一種線性運動無超調電磁助力裝置制造方法

一種線性運動無超調電磁助力裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種線性運動無超調電磁助力裝置，屬于機電控制【技術領域】。本發明包括手動把手、手動受力液壓管、受力傳感器、位置傳感器、電磁助力導軌、電控板、電控供電線、蓄電池、信號線、U形電磁鐵線圈供電線、手動推桿滑槽、手動把手基座、液壓傳力活塞；手動受力液壓管兩端設有液壓傳力活塞，受力傳感器、位置傳感器分別通過信號線與電控板連接，電控板通過U形電磁鐵線圈供電線與電磁助力導軌相連。本發明不使用電機，無需把運動指令傳遞給電動機，這就完全消除了超調；手動把手通過受力液壓管與推力輸出端直接連接，實現了人與工作端面的直接聯系，手感強烈，操控實時精準；結構極其簡單，可靠性高，降低了制造成本，極具市場前景。
【專利說明】一種線性運動無超調電磁助力裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種線性運動無超調電磁助力裝置，屬于機電控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前線性運動助力主要采用機械液壓助力和電動助力兩類。
[0003]機械液壓助力系統:機械液壓助力系統的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等等。這種助力方式是將一部分發動機動力輸出轉化成液壓泵壓力，對運動系統施加輔助作用力，從而實現助力運動。液壓助力中，油泵是必備部件，它可以將輸入的發動機機械能轉化為油液的壓力，無形中就被消耗了一部分能量，因而能耗比較高；液壓系統的管路結構非常復雜，各種控制油液的閥門數量繁多，后期的保養維護需要成本；整套油路經常保持高壓狀態，使用壽命也會受到影響，這些都是機械液壓助力系統的缺點所在。其優勢有:控制臂與助力臂之間全部是機械部件連接，操控精準，信息反饋豐富；技術成熟，可靠性高，平均制造成本低。機械液壓助力大幅消耗動力源能量，所以人們在此基礎上進行改進，開發出了更節省能耗的電子液壓助力運動系統。電子液壓助力的原理與機械液壓助力基本相同，不同的是油泵由電動機驅動，同時助力力度可變。電控單元可根據獲取數據通過控制轉向控制閥的開啟程度改變油液壓力，從而實現助力力度的大小調節。電子液壓助力擁有機械液壓助力的大部分優點，同時還降低了能耗，反應也更加靈敏，轉向助力大小也能根據轉角、車速等參數自行調節，更加人性化。不過引入了很多電子單元，其制造、維修成本也會相應增加，使用穩定性也不如機械液壓式的牢靠。
[0004]電動助力運動系統:在這套系統里不再有油液、管路，取而代之的是直接干脆的電子線路和設備，主要組件有電控單元、位置傳感器、轉矩傳感器、電動機等等，其原理是:傳感器把采集到的位置、運動速度、受力信息輸送給ECU，ECU決定電動機的旋轉方向和助力電流大小，把指令傳遞給電動機，電動機將輔助動力施加到運動系統中，這樣實時調整的轉向助力便得以實現。由于電子部件較多，系統穩定性、可靠性都不如機械式部件；由于決定電動機的旋轉方向和助力電流大小，把指令傳遞給電動機，控制程序成為電動助力轉向系統核心技術，很難完全消除超調，該系統隔離了操控者與實際運動的直接聯系，使得感知信息匱乏；且成本較高等等，這些都是電動助力系統的劣勢所在。
[0005]具有電子助力的優勢，又有液壓助力的路感，同時結構簡單，成本低，這樣兼具多向優點的助力裝置是市場急需的。

【發明內容】

[0006]本發明要解決的技術問題是:提供一種線性運動無超調電磁助力裝置，采用電磁助力導軌來實現轉向助力，克服現有機械液壓助力系統能耗比較高、管路結構非常復雜、各種控制油液的閥門數量繁多、電動助力系統中該系統隔離了人與實際運動的直接聯系、存在超調等缺陷，避免兩類助力系統存在的諸多缺點。
