阅读说明：本技术 一种电永磁集群阵列磁路结构及其实施方法 (Electro-permanent magnet cluster array magnetic circuit structure and implementation method thereof ) 是由 王梅千 乔志洪 苏游情 田宇 周年春 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：一种电永磁集群阵列磁路结构,包括：电永磁集群阵列,电永磁集群阵列由电永磁体、磁极间工作磁路、电永磁体间工作磁路、安装板组成,电永磁体两两相邻阵列设置,至少设置两个；电永磁体包含基板,基板上成对设置有磁极单元,磁极单元包含有磁极,给电永磁体通瞬时正向直流电时磁极对外表征磁性,且相邻两磁极极性相异,电永磁体内相邻磁极间产生磁极间工作磁路,相邻电永磁体间产生电永磁体间工作磁路。本发明的磁极间工作磁路和电永磁体间工作磁路无死角覆盖整个电永磁集群阵列区域,弥补现有技术中存在磁路覆盖不完全的问题。(An electro-permanent magnet cluster array magnetic circuit structure, comprising: the electric permanent magnet cluster array is composed of electric permanent magnets, an inter-magnetic pole working magnetic circuit, an inter-electric permanent magnet working magnetic circuit and a mounting plate, wherein every two electric permanent magnets are arranged in an adjacent array, and at least two electric permanent magnets are arranged; the electropermanent magnet comprises a substrate, magnetic pole units are arranged on the substrate in pairs, each magnetic pole unit comprises a magnetic pole, the magnetic poles represent magnetism outwards when the electropermanent magnet is electrified with instantaneous forward direct current, the polarities of two adjacent magnetic poles are different, an inter-magnetic pole working magnetic circuit is generated between the adjacent magnetic poles in the electropermanent magnet, and an inter-electropermanent magnet working magnetic circuit is generated between the adjacent electropermanent magnets. The working magnetic circuit between the magnetic poles and the working magnetic circuit between the electric permanent magnets of the invention have no dead angle to cover the whole electric permanent magnet cluster array area, thereby making up the problem of incomplete magnetic circuit coverage in the prior art.)

一种电永磁集群阵列磁路结构及其实施方法

技术领域

本发明涉及一种磁性材料加工自动化生产线的应用领域，尤其涉及一种电永磁集群阵列磁路结构及其实施方法。

背景技术

目前国内外使用的电永磁设备，都是通过固定磁钢和可逆磁钢提供磁力，通过电驱动可逆磁钢转换极性而使电永磁本体吸料和放料，随着社会发展，现代制造企业发展迅速，智能搬运也孕育而生。市场上需要一种整体上料，整体下料的电永磁设备。由于物料切割成大小不一的物料，需要电永磁区域磁场全覆盖式整体吊运，保证物料不漏吸，及局部放料的控制方式，保证不同物料放置不同区域的无人管理模式。

现有技术的电永磁铁外壳围板采用导磁材料，在充退磁时是磁极和磁极以及磁极和外壳产生磁回路。当多台电永磁铁集群布置，实现磁性板料下料加工自动线转运时，相邻电永磁体之间不能形成磁场成为磁场真空缺失区，常出现物料掉落现象。

如申请号为：CN0226855.2公开了一种电永磁夹具，该电永磁夹具由放置于集磁导磁体(5)间不可逆磁体(1)与其下面的可逆磁体(3)及套在可逆磁体外的电磁线圈(2)、壳体(4)组成，通过改变电磁线圈(2)的通电方向，实现磁路的内外路闭合，吸牢或放开工件(6)，具有吸力强大，单面吸持、多面加工、安全不带电、无温升、精度高和操作简单的特点。

其磁路结构上采用了不可逆磁体(1)与可逆磁体在电磁线圈(2)磁场作用下组成串联或并联形式，当电磁线圈(2)瞬间通正向电流后，给置于电磁线圈(2)中的可逆磁体(3)充以与不可逆磁体(1)方向相反的磁场，不可逆磁体回路与可逆磁体磁路两磁路通过集磁导磁体(5)，经过夹具台面上工件(6)及壳体(4)形成并联磁路，当电磁线圈(2)瞬间通一反向电流时，给置于电磁线圈(2)中的可逆磁体(3)充以与不可逆磁体(2)方向相同的磁场，不可逆磁体磁路与可逆磁体磁路通过导磁极(5)不经过夹具台面上工件(6)在壳体内部形成闭合串联磁路。

该方法虽然解决了磁路单一，磁力弱的问题，但至少电永磁内部有磁路，无法做到电永磁外部有磁路，不能解决电永磁设备之间有磁路的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种电永磁集群阵列磁路结构，包括：电永磁集群阵列，电永磁集群阵列由电永磁体、磁极间工作磁路、电永磁体间工作磁路、安装板组成；电永磁体两两相邻阵列设置，至少设置两个，电永磁体贴合安装在安装板的同侧；电永磁体包含基板，基板上设置有成对的磁极单元，磁极单元包含磁极，磁极向外露出形成工作面；

