一种电磁变轨控制装置的制作方法

1.本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种电磁变轨控制装置。

背景技术：

2.磁悬浮这一概念早在1842年就已经提出，1900年初，美国、法国等专家曾提出物体摆脱自身重力阻力并高效运营的若干猜想，也就是磁悬浮的早起模型，并列出了无摩擦阻力的磁悬浮列车使用的可能性。磁悬浮技术的一大特点就是能让物体悬浮，使得物体与其他物体间不存在物理接触，这极大的减小相互运动物体间的阻力。
3.沟槽凸轮是一种利用沟槽实现封闭的凸轮，通过确定的沟槽的形状，能够让从动件按照沟槽的形状完成相应的运动，可以实现复杂的运动规律。当从动件的位移和加速度必须严格的按照预定规律变化，尤其是当原动件做连续的运动而从动件必须作间歇运动时，则采用凸轮机构最为简便。
4.摆线桨是一种通过叶片换向机构使得叶片在圆周运动的过程中自身也在做周期的俯仰运动，从而使气流朝一个稳定的方向吹出产生推力。常见的叶片换向机构有滑轨式、偏心机构式、电子控制式等，滑轨式与偏心机构式相比具有能够实现复杂的运动规律，以及叶片之间运动的耦合性小，能够轻易实现叶片在特定位置达到特定角度。和电子控制式相比具有较高的稳定性和可靠性。但凸轮机构存在的最大问题就是从动件与凸轮之间存在接触摩擦，不利于高速运动，而沟槽凸轮存在两个接触面，摩擦更加严重。较大的摩擦不利于机构的高速运行，而且会增大能耗的损失。