[0007]本發明技術方案是:一種線性運動無超調電磁助力裝置，包括手動把手1、手動受力液壓管2、受力傳感器3、位置傳感器4、電磁助力導軌5、電控板6、電控供電線7、蓄電池
8、信號線9、U形電磁鐵線圈供電線20、手動推桿滑槽26、手動把手基座29、液壓傳力活塞30 ;手動把手I與手動受力液壓管2相連，受力傳感器3轉軸和位置傳感器4安置于手動推桿滑槽26上的手動把手基座29內，手動把手基座29與電磁助力導軌5之間設置手動受力液壓管2，手動受力液壓管2兩端設有液壓傳力活塞30，受力傳感器3、位置傳感器4分別通過信號線9與電控板6連接，電控板6通過U形電磁鐵線圈供電線20與電磁助力導軌5相連，蓄電池8與電控供電線7相連。
[0008]所述電磁助力導軌5包括U形電磁鐵10、U形電磁鐵固定槽14、推力滑塊磁齒15、推力滑塊17、推力輸出端18、推力滑塊磁齒線圈供電線21 ；電磁助力導軌5裝有U形電磁鐵固定槽14，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽14內設有U型電磁鐵10，U型電磁鐵10上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，A類線圈分別是奇數項L1、L3、L5、…L2n+1，B類U型電磁鐵線圈分別是偶數項L2、L4、L6、…、L2n，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極12和U型電磁鐵線圈S極13，共計2XnX2X2個磁極，所有磁極均分導軌，n的取值范圍根據導軌的長度來確定U型電磁鐵(n取值越密，控制越精密)，電磁助力導軌5的直徑根據U型電磁鐵尺寸來確定，U型電磁鐵10的尺寸則根據助力的強度來確定，推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15，推力滑塊17的下面設有推力輸出端18，電控板6與推力滑塊磁齒線圈供電線21連接。
[0009]所述推力滑塊磁齒15的數量根據助力的強度來確定，推力滑塊磁齒15和U形電磁鐵10之間的間隙小于3mm ;推力滑塊磁齒15的寬度小于U型電磁鐵磁極的間隔，推力滑塊磁齒為電磁鐵，具有組合結構，推力滑塊17上設置m組推力滑塊磁齒15，每一組磁齒的電磁線圈為同一根繞向相反的兩線圈構成，形成一對磁力相反的電磁鐵，推力滑塊17上下設置推力滑塊滑動滾珠16，推力滑塊磁齒線圈供電線21吊掛在掛線滑桿11之下，U形電磁鐵線圈供電線20位于電磁鐵線圈供電線線管19內。
[0010]所述位置傳感器4包括觸發葉片22，霍爾集成塊23、霍爾傳感器24、導板25、手動推桿滑槽26、位置霍爾傳感器磁鐵27 ;手動`推桿滑槽26位于位置傳感器4的底部，手動推桿滑槽26內安裝有位置霍爾傳感器磁鐵27，位置霍爾傳感器磁鐵27條狀排列，傳感器磁鐵數量為4n，均分手動推桿滑槽26，相鄰永磁鐵極性互為相反，霍爾傳感器24設置向下凹槽，位置霍爾傳感器磁鐵27處于凹槽內，霍爾傳感器24設置在手動推桿滑槽26上方、其內橫向設置導板25，觸發葉片22設置在弧形凹槽一側，觸發葉片22后面設置霍爾集成塊23，受力傳感器3由安裝在手動把手基座29前后的壓電轉換器件構成，與霍爾傳感器24連接。
[0011]所述液壓傳力活塞30外面設有液壓傳力活塞缸31，液壓傳力活塞缸31與手動把手基座29連接為一體，液壓傳力活塞30通過連接桿與手動把手I連接，液壓傳力活塞缸31與液壓傳力活塞30之間的壓力或拉力就能存在于手動把手基座29和手動把手I之間，操控者就能感受到推力輸出端18通過液壓傳力活塞30傳遞過來的力，F=PS, S為活塞截面積，P為推力輸出端壓強，推力輸出端18的輸出端設有工作端面32,推力輸出端18和工作端面32之間設有彈性元件33，推力輸出端18將推力或拉力通過彈性元件33傳遞給受力體，手動把手I能夠通過手動受力液壓管2直接感受到受力體施加的反作用力。