其中，给电永磁体通瞬时正向直流电时磁极对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体内相邻磁极间产生磁极间工作磁路，相邻电永磁体间产生电永磁体间工作磁路，磁极间工作磁路和电永磁体间工作磁路无死角覆盖整个电永磁集群阵列区域；给电永磁体输送一定大小的瞬时反向直流电时磁极对外无磁性。

在其中一个实施例中，电永磁体包含基板，基板上成对设置有磁极单元，磁极单元包括：可控永磁钢、线圈和磁极，可控永磁钢四周绕制有线圈，线圈高度小于可控永磁钢的高度，可控永磁钢底面贴合安装在基板上，可控永磁钢顶面贴装有磁极，相邻磁极的侧面间隙贴装有永磁钢，电永磁体内的相邻磁极单元中的线圈绕制方向相反，线圈通过连接引出。

在其中一个实施例中，电永磁体的磁极单元至少设置一对，基板周边设置有非磁性环形墙，非磁性环形墙包围磁极单元，非磁性环形墙和磁极单元间气隙设置有灌封装形成完整的电永磁体，灌封装为非磁性材料。

在其中一个实施例中，给电永磁体通瞬时正向直流电时磁极对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体内相邻磁极间产生磁极间工作磁路，磁极间工作磁路包括磁路A和磁路B；磁路A由可控永磁钢的磁场产生，经可控永磁钢—磁极—空气(或磁性工件)--相邻磁极—相邻可控永磁钢—基板--可控永磁钢，形成封闭磁回路；磁路B由永磁钢的磁场产生，经永磁钢—磁极--空气(或磁性工件)--相邻磁极—永磁钢，形成封闭磁回路。

在其中一个实施例中，电永磁体两两相邻阵列贴合设置在安装板同侧，至少设置两个，分别给各电永磁体通瞬时正向直流电时任意相邻电永磁体间的相邻磁极极性相异，其间产生电永磁体间工作磁路，电永磁体间工作磁路经磁极—相邻电永磁体的相邻磁极—空气(或磁性工件)--相邻电永磁体—安装板—电永磁体—磁极，形成闭合磁回路。

在其中一个实施例中，磁极间工作磁路和电永磁体间工作磁路无死角覆盖整个电永磁集群阵列区域。

在其中一个实施例中，给电永磁体输送一定大小的瞬时反向直流电时，电永磁体内任意相邻的磁极单元中可控永磁钢所激发的磁场与两磁极单元间的永磁钢所产生的磁场相互叠加融合成内部闭环磁路，内部闭环磁路经磁极—永磁钢—相邻磁极—相邻可控永磁钢—基板—可控永磁钢—磁极，形成闭合磁回路，磁极外部无磁场，磁极对外无磁性。

在其中一个实施例中，非磁性环形墙为不锈钢、铝板、木板、非磁性锰钢中任意一种或多种，或其他非磁性材料。

本发明还包括一种电永磁集群阵列磁路实施方法，包括步骤如下：

S1.将可控永磁钢四周绕制线圈，线圈高度小于可控永磁钢的高度，可控永磁钢顶面贴装磁极组成磁极单元；将磁极单元成对设置，相邻磁极单元的磁极侧面间隙贴装永磁钢，相邻磁极单元的线圈绕制方向相反，磁极单元的可控永磁钢底面贴合安装在基板上组成电永磁磁极对；将线圈通过串联、并联或先串联后并联的连接方式引出，将基板周边设置非磁性环形墙，非磁性环形墙包围磁极单元，将非磁性环形墙和磁极单元间气隙设置灌封装形成完整的电永磁体。

S2.将电永磁体两两相邻设置，使相邻的电永磁体的相邻磁极单元的线圈绕制方向相反，组成电永磁体集群阵列。

S3.将各电永磁体的引出线根据实际工况单独或分区域接入控制电源的相应控制点，给各电永磁体通瞬时正向直流电，则磁极对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体内相邻磁极间产生磁场形成磁极间工作磁路，相邻电永磁体间产生磁场形成电永磁体间工作磁路，则磁极间工作磁路和电永磁体间工作磁路无死角覆盖整个电永磁集群阵列区域，形成电永磁集群阵列磁路结构。

本发明有益效果如下：

1、电永磁体通过只在相邻磁极的侧面间隙贴装有永磁钢，设置非磁性环形墙包围磁极单元，电永磁体阵列排布相邻磁极工作状态极性相异时，相邻电永磁体之间产磁场形成电永磁体间工作磁路，解决了电永磁集群阵列相邻电永磁体之间磁场缺失的问题。实现磁极间工作磁路和电永磁体间工作磁路无死角覆盖整个电永磁集群阵列区域。