技术实现要素：

5.鉴于背景技术存在的不足，本发明涉及一种电磁变轨控制装置，采用磁悬浮技术完成变轨控制，解决了摩擦力问题，有利于机构的高速运行，降低能耗的损失。
6.本发明涉及一种电磁变轨控制装置，包括发动机、电机支架、近端叶片支架、叶片、主轴、远端叶片支架、偏心装置支架、电磁变轨装置、电磁控制器、电源与轴承，所述电磁变轨装置包括叶片摇臂、磁悬浮沟槽凸轮、磁性滑块与可变磁极，所述发动机固定在电机支架上，所述发动机转动轴和主轴相连，所述主轴安装在电机支架和偏心装置支架上，所述近端叶片支架和远端叶片支架分别固定安装在主轴上，且近端叶片支架、远端叶片支架与主轴同步转动，所述叶片两端分别安装装在近端叶片支架和远端叶片支架上，所述磁性滑块通过轴承安装在叶片摇臂上，所述可变磁极设有多个，且可变磁极安装于磁悬浮沟槽凸轮的两侧。
7.进一步的，所述可变磁极包括可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac、可变磁极ad、可变磁极ba、可变磁极bb、可变磁极bc、可变磁极bd、可变磁极ca、可变磁极cb、可变磁极cc、可变磁极cd、可变磁极ce、可变磁极cf、可变磁极cg与可变磁极ch，所述可变磁极aa、可变磁极cb、可变磁极ab、可变磁极cd、可变磁极ac、可变磁极ce、可变磁极ad与可变磁极cg组成电磁变轨装置内环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮内侧，所述可变磁极ba、可变磁极bb、可变磁极
bc、可变磁极bd、可变磁极ca、可变磁极cc、可变磁极cf与可变磁极ch组成电磁变轨装置外环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮外侧，其中所述可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac与可变磁极ad设于可变磁极内环的四个角点处，
8.进一步的，所述可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac和可变磁极ad的磁极与其余可变磁极的磁极相反。
9.进一步的，所述叶片的周期摆动通过电磁变轨装置完成。
10.进一步的，所述可变磁极由电路控制的电磁线圈组成，且可以自由调节每个可变磁极的磁性强弱。
11.进一步的，所述磁性滑块在工作室悬浮于磁悬浮沟槽凸轮的沟槽中，且不与沟磁悬浮沟槽凸轮的沟槽接触。
12.进一步的，所述叶片摇臂和磁性滑块位于同一平面。
13.本发明的主要有益效果为：
14.1、通过磁悬浮沟槽凸轮机构作为主要换向机构，实现叶片的翻转角度控制，在叶片盘和沟槽内可以任意增加叶片和磁性滑块数量；
15.2、可变磁极可以控制磁性滑块在轨道内任意位置上所受磁力的大小，使得磁性滑块运动时能够稳定的悬浮与沟槽轨道中，可以有效的减小阻力；
16.3、通过有效的减少运动部件之间的摩擦，以达到增加机构的使用寿命、减少能源消耗的目的。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图；
18.图2是本发明的磁悬浮沟槽凸轮部分结构示意图；
19.图3是本发明的可变磁极部分结构示意图；
20.图4是本发明的第一种可变磁极的磁极分布方案示意图；
21.图5是本发明的第二种可变磁极的磁极分布方案示意图；
22.图6是本发明的叶片部分结构示意图；
23.图7是本发明的磁性滑块部分结构示意图；
24.图8是本发明的磁性滑块部分结构示意图；
25.图9是本发明电磁变轨装置内环的拐角型可变磁极的结构示意图；
26.图10是本发明电磁变轨装置外环的拐角型可变磁极的结构示意图；
27.图11是本发明电磁变轨装置均匀型可变磁极的结构示意图。
28.附图标记：1、发动机；2、电机支架；3、近端叶片支架；4、叶片；5、主轴；6、远端叶片支架；7、偏心装置支架；8、叶片摇臂；9、磁悬浮沟槽凸轮；10、磁性滑块；11、电磁控制器；12、电源；13、可变磁极aa；14、可变磁极ba；15、可变磁极ca；16、可变磁极cb；17、可变磁极bb；18、可变磁极ab；19、可变磁极cc；20、可变磁极cd；21、可变磁极ac；22、可变磁极bc；23、可变磁极ce；24、可变磁极cf；25、可变磁极ad；26、可变磁极bd；27、可变磁极cg；28、可变磁极ch；29、轴承。
具体实施方式
29.以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚；完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
30.为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
31.本发明的实施例1参照图1-图11；所示，涉及一种电磁变轨控制装置，包括发动机1、电机支架2、近端叶片4支架3、叶片4、主轴5、远端叶片4支架、偏心装置支架7、电磁变轨装置、电磁控制器11、电源12与轴承29，所述电磁变轨装置包括叶片摇臂8、磁悬浮沟槽凸轮9、磁性滑块10与可变磁极，所述发动机1固定在电机支架2上，所述发动机1转动轴和主轴5相连，所述主轴5安装在电机支架2和偏心装置支架7上，所述近端叶片4支架3和远端叶片4支架分别固定安装在主轴5上，且近端叶片4支架3、远端叶片4支架与主轴5同步转动，所述叶片4两端分别安装装在近端叶片4支架3和远端叶片4支架上，所述磁性滑块10通过轴承29安装在叶片摇臂8上，所述可变磁极设有多个，且可变磁极安装于磁悬浮沟槽凸轮9的两侧。
32.所述可变磁极包括可变磁极aa13、可变磁极ab18、可变磁极ac21、可变磁极ad25、可变磁极ba14、可变磁极bb17、可变磁极bc22、可变磁极bd26、可变磁极ca15、可变磁极cb16、可变磁极cc19、可变磁极cd20、可变磁极ce23、可变磁极cf24、可变磁极cg27与可变磁极ch28，所述可变磁极aa13、可变磁极cb16、可变磁极ab18、可变磁极cd20、可变磁极ac21、可变磁极ce23、可变磁极ad25与可变磁极cg27构成电磁变轨装置内环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮9内侧，所述可变磁极ba14、可变磁极bb17、可变磁极bc22、可变磁极bd26、可变磁极ca15、可变磁极cc19、可变磁极cf24与可变磁极ch28构成电磁变轨装置外环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮9外侧，其中所述可变磁极aa13、可变磁极ab18、可变磁极ac21与可变磁极ad25设于电磁变轨装置内环的四个角点处，所述可变磁极ba14、可变磁极bb17、可变磁极bc22和可变磁极bd26设于电磁变轨装置外环的四个角点处。其中可变磁极的磁极分布方案共有两种
