ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Область техники
Заявляемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в преобразователях электрической энергии для маломощных приводных устройств, в том числе и подвижных.
Уровень техники
Из существующего уровня техники известен двигатель возвратно-поступательного движения (SU1758789A1 от 1990.01.17, класс МПК H02K 33/00) содержащий два неподвижных постоянных магнита статора, в зазоре между которыми расположен постоянный магнит якоря, перемещающийся вдоль зазора и снабженный обмоткой управления. Направления намагничивания магнитов статора и обмотки совпадают и противоположны направлению намагничивания магнита якоря.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является привод на постоянных магнитах (RU94391 от 2009.10.20, класс МПК H02K3/00) содержащий цилиндрический корпус из магнитомякого железа, внутри которого размещен каркас из немагнитного материала с кольцевой индуктивной катушкой, внутри которой размещен способный к возвратно-поступательному перемещению якорь с кольцевыми постоянными магнитами, закрепленными на оси из магнитомягкого железа. Особенностью является то, что кольцевые постоянные магниты имеют радиальную намагниченность с одноименными магнитными полюсам по кольцу на внешней образующей и размещены на оси по центру с зазорами один относительно другого, а число кольцевых постоянных магнитов определяет необходимую мощность привода. Длина кольцевой индуктивной катушки не более суммы длин ряда кольцевых постоянных магнитов и хода якоря. Кольцевая индуктивная катушка электрически связана через электронный коммутатор, управляемый датчиком
Недостатком вышеперечисленных изобретений является:
- малый диапазон перемещения, ведущий к меньшему использованию в качестве приводов различных механизмов;
- увеличения диапазона перемещения прямо связано с потерей мощности.
Технический результат заключается:
- в упрощенной конструкции (по сравнению с прототипом), за счет формового литья;
- в уменьшение веса конструкции и надежность работы.
Раскрытие сущности технического решения
Техническое решение вышеприведенной задачи, решается за счет того, что возвратно-поступательный двигатель, состоящий из корпуса, цилиндрической формы, катушки индуктивности намотанной на корпус, якоря из неодимового магнита в форме стержня с аксиальным намагничиванием, удерживающий с двух сторон штоки для совершения полезной работы и отличающийся тем, что корпус двигателя выполнен при помощи формового литья из твердого термостойкого полимера, включая, каркас катушки индуктивности, конечный ограничитель хода якоря с отверстием для штока и по меньше мере одного паза для защелки крышки корпуса. Указанное техническое решение обеспечивает надежность работы и простоту изготовления двигателя.
Краткий перечень чертежей
Дополнительно отмечаем, что приложенный чертеж на фиг. 1 показывает наиболее предпочтительный вариант выполнения технического решения и не может рассматриваться в качестве ограничения содержания технического решения, которое включает и другие варианты осуществления.
На фиг. 1 - показан возвратно - поступательный двигатель, полученный с помощью формового литья.
поз. 1 - статор, выполнен из медного обмоточного провода, например ПЭТВ-2 и представляет собой катушку индуктивности, намотанной на корпус 4, пропитанной эпоксидным кампаундом для теплоотвода, монолитности, а также защиты от влажности и агрессивных сред.
поз. 2 - якорь, выполнен из аксиально намагниченного неодимового магнита и представляет собой поршень в виде стержня, покрытый термоусадочной пленкой для защиты от механического износа.
поз. 3А и 3Б - шток, выполнен из твердого термостойкого полимера и представляет собой деталь в виде гвоздя. Штоки 3А и 3Б удерживаются термоусадочной пленкой якоря 2 заодно.
поз. 4 - корпус, выполнен из твердого термостойкого полимера и представляет собой цилиндр для хода якоря 2, боковые ограничители катушки индуктивности и конечный ограничитель хода якоря с отверстием для свободного хода штока 3Б. Эти элементы корпуса 4 соединены в одно целое при помощи формового литья.
поз. 5 - крышка корпуса 4, выполнена из мягкого термостойкого полимера и представляет собой П-образную деталь. Крышка корпуса 4 имеет кольцо защелку, по принципу защелки на авторучках, и отверстия для свободного хода штока 3А. Все элементы выполнены в единой конструкции при помощи формового литья.