2、通过单独控制电永磁集群阵列中的某个电永磁体或某区域的电永磁体群，实现不同物料放置不同区域的无人管理模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是根据本发明的一种电永磁集群阵列磁路结构示意图；

图2是图1的剖面图；

图3是根据本发明的一种电永磁体结构示意图；

图4是图3的剖面图；

图5是根据本发明的另一种实施例中电永磁集群阵列磁路结构示意图；

图6是根据本发明的另一种实施例中电永磁体结构示意图；

图7是图6的剖面图；

图8是根据本发明的另一种实施例的混合配置局部区域控制中电永磁集群阵列磁路结构示意图；

图9是根据本发明的另一种实施例的分组集群中电永磁集群阵列磁路结构示意图。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1～图4所示，一种电永磁集群阵列1磁路结构，包括：电永磁集群阵列1，电永磁集群阵列1由电永磁体11、磁极间工作磁路12、电永磁体间工作磁路13、安装板14组成；电永磁体11两两相邻阵列设置，至少设置两个，电永磁体11贴合安装在安装板14的同侧；电永磁体11包含基板111，基板111上设置一对的磁极单元(通瞬时正向直流电时对外表征磁性相异的相邻磁极单元为一对)，磁极单元包含磁极115，磁极115向外露出形成工作面；

其中，给电永磁体11通瞬时正向直流电时磁极115对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体11内相邻磁极间产生磁极间工作磁路12，相邻电永磁体间产生电永磁体间工作磁路13，磁极间工作磁路12和电永磁体间工作磁路13无死角覆盖整个电永磁集群阵列1区域；给电永磁体11输送一定大小的瞬时反向直流电时磁极115对外无磁性。

优选地，该安装板14为导磁材料，将安装板14设置为导磁材料的目的是为了外部磁路更通畅。

优选地，电永磁体11包含基板111，基板111上成对设置有磁极单元，磁极单元包括：可控永磁钢113、线圈112和磁极115，可控永磁钢113四周绕制有线圈112，线圈112高度小于可控永磁钢113的高度，可控永磁钢113底面贴合安装在基板111上，可控永磁钢113顶面贴装有磁极115，相邻磁极115的侧面间隙贴装有永磁钢116，电永磁体11内的相邻磁极单元中的线圈112绕制方向相反，线圈112通过连接引出。

进一步地，电永磁体11的磁极单元设置一对，基板111周边设置有非磁性环形墙114，非磁性环形墙114包围磁极单元，非磁性环形墙114和磁极单元间气隙设置有灌封装117形成完整的电永磁体11，灌封装117为非磁性材料。

优选地，给电永磁体11通瞬时正向直流电时磁极115对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体11内相邻磁极间产生磁极间工作磁路12，磁极间工作磁路12包括磁路A和磁路B；磁路A由可控永磁钢113的磁场产生，经可控永磁钢113—磁极115—空气(或磁性工件)--相邻磁极—相邻可控永磁钢113—基板111--可控永磁钢113，形成封闭磁回路；磁路B由永磁钢116的磁场产生，经永磁钢116—磁极115--空气(或磁性工件)--相邻磁极—永磁钢116，形成封闭磁回路。

优选地，电永磁体11两两相邻阵列贴合设置在安装板14同侧，至少设置两个，分别给各电永磁体11通瞬时正向直流电时任意相邻电永磁体11间的相邻磁极极性相异，其间产生电永磁体间工作磁路13，电永磁体间工作磁路13经磁极115—相邻电永磁体11的相邻磁极—空气(或磁性工件)--相邻电永磁体—安装板14—电永磁体11—磁极115，形成闭合磁回路。

进一步地，磁极间工作磁路12和电永磁体间工作磁路13无死角覆盖整个电永磁集群阵列1区域。

优选地，给电永磁体11输送一定大小的瞬时反向直流电时，电永磁体11内任意相邻的磁极单元中可控永磁钢113所激发的磁场与两磁极单元间的永磁钢116所产生的磁场相互叠加融合成内部闭环磁路10，内部闭环磁路10经磁极115—永磁钢116—相邻磁极—相邻可控永磁钢—基板111—可控永磁钢113—磁极115，形成闭合磁回路，磁极115外部无磁场，磁极115对外无磁性。

