本申请涉及电磁铁,尤其涉及一种电磁铁、电磁铁的控制方法及飞行器。
背景技术:
1、电磁铁通过外部的通、断电,使其内部铁芯产生机械运动,实现电磁铁顶杆的伸缩运动,被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。然而,在某些使用场景中,需要为电磁铁长时间通电以保证顶杆一直保持在伸出或缩回状态,长时间通电容易导致电磁铁产生严重发热问题,进而引发电磁铁线圈短路/断路或电磁力衰减等问题。另外,在断电时,还可能出现因永磁体磁力衰减而导致顶杆不能稳定在原有位置的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种电磁铁、电磁铁的控制方法及飞行器,以解决长时间通电容易导致电磁铁产生严重发热、磁力衰减等问题,以及断电时因永磁体磁力衰减而导致的顶杆不稳的技术问题。
2、第一方面,本申请提供一种电磁铁,包括绕制于铁芯上的激励线圈组、可动衔铁组件以及锁扣机构;
3、所述激励线圈组包括相对设置的第一线圈组以及第二线圈组,所述第一线圈组在所述铁芯上的缠绕方向与所述第二线圈组在所述铁芯上的缠绕方向相反;
4、所述可动衔铁组件包括插入于所述第一线圈组与所述第二线圈组的顶杆、与所述顶杆固定连接且位于所述第一线圈组与所述第二线圈组之间的动衔铁以及设置在所述动衔铁内部的永磁体;
5、所述锁扣机构包括设置在所述第一线圈组与所述第二线圈组之间的锁扣主体、在所述锁扣主体内部可伸缩的移动杆以及一端固定于所述锁扣主体、另一端固定于所述移动杆的复位弹簧;
6、在所述激励线圈组处于激励状态时,作用于所述动衔铁上的磁场力大于由所述永磁体产生的吸附力与由所述锁扣机构提供的弹力之和,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出或收回;
7、在所述激励线圈组处于非激励状态时,作用于所述动衔铁上的由永磁体产生的吸附力以及由所述锁扣机构提供的弹力使得所述动衔铁与所述顶杆位置保持固定。
8、优先地,所述锁扣机构包括与所述激励线圈组对应的第一锁扣机构与第二锁扣机构,所述第一锁扣机构与所述第一线圈组之间的距离和所述第二锁扣机构与所述第二线圈组之间的距离均大于或等于所述动衔铁的直径。
9、优选地,所述第一锁扣机构与所述第一线圈组之间的距离和所述第二锁扣机构与所述第二线圈组之间的距离均等于所述动衔铁的直径。
10、优先地,在所述激励线圈组处于激励状态时,所述动衔铁与所述移动杆的抵接部分呈弧状;
11、在所述动衔铁靠近所述移动杆时,作用在所述移动杆上的由所述动衔铁提供的推力,使得所述移动杆缩回所述锁扣主体内部;
12、在所述动衔铁远离所述移动杆时,作用在所述移动杆上的由所述复位弹簧提供的弹力,使得所述移动杆复位。
13、优先地,所述电磁铁还包括电源以及双向开关;
14、所述双向开关分别与所述第一线圈组和所述第二线圈组连接;
15、所述电源通过所述双向开关为所述第一线圈组和所述第二线圈组供电。
16、优先地,所述永磁体为钕铁硼磁铁。
17、第二方面,本申请还提供一种基于上述电磁铁的控制方法,所述方法包括:
18、在接收到飞行器状态切换指令时,控制电源为所述激励线圈组供电,使得所述激励线圈组处于激励状态,作用于所述动衔铁上的磁场力大于由所述永磁体产生的吸附力与由所述锁扣机构提供的弹力之和,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出或收回;
19、在所述顶杆伸出或收回至预设位置后,断开所述电源与所述激励线圈组之间的连接,使得所述激励线圈组处于非激励状态,作用于所述动衔铁上的由永磁体产生的吸附力以及由所述锁扣机构提供的弹力使得所述动衔铁与所述顶杆位置保持固定。
20、优先地,所述飞行器状态切换指令包括自动飞行进入指令以及自动飞行退出指令;