поз. 6 - прокладка, выполнена из пористой резины и представляет собой диск с отверстием по центру. Прокладка 6 предназначена для амортизации якоря.
поз. 7 - отверстие корпуса 4, представляет собой отверстие для свободного хода штока. Этот элемент выполнен в едином корпусе с помощью формового литья.
поз. 8 - зазор, между статора 1 и якорь 2 представляет собой минимальный воздушный зазор для свободного хода якоря 2.
поз. 9 - сдвиг между катушкой статора 1 и якоря 2 крышки 5 представляет собой минимальное смещение якоря относительно катушки статора 1, в сторону рабочего хода якоря 2.
поз. 10 - контроллер, выполнен из программируемой микросхемы с элементами переплюсовки в единой схеме и представляет собой блок небольшого размера. Управление блока может быть как непосредственное, так и при помощи смартфона, радио или ИК пульта управления.
Осуществление технического решения
На фиг. 1 показана реализация технического решения, где возвратно-поступательный двигатель выполняют единым корпусом.
Сам корпус 4, выполнен в цилиндрической форме для хода якоря 2, боковые ограничители катушки индуктивности и конечный ограничитель хода якоря с отверстием для свободного хода штока 3Б. Эти элементы корпуса 4 соединены в одно целое при помощи формового литья. Литье корпуса 4 производиться из твердого термостойкого полимера.
Использование формового литья для отливки корпуса 4 и крышки 5 обеспечивает сборку заявленного двигателя за короткие сроки, с качественной с минимальной себестоимостью изготовления.
К якорю 2 с двух сторон при помощи термоусадочной пленки присоединены два штока 3А и 3Б из немагнитного материала. Штоки 3А и 3Б служат передающим звеном электромеханической энергии для совершения полезной работы.
На крышке 5, которая является противоположным ограничителем хода якоря 2 выполнено отверстие для свободного хода штока 3А и кольца защелки, которые защелкиваются в пазу, находящийся внутри корпуса 4, что позволяет удерживать крышку 5.
Количество колец определяется мощностью двигателя. Крышка 5 корпуса 4 также выполнена при помощи формового литья.
Работа возвратно-поступательного двигателя заключается в циклической переполюсовке, подаваемого с программируемого контроллера 10 сигнала (постоянное напряжение) на катушке индуктивности статора 1. В контроллере 10 программируется ход якоря 2 по частоте и другим параметрам.
На катушку статора 1 подаётся сигнал с контроллера 10.
Внутри статора 1 определенного внутреннего диаметра находится якорь 2 меньшего диаметра и создается магнитный поток определенного направления. Получаемый наименьший зазор 8 между статорами и якорем 2 служит свободным ходом якоря 2.
Якорь 2 по длине равен длине катушки статора 1, якорь 2 состоит из неодимового магнита круглого сечения с аксиальным намагничиванием. В начальный момент работы двигателя магнитный поток статора 1 противоположен магнитным силовым линиям якоря 2.
Движение якоря 2 происходит за счёт наименьшего сдвига 9 между катушкой статора 1 и якоря 2.
Крышка корпуса 5 и пористорезиновая прокладка 6А создают условия сдвига 9. Пористорезиновые прокладки также служат амартизаторами 6А и 6Б якоря 2. Якорь 2, доходя до сдвига 9Б, меняет ход в обратном направлении за счёт изменённого магнитного потока статора 1. Удерживает якорь 2 в сдвиге 9Б конец корпуса 4, имеющим отверстие 7Б, с наименьшим зазором для нормального хода штока 3Б. Так цикл повторяется с N - программируемой частотой контроллера 10. Движение якоря 2 происходит в корпусе 4 из лёгкого немагнитного материала. К якорю 2 с двух сторон при помощи термоусадочной пленки присоединены два штока 3А и 3Б из немагнитного материала. Шток 3А и 3Б служит передающим звеном электрической механической энергии в совершении работы. При совершении односторонней работы можно легко убрать один из штоков 3А или 3Б или оба в зависимости предназначения.
Заявляемое техническое решение обеспечивает его использование во многих технических сферах, за счет низкой себестоимости и простоте его исполнения.