优选地，非磁性环形墙114为不锈钢、铝板、木板、非磁性锰钢中任意一种或多种，或其他非磁性材料。

参照图1，为本电永磁集群阵列1其中一种实施方式，相邻的电永磁体之间等间距设置。通过等间距设置电永磁体11能够使该种设置方式的电永磁集群阵列1的磁路强度更均匀。

参照图9，为本电永磁集群阵列1另一种实施方式，分组集群满足分区下料自动化线实情的需求。

本发明还包括一种电永磁集群阵列1磁路实施方法，包括步骤如下：

S1.将可控永磁钢113四周绕制线圈112，线圈112高度小于可控永磁钢113的高度，可控永磁钢113顶面贴装磁极115组成磁极单元；将磁极单元成对设置，相邻磁极单元的磁极115侧面间隙贴装永磁钢116，相邻磁极单元的线圈112绕制方向相反，磁极单元的可控永磁钢113底面贴合安装在基板111上组成电永磁磁极115对；将线圈112通过串联、并联或先串联后并联的连接方式引出，将基板111周边设置非磁性环形墙114，非磁性环形墙114包围磁极单元，将非磁性环形墙114和磁极单元间气隙设置灌封装117形成完整的电永磁体11。

S2.将电永磁体11两两相邻设置，使相邻的电永磁体的相邻磁极单元的线圈绕制方向相反，组成电永磁体11集群阵列。

S3.将各电永磁体11的引出线根据实际工况单独或分区域接入控制电源的相应控制点，给各电永磁体11通瞬时正向直流电，则磁极115对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体11内相邻磁极间产生磁场形成磁极间工作磁路12，相邻电永磁体11间产生磁场形成电永磁体间工作磁路13，则磁极间工作磁路12和电永磁体间工作磁路13无死角覆盖整个电永磁集群阵列1区域，形成电永磁集群阵列1磁路结构。

实施例2

参照图5～图7所示，与上述实施例的不同之处在于，一种电永磁集群阵列磁路结构，包括：电永磁集群阵列2，电永磁集群阵列2由电永磁体21、磁极间工作磁路22、电永磁体间工作磁路23、安装板24组成；电永磁体21两两相邻阵列设置，至少设置两个，电永磁体21贴合安装在安装板24的同侧；电永磁体21包含基板211，基板211上设置有两对的磁极单元，磁极单元包含磁极215，磁极215向外露出形成工作面，内部闭环磁路20。

其中，给电永磁体21通瞬时正向直流电时磁极对外表征磁性，且相邻两磁极极性相异，电永磁体21内相邻磁极间产生磁极间工作磁路22，相邻电永磁体间产生电永磁体间工作磁路23，磁极间工作磁路22和电永磁体间工作磁路23无死角覆盖整个电永磁集群阵列2区域；给电永磁体21输送一定大小的瞬时反向直流电时磁极对外无磁性。

电永磁体21的磁极单元设置两对，基板211周边设置有非磁性环形墙214，非磁性环形墙214包围磁极单元，非磁性环形墙214和磁极单元间气隙设置有灌封装217形成完整的电永磁体21，灌封装217为非磁性材料。

进一步地，设置在同一电永磁体21中的磁极单元呈矩形设置，给电永磁体21通瞬时正向直流电时各磁极单元的磁极215对外表征磁性，且相邻两磁极单元的磁极215极性相异。

优选地，电永磁体21包含基板211，基板211上成对设置有磁极单元，磁极单元包括：可控永磁钢213、线圈212和磁极215，可控永磁钢213四周绕制有线圈212，线圈212高度小于可控永磁钢213的高度，可控永磁钢213底面贴合安装在基板211上，可控永磁钢213顶面贴装有磁极215，相邻磁极215的侧面间隙贴装有永磁钢216，电永磁体21内的相邻磁极单元中的线圈212绕制方向相反，线圈212通过连接引出。

实施例3

参照图8所示，结合上两个实施例可知，与上述实施例的不同之处在于，一种电永磁集群阵列1磁路结构，包括：电永磁集群阵列1，电永磁集群阵列1由电永磁体11、电永磁体21、磁极间工作磁路(图未示)、电永磁体间工作磁路(图未示)、安装板(图未示)组成。

进一步地，相邻设置的电永磁体11之间、相邻设置的电永磁体21之间以及电永磁体11和电永磁体21之间的间距相等。

更进一步地，给电永磁体11和电永磁体21通瞬时正向直流电时磁极对外表征磁性，且电永磁体11和电永磁体21之间相邻设置的电永磁单元的两磁极极性相异。本实例中，电永磁集群阵列通过控制不同电永磁体的通电情况(电永磁体通瞬时正向直流电或瞬时逆向直流电)可以实现局部区域的磁路控制，以利于局部放料的控制方式，保证不同物料放置不同区域的无人管理模式。

例如，在电永磁集群阵列中电永磁体通瞬时正向直流电时所述磁极对外表征磁性，根据局部控制需要给该电永磁集群阵列中其中一个或多个电永磁体通瞬时逆向直流电时，可以做到局部磁路控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。