[0012]所述電控板6包括兩路信號放大電路，U形電磁鐵10的A類L2n+1線圈與B類L2n電磁鐵線圈并聯，構成一組完備的U形電磁鐵10電磁鐵線圈，該組線圈中的A類L2n+1線圈輸入端與三極管Ta2n射極相連通，該組線圈中的B類L2n電磁鐵線圈輸入端與三極管Tb2n射極相連通，該組所有線圈的輸出端連通接地，每一組電磁鐵線圈由相鄰m+1個A類U形電磁鐵線圈和相鄰m個B類U形電磁鐵線圈并聯構成，推力滑塊磁齒15總計m組磁齒線圈并聯，其中磁齒線圈為繞向相反的兩線圈串聯構成，電源正負極之間設置有電容C。
[0013]如圖7-8所示，在工作過程中，電控板6包括兩路信號放大電路，分別用于放大受力信號和位置信號，位置信號需整理放大成為方波電壓，對應位置霍爾傳感器磁鐵27的排列形式，相鄰方波電壓相反，幅值相等，受力傳感器3給出受力信號，輸入電控板6進行放大，受力信號轉換為電壓信號，電壓幅值的大小對應于受力的大小，電壓的正負對應受力的方向，利用全對稱互補OTL放大電路將正負波進行分離，正波電壓通過三極管Ta2、Ta4、…、Ta2n基極控制該三極管射極電流大小，電流的大小正比于正波電壓；負波電壓通過三極管Tb2、Tb4、…、Tb2n基極控制該三極管射極電流大小，電流的大小正比于負波電壓，采用m組推力滑塊磁齒15,每一組磁齒的電磁線圈為同一根繞向相反的兩線圈構成，形成一對磁力相反的電磁鐵，若是正波電壓，打開三極管Ta2、Ta4、…、Ta2n, A類U型電磁鐵的電磁線圈L1、L3、L5、…、L2n+1與B類U型電磁鐵的電磁線圈L2、L4、L6、…、L2n輪流通電，構成電磁鐵，U形電磁鐵一側均為U形電磁鐵線圈N極12，另一側則為U形電磁鐵線圈S極13，共計有4個A類U形電磁線圈通電，U形電磁鐵之間的推力滑塊磁齒15的磁極為NS，對應一側的磁極為N極,該磁齒處于兩N極之間,產生一個推力；對應的另一側為S極，同樣,該磁齒處于兩S極之間，也產生一個推力，三組磁齒形成合力；若是負波電壓通過三極管Tb2、Tb4、…、Tb2n基極控制該三極管射極電流大小，電流方向相反，A類U型電磁鐵的電磁線圈L1、L3、L5、…、L2n+1與B類U型電磁鐵的電磁線圈L2、L4、L6、…、L2n輪流通電，則所有磁極反向，力的方向相反，在對應U型電磁鐵的電磁線圈Li前反向設置一對二極管Di,保證該電磁線圈在一種電流狀況下工作，磁力的強弱決于磁齒線圈和U形線圈電流的大小，線圈電流又決定于受力傳感器3所受力的大小，受力傳感器3所受的力通過手動受力液壓管2直接感受到受力體施加的反作用力。這樣的推力輸出端18助力嚴格正比于人施加在受力傳感器3上的力，既不會滯后也不會超前，這在原理上就杜絕了超調的產生。
[0014] 位置信號被放大成為方波電壓，根據位置霍爾傳感器磁鐵27的排列形式，相鄰方波電壓相反，幅值相等，利用全對稱互補OTL放大電路將正負方波進行分離，正方波電壓控制三極管Tal、Ta3、-,Ta2n+1的開啟和關斷，出現正方波打開三極管，否則關斷，負方波電壓控制三極管Tbl、Tb3、…、Tb2n+1開啟和關斷，出現負方波打開三極管，否則關斷；這樣就讓相應的電磁線圈處于工作狀態。方波信號傳感器采用的是霍爾傳感器24，霍爾信號發生器為有源器件，它需要提供電源才能工作，霍爾集成塊23的電源由電瓶提供。霍爾集成電路輸出級的集電極為開路輸出形式，霍爾信號發生器有三根引出線，其中一根是電源輸入線，一根是霍爾信號輸出線，一根是接地線。當電流通過放在磁場中的半導體基片(稱霍爾元件)且電流方向和磁場方向垂直時，在垂直于電流和磁通的半導體基片的橫向側面上即產生一個電壓，這個電壓稱為霍爾電壓。霍爾電壓的高低與通過的電流I和磁感應強度B成正比。霍爾信號發生器的特點:第一:工作可靠性高，霍爾信號發生器無磨損部件，不受灰塵、油污的影響，無調整部件，小型堅固，壽命長等優點；第二:霍爾信號發生器的輸出電壓信號與葉輪葉片的位置有關，但與葉輪葉片的運動速度無關。也就是說它與磁通變化的速率無關，它與磁感應信號發生器不同，它不受方向盤轉速的影響，使得三極管處于正確穩定的工作狀態。這是電磁傳感器不具有的。這一特性正是本發明所需要的。