21、在接收到自动飞行进入指令时,控制所述电源为所述激励线圈组提供正向电流,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出;
22、在接收到自动飞行退出指令时,控制所述电源为所述激励线圈组提供反向电流,使得所述动衔铁带动所述顶杆收回。
23、优先地,在接收到飞行器状态切换指令时,控制所述电源在预设时间内为所述激励线圈组供电,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出或收回至预设位置。
24、第三方面,本申请还提供一种飞行器,所述飞行器包括操纵杆,所述操纵杆包括第一方面所述的电磁铁。
25、本申请可以实现如下有益效果:本申请提出一种电磁铁、电磁铁的控制方法以及飞行器,其中,电磁铁包括绕制于铁芯上的激励线圈组、可动衔铁组件以及锁扣机构;所述激励线圈组包括相对设置的第一线圈组以及第二线圈组,所述第一线圈组在所述铁芯上的缠绕方向与所述第二线圈组在所述铁芯上的缠绕方向相反;所述可动衔铁组件包括插入于所述第一线圈组与所述第二线圈组的顶杆、与所述顶杆固定连接且位于所述第一线圈组与所述第二线圈组之间的动衔铁以及设置在所述动衔铁内部的永磁体;所述锁扣机构包括设置在所述第一线圈组与所述第二线圈组之间的锁扣主体、在所述锁扣主体内部可伸缩的移动杆以及一端固定于所述锁扣主体、另一端固定于所述移动杆的复位弹簧;在所述激励线圈组处于激励状态时,作用于所述动衔铁上的磁场力大于由所述永磁体产生的吸附力与由所述锁扣机构提供的弹力之和,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出或收回;在所述激励线圈组处于非激励状态时,作用于所述动衔铁上的由永磁体产生的吸附力以及由所述锁扣机构提供的弹力使得所述动衔铁与所述顶杆位置保持固定。
26、本申请通过在动衔铁内部设置永磁体以及在第一线圈组与所述第二线圈组之间设置锁扣机构,从而确保电磁铁在断电情况下,其中的动衔铁与顶杆保持在原先位置,避免了长时间供电带来的电磁铁发热、电磁力衰退等问题。另外,针对使用过程中,永磁体会出现磁力衰退,无法将动衔铁吸附在原有位置的情况,通过增设锁扣机构来额外提升动衔铁的稳定性,保证顶杆在电磁铁断电情况下一直维持在原位置。
1.一种电磁铁,其特征在于,包括绕制于铁芯上的激励线圈组、可动衔铁组件以及锁扣机构;
2.根据权利要求1所述的电磁铁,其特征在于,所述锁扣机构包括与所述激励线圈组对应的第一锁扣机构与第二锁扣机构,所述第一锁扣机构与所述第一线圈组之间的距离和所述第二锁扣机构与所述第二线圈组之间的距离均大于或等于所述动衔铁的直径。
3.根据权利要求2所述的电磁铁,其特征在于,所述第一锁扣机构与所述第一线圈组之间的距离和所述第二锁扣机构与所述第二线圈组之间的距离均等于所述动衔铁的直径。
4.根据权利要求1所述的电磁铁,其特征在于,在所述激励线圈组处于激励状态时,所述动衔铁与所述移动杆的抵接部分呈弧状;
5.根据权利要求1所述的电磁铁,其特征在于,所述电磁铁还包括电源以及双向开关;
6.根据权利要求1所述的电磁铁,其特征在于,所述永磁体为钕铁硼磁铁。
7.一种基于如权利要求1至6任一所述的电磁铁的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述飞行器状态切换指令包括自动飞行进入指令以及自动飞行退出指令;
9.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,在接收到飞行器状态切换指令时,控制所述电源在预设时间内为所述激励线圈组供电,使得所述动衔铁带动所述顶杆伸出或收回至预设位置。
10.一种飞行器,其特征在于,所述飞行器包括操纵杆,所述操纵杆包括如权利要求1至6任一所述的电磁铁。