一种可独立运动的双外连直杆牵引电磁铁及其实现方法

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。

说明书

技术领域

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

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

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。

本发明采用如下技术方案实现：

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。

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。

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。

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。

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。

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：

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。

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

图1是本发明双外连直杆牵引电磁铁的整体结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是失电制动器的局部放大图。

图4是失电制动器的半剖视图。

图5是牵引电磁铁操作面板的外形图。

图6是实现牵引电磁铁独立运动的流程图。

具体实施方式

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。

如图1和图2所示，牵引电磁铁3包括一个外壳10，外壳10采用不 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。

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。

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：

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。

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。

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)。

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)；

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。

本地操作工作模式说明如下(不考虑故障存在的情况)：

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：

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；

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。

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。