[0015]可采用市場出售的壓電轉換器件構成受力傳感器3，將該受力傳感器3的輸出信號按要求進行整理，即滿足電壓幅值的大小對應于受力的大小，電壓的正負對應受力方向。利用全對稱互補OTL放大電路將正負波進行分離，正波電壓通過三極管Ta2、Ta4、…、Ta2n基極控制該三極管射極電流大小，電流的大小正比于正波電壓；負波電壓通過三極管Tb2、Tb4、…、Tb2n基極控制該三極管射極電流大小，電流的大小正比于負波電壓。
[0016]位置信號通過奇數三極管控制打開和關閉；受力信號通過偶數項的三極管來控制電流強弱，如圖7和圖8所示，從圖8中可以看出，產生A類電磁鐵線圈效應通過奇數類Ta和Tb串接共同管控電磁線圈Li，奇數類三極管和偶數類三極管之間通過一對二極管Di分開，產生B類電磁鐵線圈效應通過偶數類Ta和Tb串接共同管控電磁線圈Li，由于二極管的單向導通性，使得奇數類Ta和Tb工作時線圈內具有正電流，產生A類電磁鐵效應；而偶數類Ta和Tb工作時線圈內具有反電流，產生B類電磁鐵效應。這里Ta類三極管負責何時打開和關閉線圈電流；Tb類三極管負責線圈電流大小，兩者協調工作實現電磁線圈Li的有序控制。
[0017]位置信號控制電磁線圈處于可工作狀態，受力信號控制電磁線圈的電流大小，SP決定助力受力的大小，兩者協調才能正確工作。
[0018]n是霍爾傳感器磁鐵27的數量，對于位置傳感器4而言，位移量由位置傳感器的長度決定，位置傳感器安裝有n個位置霍爾傳感器磁鐵27，長度越長，安裝的霍爾傳感器磁鐵27越多，若位置傳感器4的長度為H，兩個傳感器磁鐵的間距為h，那么n=H/h。若霍爾傳感器磁鐵27的寬度為A h=0.3~lcm，兩個傳感器磁鐵的間距略寬于A h，則h= A h+0.1cm。由此根據位置傳感器的長度H決定了 n的數量，H是由設備助力長度確定，例如10-30cm。
[0019]m是推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15的數量，m的數量由助理的大小確定，設每一推力滑塊磁齒15產生的電磁力為Fi，需要助力的力量是F=F1+F2+…+Fi+…+Fm，共計m個推力滑塊磁齒。
[0020]m與n的關系:U形電磁鐵固定槽14的長度決定了設備助力移動的長度L，該長度分布有n組A類及B類磁極，每一類磁極的數量等于m，即與推力滑塊磁齒15的磁極數量m對應相等。每一組A類及B類磁極的組合長度為A L，A L內包含m對磁極，那么n=L/ A L。L的長度由設備助力范圍長度來確定。例如1-3米。運動范圍的擴大:在位置傳感器4上移動h，在U形電磁鐵固定槽14的移動量就是AL，運動按比例放大，助力也按比例放大。例如如果采用上述比例，AL=10h。 [0021]本發明的有益效果是:本發明中采用電磁助力導軌實現線性運動助力，助力大小根據磁鐵數量和磁鐵大小設置；由于本發明沒有采用電動機，因而無需把推拉狀態的指令傳遞給電動機，通過控制程序控制電動助力系統，這就完全消除超調，手動把手通過受力液壓管與推力輸出端直接連接，實現了人與工作端面的直接聯系，手感強烈，操控精準；避免了現有電動助力系統電子部件較多，系統穩定性、可靠性都不如機械式部件的缺點，結構極其簡單，可靠性高，降低了制造成本。實現了輕便、節能、響應迅速的目標，兼具多種優點，極具市場前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0022]圖1為本發明整體結構示意圖；
圖2為本發明電磁助力導軌截面示意圖；
圖3為本發明電磁助力導軌A-A剖面俯視結構示意圖；
圖4為本發明受力傳感器及位置傳感器俯視剖面示意圖；
圖5為本發明霍爾傳感剖視示意圖；
圖6為本發明手動受力液壓管結構示意圖；