33.第一种为：如图4所示，所述可变磁极aa13、可变磁极ab18、可变磁极ac21和可变磁极ad25的磁极为s极与其余可变磁极的磁极为n极。
34.第二种为：如图5所示，所述可变磁极aa13、可变磁极ab18、可变磁极ac21和可变磁极ad25的磁极为n极与其余可变磁极的磁极为s极。
35.如图11所示，所述可变磁极ca15、可变磁极cb16、可变磁极cc19、可变磁极cd20、可变磁极ce23、可变磁极cf24、可变磁极cg27、可变磁极ch28分别安装在沟槽凸轮的渐变轨道段两侧，极性相同。
36.所述叶片4和叶片摇臂8为刚性连接，所述磁性滑块10安装在叶片摇臂8的一端。所述磁性滑块10和叶片摇臂8通过轴承29安装在一起，所述磁性滑块10为环形磁性物质，内环为s极外环为n极，如图8所示。
37.本发明的工作原理：
38.当发动机1带动主轴5转动工作时，所述近端叶片4支架3和远端叶片4支架同步转动运行，安装在近端叶片4支架3和远端叶片4支架上的叶片4也跟着转动，由于叶片4与叶片
摇臂8刚性连接，所述叶片摇臂8与磁性滑块10铰链连接，在叶片4绕主轴5旋转时磁性滑块10悬浮于沟槽内按照预定轨迹周期性运转。所述磁性滑块10在凸轮沟槽内按轨迹周期运动，同时带动叶片摇臂8周期性摆动，最终带动叶片4周期性的俯仰摆动的摆线桨电磁变轨控制装置。
39.本发明的优点为，通过磁悬浮沟槽凸轮9机构作为主要换向机构，实现叶片4的翻转角度控制，在叶片4盘和沟槽内可以任意增加叶片4和磁性滑块10数量。可变磁极优势在于可以控制磁性滑块10在轨道内任意位置上所受磁力的大小，使得磁性滑块10运动时能够稳定的悬浮与沟槽轨道中，以达到减小阻力的目的。本发明可以有效的减少运动部件之间的摩擦，增加机构的使用寿命，以及减少能源消耗，对于其他具有相互接触的运动机构同样适用。
40.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改；变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种电磁变轨控制装置，其特征在于：包括发动机、电机支架、近端叶片支架、叶片、主轴、远端叶片支架、偏心装置支架、电磁变轨装置、电磁控制器、电源与轴承，所述电磁变轨装置包括叶片摇臂、磁悬浮沟槽凸轮、磁性滑块与可变磁极，所述发动机固定在电机支架上，所述发动机转动轴和主轴相连，所述主轴安装在电机支架和偏心装置支架上，所述近端叶片支架和远端叶片支架分别固定安装在主轴上，且近端叶片支架、远端叶片支架与主轴同步转动，所述叶片两端分别安装装在近端叶片支架和远端叶片支架上，所述磁性滑块通过轴承安装在叶片摇臂上，所述可变磁极设有多个，且可变磁极安装于磁悬浮沟槽凸轮的两侧。2.根据权利要求1所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述可变磁极包括可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac、可变磁极ad、可变磁极ba、可变磁极bb、可变磁极bc、可变磁极bd、可变磁极ca、可变磁极cb、可变磁极cc、可变磁极cd、可变磁极ce、可变磁极cf、可变磁极cg与可变磁极ch，所述可变磁极aa、可变磁极cb、可变磁极ab、可变磁极cd、可变磁极ac、可变磁极ce、可变磁极ad与可变磁极cg组成电磁变轨装置内环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮内侧，所述可变磁极ba、可变磁极bb、可变磁极bc、可变磁极bd、可变磁极ca、可变磁极cc、可变磁极cf与可变磁极ch组成电磁变轨装置外环，并且设于磁悬浮沟槽凸轮外侧，其中所述可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac与可变磁极ad设于可变磁极内环的四个角点处，且所述可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac和可变磁极ad的磁极与其余可变磁极的磁极相反。3.根据权利要求2所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述可变磁极aa、可变磁极ab、可变磁极ac和可变磁极ad的磁极与其余可变磁极的磁极相反。4.根据权利要求3任一所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述叶片的周期摆动通过电磁变轨装置完成。5.根据权利要求4所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述可变磁极由电路控制的电磁线圈组成，且可以自由调节每个可变磁极的磁性强弱。6.根据权利要求5所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述磁性滑块在工作室悬浮于磁悬浮沟槽凸轮的沟槽中，且不与沟磁悬浮沟槽凸轮的沟槽接触。7.根据权利要求6所述的一种电磁变轨控制装置，其特征在于：所述叶片摇臂和磁性滑块位于同一平面。

技术总结

一种电磁变轨控制装置，包括发动机、电机支架、近端叶片支架、叶片、主轴、远端叶片支架、偏心装置支架、电磁变轨装置、电磁控制器、电源与轴承，所述电磁变轨装置包括叶片摇臂、磁悬浮沟槽凸轮、磁性滑块与可变磁极，所述发动机固定在电机支架上，所述发动机转动轴和主轴相连，所述主轴安装在电机支架和偏心装置支架上，所述近端叶片支架和远端叶片支架分别固定安装在主轴上，所述叶片两端分别安装装在近端叶片支架和远端叶片支架上，所述磁性滑块通过轴承安装在叶片摇臂上，所述可变磁极设有多个，且可变磁极安装于磁悬浮沟槽凸轮的两侧，采用磁悬浮技术完成变轨控制，解决了摩擦力问题，有利于机构的高速运行，降低能耗的损失。降低能耗的损失。降低能耗的损失。