МАГНИТНОЕ УПРУГОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2007 года по МПК F16F6/00 F16F13/00 

Изобретение относится к приборостроению при проектировании датчиков перемещения, воздействия сил, например гравитационных, особенно в космических аппаратах и демпферов в приборах, т.е. к рубрикам F16F, F16D, G01G.

Уровень техники

Известны устройства с применением энергии магнитного поля, содержащие статор, в виде постоянного или электромагнита и перемещающиеся относительно него ярмо (якорь) с зазором или без, как, например, реле, электродвигатели и пр., основным недостатком которых является потеря КПД из-за зазоров или трения.

Это относится и к аналогу: к распространенному в промышленности соленоиду.

Второй аналог, магнитная пружина по авторскому свидетельству №1013649, содержит постоянный магнит с тремя точками экстремального значения магнитной индукции, расположенными вдоль продольной оси магнита, и соосный, перемещающийся с зазором в его отверстии, ферромагнитный якорь. Однако из-за неравномерности распределения магнитных силовых линий устройство будет работать с трением по схеме Фиг.1, где статор - 1, якорь - 2, магнитный поток - М, Fg - сила трения, Fm - сила магнита, Fp - сила тяжести якоря, F - приложенная сила, Rm - реакция магнита, а введение подвески 4 к корпусу 2 (Фиг.2 с теми же обозначениями) для лишения паразитных свобод перемещения приводит к ограничению диапазона полезного перемещения при влиянии зазора на КПД.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения заключена в устранении зазора между статором и якорем для повышения КПД, в увеличении диапазона полезного перемещения, т.е. в достижении технического результата применением перекатывания с минимальной силой трения по полюсу магнита (электромагнита) якоря, выполненного по форме, имеющей радиусную поверхность в зоне контакта с полюсом, как это показано на Фиг.3 с обозначениями, приведенными на Фиг.1.

Краткое описание чертежей

Фиг.1, 2 и 3 описаны выше, на Фиг.4 приведена примерная кинематическая схема устройства, с видом по стрелке А на Фиг.5. На Фиг.6 представлено устройство с якорем, размещенным в немагнитной оболочке.

Конструкция устройства предусматривает использование освоенных промышленностью материалов и технологий производства и не препятствует получению технических результатов, приведенных в разделе «Раскрытие изобретения».

Конструкция в статическом состоянии

Устройство (Фиг.4 и 5) состоит из постоянного или электромагнита в виде статора 1, соприкасающегося поверхностью(тями) полюса(ов) с контактной(ыми) радиальной(ными) поверхностью(ями) якоря 2 из магнитного или магнитомягкого материала и, при необходимости, стабилизируемого гибкой подвеской 4, а также оснащенного силовой подвеской 5, к которой прилагается внешнее усилие F, так что якорь может перекатываться по ним.

На Фиг.6 представлено устройство с якорем, размещенным в немагнитной оболочке.

Действие устройства

К статору 1 (Фиг.1 и 2) якорь 2 притягивается магнитным полем и под действием усилия F, приложенного к силовой подвеске 5, прокатывается по поверхности(ям) полюса(ов) на расстояние, пропорциональное усилию F, причем подвеска 4 стабилизирует положение якоря относительно статора и предохраняет от проскальзывания, что повышает точность показаний при измерении величины перемещения или значения напряжения магнитного потока, причем следует отметить, что придание полюсу(ам) магнита кривизны увеличивает диапазон перемещения якоря под той же нагрузкой, что имеет большое значение при использовании устройства в измерительных приборах, особенно гравиметрических при работе в космосе; а применение якоря в немагнитной оболочке 6 (Фиг.6) также увеличивает диапазон перемещения якоря и его чувствительность к усилию F, расширяя спектр технических результатов, также устраняет возможность отрыва и переноса частиц с одной контактной поверхности сочленения на другую.

Устройство было применено в экспериментальной установке и прошло испытания с положительным результатом.

Изобретение относится к приборостроению при проектировании датчиков перемещения, воздействия сил. Магнитное упругое устройство состоит из постоянного или электромагнита в виде статора, соприкасающегося поверхностью полюса с поверхностью якоря, выполненного из магнитного или магнитомягкого материала. Якорь стабилизирован гибкой подвеской и силовой подвеской, к которой прилагается внешнее усилие. Контактная поверхность якоря выполнена с возможностью обеспечения его перекатывания по статору с минимальной силой трения. При этом подвеска якоря может быть выполнена из гибкого элемента, охватывающего его поверхность. Магнитное упругое устройство, по другому из вариантов, состоит из постоянного или электромагнита в виде статора, соприкасающегося поверхностью полюса с поверхностью якоря, выполненного из магнитного или магнитомягкого материала. Контактная поверхность статора выполнена с возможностью обеспечения его перекатывания по якорю с минимальной силой трения. Технический результат заключается в повышении КПД. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Магнитное упругое устройство, состоящее из постоянного или электромагнита в виде статора, соприкасающегося поверхностью полюса с поверхностью якоря, или поверхностями полюсов с поверхностями якоря, из магнитного или магнитомягкого материала, стабилизируемого, при необходимости, гибкой подвеской и оснащенного силовой подвеской, к которой прилагается внешнее усилие, отличающееся тем, что контактная поверхность или контактные поверхности якоря выполнены с возможностью обеспечения его перекатывания по статору с минимальной силой трения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвеска якоря выполнена из гибкого элемента, охватывающего поверхность якоря, так что якорь может перекатываться по ней.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что якорь размещен в немагнитной оболочке, что увеличивает диапазоны его перемещения и чувствительности к внешнему усилию.4. Магнитное упругое устройство, состоящее из постоянного или электромагнита в виде статора, соприкасающегося поверхностью полюса с поверхностью якоря, или поверхностями полюсов с поверхностями якоря, из магнитного или магнитомягкого материала, стабилизируемого, при необходимости, гибкой подвеской и оснащенного силовой подвеской, к которой прилагается внешнее усилие, отличающееся тем, контактная поверхность или контактные поверхности статора выполнены с возможностью обеспечения его перекатывания по якорю с минимальной силой трения.