圖7為本發明受力及位置信號放大電路原理圖；
圖8為本發明電磁助力系統電路原理圖。
[0023]圖1-8中各標號為:1_手動把手，2-手動受力液壓管，3-受力傳感器，4-位置傳感器，5-電磁助力導軌，6-電控板，7-電控供電線，8-蓄電池,9-信號線，IO-U形電磁鐵，11-掛線滑桿，12-U形電磁鐵線圈N極,13-U形電磁鐵線圈S極,14-U形電磁鐵固定槽，15-推力滑塊磁齒，16-推力滑塊滑動滾珠，17-推力滑塊，18-推力輸出端，19-電磁鐵線圈供電線線管，20-U形電磁鐵線圈供電線，21-推力滑塊磁齒線圈供電線，22-觸發葉片，23-霍爾集成塊，24-霍爾傳感器，25-導板，26-手動推桿滑槽，27-位置霍爾傳感器磁鐵，28-手動受力推桿滑動滾珠，29-手動把手基座，30-液壓傳力活塞，31-液壓傳力活塞缸，32-工作端面,33-彈性兀件。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步說明。
[0025]實施例1:如圖1-8所示，一種線性運動無超調電磁助力裝置，包括手動把手1、手動受力液壓管2、受力傳感器3、位置傳感器4、電磁助力導軌5、電控板6、電控供電線7、蓄電池8、信號線9、U形電磁鐵線圈供電線20、手動推桿滑槽26、手動把手基座29、液壓傳力活塞30 ;手動把手I與手動受力液壓管2相連，受力傳感器3轉軸和位置傳感器4安置于手動推桿滑槽26上的手動把手基座29內，手動把手基座29與電磁助力導軌5之間設置手動受力液壓管2，手動受力液壓管2兩端設有液壓傳力活塞30，受力傳感器3、位置傳感器4分別通過信號線9與電控板6連接，電控板6通過U形電磁鐵線圈供電線20與電磁助力導軌5相連，蓄電池8與電控供電線7相連。
[0026]所述電磁助力導軌5包括U形電磁鐵10、U形電磁鐵固定槽14、推力滑塊磁齒15、推力滑塊17、推力輸出端18、推力滑塊磁齒線圈供電線21 ；電磁助力導軌5裝有U形電磁鐵固定槽14，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽14內設有U型電磁鐵10，U型電磁鐵10上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極12和U型電磁鐵線圈S極13，推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15，推力滑塊17的下面設有推力輸出端18，電控板6與推力滑塊磁齒線圈供電線21連接。
[0027]實施例2:如圖1-8所示，一種線性運動無超調電磁助力裝置，包括手動把手1、手動受力液壓管2、受力傳感器3、位置傳感器4、電磁助力導軌5、電控板6、電控供電線7、蓄電池8、信號線9、U形電磁鐵線圈供電線20、手動推桿滑槽26、手動把手基座29、液壓傳力活塞30 ;手動把手I與手動受力液壓管2相連，受力傳感器3轉軸和位置傳感器4安置于手動推桿滑槽26上的手動把手基座29內，手動把手基座29與電磁助力導軌5之間設置手動受力液壓管2，手動受力液壓管2兩端設有液壓傳力活塞30，受力傳感器3、位置傳感器4分別通過信號線9與電控板6連接，電控板6通過U形電磁鐵線圈供電線20與電磁助力導軌5相連，蓄電池8與電控供電線7相連。
[0028]所述電磁助力導軌5包括U形電磁鐵10、U形電磁鐵固定槽14、推力滑塊磁齒15、推力滑塊17、推力輸出端18、推力滑塊磁齒線圈供電線21 ；電磁助力導軌5裝有U形電磁鐵固定槽14，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽14內設有U型電磁鐵10，U型電磁鐵10上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極12和U型電磁鐵線圈S極13，推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15，推力滑塊17的下面設有推力輸出端18，電控板6與推力滑塊磁齒線圈供電線21連接。
