架 一端伸出導(dǎo)磁體外，一端置于兩磁環(huán)之間，在置于兩磁環(huán)間的支架圓周面上纏繞有線圈。所述的支架為在空心柱上安裝輪轂構(gòu)成，安裝時，其空心柱端伸出導(dǎo)磁體外?；蛘?所述的支架為在支柱上安裝輪盤構(gòu)成，安裝時，其支柱端伸出導(dǎo)磁體外。所述兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁體間的距離為0.2_2mm。所述的兩磁環(huán)內(nèi)徑與導(dǎo)磁體 兩端的孔徑相同。所述的導(dǎo)磁體的外徑D為3-10mm。所述的支架軸向運動行程為0. 2_3mm。本發(fā)明的有益效果為1.本發(fā)明的電磁驅(qū)動器采用空心式結(jié)構(gòu)導(dǎo)磁體為兩端面帶有開孔的筒體，支架 為在空心柱上安裝輪轂構(gòu)成；減輕了驅(qū)動器的重量。2.本發(fā)明的支架采用在空心柱上安裝輪轂或者在支柱上安裝輪盤構(gòu)成，使得本發(fā) 明驅(qū)動器的輸出為直線行程，在實際應(yīng)用中免去了運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)得以簡化，提高 了可靠性和效率。3.本發(fā)明在兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁體間留有一定的空隙，以減小漏磁，并增加磁 能的利用率。4.本發(fā)明外徑尺寸小，需求的驅(qū)動電壓低，控制簡單，適用于微型機(jī)器人。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中磁環(huán)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中導(dǎo)磁體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的剖視示意圖。圖5為支架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的剖視示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。實施例1 本發(fā)明的直線式電磁驅(qū)動器包括導(dǎo)磁體1、支架4、線圈2和兩個磁環(huán)3， 所述導(dǎo)磁體1為兩端面5帶有孔6的筒體，兩磁環(huán)3同極相對置于導(dǎo)磁體1內(nèi)兩端，在兩磁 環(huán)3間形成氣隙7作為工作區(qū)，本例所述支架4為在空心柱8上安裝輪轂9構(gòu)成，安裝時， 其空心柱8端伸出導(dǎo)磁體1外，輪轂9端置于兩磁環(huán)3之間，在輪轂9的圓周面上纏繞有線 圈2，線圈2與外部電源連接。本例支架的空心柱8為圓環(huán)柱，根據(jù)需要也可采用其他結(jié)構(gòu) 形式。本例導(dǎo)磁體1的外徑小于10mm，行程根據(jù)輸出要求調(diào)整，一般小于3mm，本例導(dǎo)磁 體1的外徑D為6mm。安裝時，兩塊磁環(huán)同極相對放置，導(dǎo)磁體1與磁環(huán)3的內(nèi)孔徑相等并 且同心安裝，兩塊磁環(huán)3的上下表面分別與導(dǎo)磁體1的內(nèi)部上下表面重合，磁環(huán)3外徑小于 導(dǎo)磁體1內(nèi)部筒徑，以減小漏磁，增加磁能的利用率，本例兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo)磁體1間 的距離均為0. 2-2mm，本例選1mm。線圈2纏繞在支架4上后同軸安置在工作氣隙7中，并 且可以在氣隙7中沿軸向自由移動，支架4的空心柱8端為本發(fā)明驅(qū)動器的輸出端，與負(fù)載 連接。當(dāng)線圈2中通有電流后，在電磁力的作用下，線圈2帶動支架4運動，產(chǎn)生輸出位移， 通過支架4將運動及力傳遞到負(fù)載，并且輸出力的大小、方向和輸出頻率受控于驅(qū)動電流 的大小、方向和頻率；本例支架4軸向運動行程為2mm。其中磁環(huán)3與導(dǎo)磁體1作為定子， 線圈2和支架4作為動子。如負(fù)載的特性不能保證支架4及線圈2相對于定子的位置，需 要增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以保證驅(qū)動器的正常運行。實施例2 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述支架4為在支柱上安裝 輪盤構(gòu)成，安裝時，其支柱端伸出導(dǎo)磁體1外，與外部的負(fù)載連接，輪盤圓周面上纏繞有線 圈2。所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo)磁體1間的距離均為0. 2mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為3mm。 所述的支架4軸向運動行程為0. 2mm。實施例3 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例2相同，不同的是所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo) 磁體1間的距離均為2mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為10mm。所述的支架4軸向運動行程為3mm。實施例4 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo) 磁體1間的距離均為0. 8mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為5mm。所述的支架4軸向運動行程為1mm。實施例5 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo) 磁體1間的距離均為1. 5mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為7mm。所述的支架4軸向運動行程為
1.2mm。實施例6 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo) 磁體1間的距離均為1. 8mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為8mm。所述的支架4軸向運動行程為
2.5mmο實施例7 本例整體結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述兩磁環(huán)3的外環(huán)面與導(dǎo)
4磁體1間的距離均為0. 5mm。導(dǎo)磁體1的外徑D為4mm。所述的支架4軸向運動行程為 0. 8mm。
權(quán)利要求
一種微型電磁驅(qū)動器，其特征在于包括導(dǎo)磁體、支架、線圈和兩個磁環(huán)，所述導(dǎo)磁體為兩端面帶有孔的筒體，兩磁環(huán)同極相對置于導(dǎo)磁體內(nèi)兩端，在兩磁環(huán)間形成氣隙作為工作區(qū)，支架一端伸出導(dǎo)磁體外，一端置于兩磁環(huán)之間，在置于兩磁環(huán)間的支架圓周面上纏繞有線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述的支架為在空心柱上安 裝輪轂構(gòu)成，安裝時，其空心柱端伸出導(dǎo)磁體外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述的支架為在支柱上安裝 輪盤構(gòu)成，安裝時，其支柱端伸出導(dǎo)磁體外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁 體間的距離為0. 2-2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述的兩磁環(huán)內(nèi)徑與導(dǎo)磁體 兩端的孔徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述的導(dǎo)磁體的外徑D為 3-IOmmο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電磁驅(qū)動器，其特征在于所述的支架軸向運動行程為 0. 2-3mm。全文摘要
一種微型電磁驅(qū)動器，屬于電磁驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域。包括導(dǎo)磁體、支架、線圈和兩個磁環(huán)，所述導(dǎo)磁體為兩端面帶有孔的筒體，兩磁環(huán)同極相對置于導(dǎo)磁體內(nèi)兩端，在兩磁環(huán)間形成氣隙作為工作區(qū)，支架一端伸出導(dǎo)磁體外，一端置于兩磁環(huán)之間，在置于兩磁環(huán)間的支架圓周面上纏繞有線圈。本發(fā)明的電磁驅(qū)動器采用空心式結(jié)構(gòu)，減輕了驅(qū)動器的重量。支架采用在空心柱上安裝輪轂或者在支柱上安裝輪盤構(gòu)成，使得本發(fā)明驅(qū)動器的輸出為直線行程，在實際應(yīng)用中免去了運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)得以簡化，提高了可靠性和效率。在兩磁環(huán)的外環(huán)面與導(dǎo)磁體間留有一定的空隙，以減小漏磁，并增加磁能的利用率。外徑尺寸小，需求的驅(qū)動電壓低，控制簡單，適用于微型機(jī)器人。
文檔編號H02K33/16GK101931304SQ20091001226
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者李洪誼, 蘇剛 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所