[0029]所述推力滑塊磁齒15具有組合結構，推力滑塊17上設置m組推力滑塊磁齒15，推力滑塊17上下設置推力滑塊滑動滾珠16，推力滑塊磁齒線圈供電線21吊掛在掛線滑桿11之下，U形電磁鐵線圈供電線20位于電磁鐵線圈供電線線管19內。
[0030]所述位置傳感器4包括觸發葉片22，霍爾集成塊23、霍爾傳感器24、導板25、手動推桿滑槽26、位置霍爾傳感器磁鐵27 ;手動推桿滑槽26位于位置傳感器4的底部，手動推桿滑槽26內安裝有位置霍爾傳感器磁鐵27，位置霍爾傳感器磁鐵27條狀排列，均分手動推桿滑槽26，霍爾傳感器24設置向下凹槽，位置霍爾傳感器磁鐵27處于凹槽內，霍爾傳感器24設置在手動推桿滑槽26上方、其內橫向設置導板25，觸發葉片22設置在弧形凹槽一偵牝觸發葉片22后面設置霍爾集成塊23，受力傳感器3由安裝在手動把手基座29前后的壓電轉換器件構成，與霍爾傳感器24連接。
[0031]實施例3:如圖1-8所示，一種線性運動無超調電磁助力裝置，包括手動把手1、手動受力液壓管2、受力傳感器3、位置傳感器4、電磁助力導軌5、電控板6、電控供電線7、蓄電池8、信號線9、U形電磁鐵線圈供電線20、手動推桿滑槽26、手動把手基座29、液壓傳力活塞30 ;手動把手I與手動受力液壓管2相連，受力傳感器3轉軸和位置傳感器4安置于手動推桿滑槽26上的手動把手基座29內，手動把手基座29與電磁助力導軌5之間設置手動受力液壓管2，手動受力液壓管2兩端設有液壓傳力活塞30，受力傳感器3、位置傳感器4分別通過信號線9與電控板6連接，電控板6通過U形電磁鐵線圈供電線20與電磁助力導軌5相連，蓄電池8與電控供電線7相連。
[0032]所述電磁助力導軌5包括U形電磁鐵10、U形電磁鐵固定槽14、推力滑塊磁齒15、推力滑塊17、推力輸出端18、推力滑塊磁齒線圈供電線21 ；電磁助力導軌5裝有U形電磁鐵固定槽14，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽14內設有U型電磁鐵10，U型電磁鐵10上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極12和U型電磁鐵線圈S極13，推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15，推力滑塊17的下面設有推力輸出端18，電控板6與推力滑塊磁齒線圈供電線21連接。
[0033]所述推力滑塊磁齒15具有組合結構，推力滑塊17上設置m組推力滑塊磁齒15，推力滑塊17上下設置推力滑塊滑動滾珠16，推力滑塊磁齒線圈供電線21吊掛在掛線滑桿11之下，U形電磁鐵線圈供電線20位于電磁鐵線圈供電線線管19內。
[0034]所述位置傳感器4包括觸發葉片22，霍爾集成塊23、霍爾傳感器24、導板25、手動推桿滑槽26、位置霍爾傳感器磁鐵27 ;手動推桿滑槽26位于位置傳感器4的底部，手動推桿滑槽26內安裝有位置霍爾傳感器磁鐵27，位置霍爾傳感器磁鐵27條狀排列，均分手動推桿滑槽26，霍爾傳感器24設置向下凹槽，位置霍爾傳感器磁鐵27處于凹槽內，霍爾傳感器24設置在手動推桿滑槽26上方、其內橫向設置導板25，觸發葉片22設置在弧形凹槽一偵牝觸發葉片22后面設置霍爾集成塊23，受力傳感器3由安裝在手動把手基座29前后的壓電轉換器件構成，與霍爾傳感器24連接。
[0035]所述液壓傳力活塞30外面設有液壓傳力活塞缸31，液壓傳力活塞缸31與手動把手基座29連接為一體，液壓傳力活塞30通過連接桿與手動把手I連接，推力輸出端18的輸出端設有工作端面32，推力輸出端18和工作端面32之間設有彈性元件33。
[0036]實施例4:如圖1-8所示，一種線性運動無超調電磁助力裝置，包括手動把手1、手動受力液壓管2、受力傳感器3、位置傳感器4、電磁助力導軌5、電控板6、電控供電線7、蓄電池8、信號線9、U形電磁鐵線圈供電線20、手動推桿滑槽26、手動把手基座29、液壓傳力活塞30 ;手動把手I與手動受力液壓管2相連，受力傳感器3轉軸和位置傳感器4安置于手動推桿滑槽26上的手動把手基座29內，手動把手基座29與電磁助力導軌5之間設置手動受力液壓管2，手動受力液壓管2兩端設有液壓傳力活塞30，受力傳感器3、位置傳感器4分別通過信號線9與電控板6連接，電控板6通過U形電磁鐵線圈供電線20與電磁助力導軌5相連，蓄電池8與電控供電線7相連。
[0037]所述電磁助力導軌5包括U形電磁鐵10、U形電磁鐵固定槽14、推力滑塊磁齒15、推力滑塊17、推力輸出端18、推力滑塊磁齒線圈供電線21 ；電磁助力導軌5裝有U形電磁鐵固定槽14，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽14內設有U型電磁鐵10，U型電磁鐵10上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極12和U型電磁鐵線圈S極13，推力滑塊17上裝有多個推力滑塊磁齒15，推力滑塊17的下面設有推力輸出端18，電控板6與推力滑塊磁齒線圈供電線21連接。
[0038]所述推力滑塊磁齒15具有組合結構，推力滑塊17上設置m組推力滑塊磁齒15，推力滑塊17上下設置推力滑塊滑動滾珠16，推力滑塊磁齒線圈供電線21吊掛在掛線滑桿11之下，U形電磁鐵線圈供電線20位于電磁鐵線圈供電線線管19內。
[0039]所述位置傳感器4包括觸發葉片22，霍爾集成塊23、霍爾傳感器24、導板25、手動推桿滑槽26、位置霍爾傳感器磁鐵27 ;手動推桿滑槽26位于位置傳感器4的底部，手動推桿滑槽26內安裝有位置霍爾傳感器磁鐵27，位置霍爾傳感器磁鐵27條狀排列，均分手動推桿滑槽26，霍爾傳感器24設置向下凹槽，位置霍爾傳感器磁鐵27處于凹槽內，霍爾傳感器24設置在手動推桿滑槽26上方、其內橫向設置導板25，觸發葉片22設置在弧形凹槽一偵牝觸發葉片22后面設置霍爾集成塊23，受力傳感器3由安裝在手動把手基座29前后的壓電轉換器件構成，與霍爾傳感器24連接。
[0040]所述液壓傳力活塞30外面設有液壓傳力活塞缸31，液壓傳力活塞缸31與手動把手基座29連接為一體，液壓傳力活塞30通過連接桿與手動把手I連接，推力輸出端18的輸出端設有工作端面32，推力輸出端18和工作端面32之間設有彈性元件33。
[0041]所述電控板6包括兩路信號放大電路，U形電磁鐵10的A類L2n+1線圈與B類L2n電磁鐵線圈并聯，構成一組完備的U形電磁鐵10電磁鐵線圈，該組線圈中的A類L2n+1線圈輸入端與三極管Ta2n射極相連通，該組線圈中的B類L2n電磁鐵線圈輸入端與三極管Tb2n射極相連通，該組所有線圈的輸出端連通接地，每一組電磁鐵線圈由相鄰m+1個A類U形電磁鐵線圈和相鄰m個B類U形電磁鐵線圈并聯構成，推力滑塊磁齒15總計m組磁齒線圈并聯，其中磁齒線圈為繞向相反的兩線圈串聯構成，電源正負極之間設置有電容C。
[0042]上面結合附圖對本發明的具體實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:包括手動把手(I)、手動受力液壓管(2)、受力傳感器(3)、位置傳感器(4)、電磁助力導軌(5)、電控板(6)、電控供電線(7)、蓄電池(8)、信號線(9)、U形電磁鐵線圈供電線(20)、手動推桿滑槽(26)、手動把手基座(29)、液壓傳力活塞(30);手動把手(I)與手動受力液壓管(2)相連，受力傳感器(3)轉軸和位置傳感器(4)安置于手動推桿滑槽(26)上的手動把手基座(29)內，手動把手基座(29)與電磁助力導軌(5)之間設置手動受力液壓管(2)，手動受力液壓管(2)兩端設有液壓傳力活塞(30)，受力傳感器(3)、位置傳感器(4)分別通過信號線(9)與電控板(6)連接，電控板(6)通過U形電磁鐵線圈供電線(20)與電磁助力導軌(5)相連，蓄電池(8)與電控供電線(7)相連。
2.根據權利要求1所述的線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:所述電磁助力導軌(5)包括U形電磁鐵(10)、U形電磁鐵固定槽(14)、推力滑塊磁齒(15)、推力滑塊(17)、推力輸出端(18)、推力滑塊磁齒線圈供電線(21);電磁助力導軌(5)裝有U形電磁鐵固定槽(14)，該固定槽固定在主力設備機體之上，U形電磁鐵固定槽(14)內設有U型電磁鐵(10)，U型電磁鐵(10 )上纏繞U型電磁鐵線圈，導軌均分設有A、B兩類U型電磁鐵線圈，兩類線圈根據位置信號輪流通電后產生U型電磁鐵線圈N極(12)和U型電磁鐵線圈S極(13)，推力滑塊(17)上裝有多個推力滑塊磁齒(15)，推力滑塊(17)的下面設有推力輸出端(18)，電控板(6)與推力滑塊磁齒線圈供電線(21)連接。
3.根據權利要求1或2所述的線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:所述推力滑塊磁齒(15)具有組合結構，推力滑塊(17)上設置m組推力滑塊磁齒(15)，推力滑塊(17)上下設置推力滑塊滑動滾珠(16)，推力滑塊磁齒線圈供電線(21)吊掛在掛線滑桿(11)之下，U形電磁鐵線圈供電線(20)位于電磁鐵線圈供電線線管(19)內。
4.根據權利要求1所述的線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:所述位置傳感器(4)包括觸發葉片(22)，霍爾集成塊(23)、霍爾傳感器(24)、導板(25)、手動推桿滑槽(26)、位置霍爾傳感器磁鐵(27);手動推桿滑槽(26)位于位置傳感器(4)的底部，手動推桿滑槽(26)內安裝有位置霍爾傳感器磁鐵(27)，位置霍爾傳感器磁鐵(27)條狀排列，均分手動推桿滑槽(26),霍爾傳感器(24)設置向下凹槽,位置霍爾傳感器磁鐵(27)處于凹槽內，霍爾傳感器(24)設置在手動推桿滑槽(26)上方、其內橫向設置導板(25)，觸發葉片(22)設置在弧形凹槽一側，觸發葉片(22)后面設置霍爾集成塊(23)，受力傳感器(3)由安裝在手動把手基座(29)前后的壓電轉換器件構成，與霍爾傳感器(24)連接。
5.根據權利要求2所述的線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:所述液壓傳力活塞(30)外面設有液壓傳力活塞缸(31)，液壓傳力活塞缸(31)與手動把手基座(29)連接為一體，液壓傳力活塞(30)通過連接桿與手動把手(I)連接，推力輸出端(18)的輸出端設有工作端面(32)，推力輸出端(18)和工作端面(32)之間設有彈性元件(33)。
6.根據權利要求1所述的線性運動無超調電磁助力裝置，其特征在于:所述電控板(6)包括兩路信號放大電路，U形電磁鐵(10)的A類L2n+1線圈與B類L2n電磁鐵線圈并聯，構成一組完備的U形電磁鐵(10)電磁鐵線圈，該組線圈中的A類L2n+1線圈輸入端與三極管Ta2n射極相連通，該組線圈中的B類L2n電磁鐵線圈輸入端與三極管Tb2n射極相連通，該組所有線圈的輸出端連通接地，每一組電磁鐵線圈由相鄰m+1個A類U形電磁鐵線圈和相鄰m個B類U形電磁鐵線圈并聯構成，推力滑塊磁齒(15)總計m組磁齒線圈并聯，其中磁齒線圈為繞向相反的兩線圈串聯構成，電源正負極之間設置有電容C。
【文檔編號】B62D5/00GK103661572SQ201310514896
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】陳蜀喬 申請人:昆明理工大學