电磁气弹簧及具有其的工程机械的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种电磁气弹簧及具有其的工程机械。


背景技术：

2.气弹簧有缓冲、减震、制动、支撑、高度及角度调节等功能，被广泛应用到挖掘机中，例如机罩的支撑、驾驶室门的开启都是采用气弹簧来进行。气弹簧的原理大致为：在密闭的压力缸内充入惰性气体，利用活塞杆的截面积小于活塞横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的往复运动。但是，活塞杆一端长期暴露在外部空气中，外壁上易沾灰尘等杂物，杂物容易进入到活塞杆外壁和密封件之间的缝隙中，导致活塞杆外壁和密封件之间的缝隙随着时间的延长而逐渐增大，密封组件的密封性能逐渐降低，导致缸体漏气，降低气弹簧使用寿命。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的气弹簧容易受到杂物摩擦的影响，导致使用寿命降低的缺陷，从而提供一种电磁气弹簧及具有其的工程机械。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电磁气弹簧，包括：筒体；支撑杆，可移动地设置在筒体的第一端，支撑杆的第一端位于筒体内，支撑杆的第二端位于筒体外；第一磁性件，设置在支撑杆的第一端上；第二磁性件，设置在筒体内并位于筒体的第二端，第一磁性件和第二磁性件相对的极性相同；其中，第一磁性件和/或第二磁性件配置为电磁铁，电磁铁的电源回路配置为，第一磁性件和第二磁性件之间的距离越大，电源回路内的电流越大。
5.可选地，电源回路包括串联设置的电源以及第一电阻，第一电阻配置为，第一磁性件和第二磁性件之间的距离越大，第一电阻的阻值越小。
6.可选地，第一磁性件为永磁铁，第二磁性件为电磁铁，第一电阻为滑动变阻器，滑动变阻器的调节端与支撑杆连接，以使支撑杆朝背离第二磁性件的方向移动时，滑动变阻器的阻值减小。
7.可选地，电源回路还包括第二电阻，第二电阻与电源串联设置，第二电阻配置为阻值可以调节。
8.可选地，电源回路还包括电容，电容与电源和第二电阻并联设置。
9.可选地，电源回路还包括开关结构，开关结构设置在第一电阻和电源之间。
10.可选地，筒体的第二端的内侧壁上设置有与第一磁性件配合的限位结构。
11.可选地，电磁铁包括线圈，线圈与电源回路连接。
12.本实用新型还提供了一种工程机械，包括上述的电磁气弹簧。
13.可选地，工程机械为挖掘机，支撑杆的第二端适于与机罩或者车门连接。
14.本实用新型具有以下优点：
15.利用本实用新型的技术方案，当需要电磁气弹簧伸出时，使得电源回路导通，第一磁性件和第二磁性件相对的端部极性相同，因此施加排斥力，进而使得支撑杆运动至伸出位置。当需要电子气弹簧缩回时，使电源回路断开，但线圈、第二电阻和电容行成lc回路，产生逆向电流，阻碍通过线圈电流减小，支撑杆在被支撑物重力作用下缓慢收回。上述的电磁气弹簧中采用电磁力对支撑杆进行驱动，从而对密封的要求较低，适用于恶劣环境，使用寿命长。因此本实用新型的技术方案解决了现有技术中的气弹簧容易受到杂物摩擦的影响，导致使用寿命降低的缺陷。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。
17.图1示出了本实用新型的电磁气弹簧的结构示意图；以及
18.图2示出了图1中电磁气弹簧的电源回路的结构示意图。
19.附图标记说明：
20.10、筒体；20、支撑杆；30、第一磁性件；40、第二磁性件；50、电源回路；51、电源；52、第一电阻；521、调节端；53、第二电阻；54、电容；55、开关结构；60、限位结构；70、线圈。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.如图1和图2所示，本实施例的电磁气弹簧包括筒体10、支撑杆20、第一磁性件30以及第二磁性件40。其中，支撑杆20可移动地设置在筒体10的第一端。支撑杆20的第一端位于筒体10内，支撑杆20的第二端位于筒体10外。第一磁性件30设置在支撑杆20的第一端上，第
二磁性件40设置在筒体10内并位于筒体10的第二端，第一磁性件30和第二磁性件40相对的极性相同。进一步地，第一磁性件30和/或第二磁性件40配置为电磁铁，电磁铁的电源回路50配置为，第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离越大，电源回路50内的电流越大。
26.利用本实施例的技术方案，当需要电磁气弹簧伸出时，使得电源回路50导通，第一磁性件30和第二磁性件40相对的端部极性相同，因此施加排斥力，进而使得支撑杆20运动至伸出位置。当需要电子气弹簧缩回时，使电源回路断开，第一磁性件30和第二磁性件40之间的排斥力消失，支撑杆20在外部作用力的推动下运动至缩回位置。上述的电磁气弹簧中采用电磁力对支撑杆20进行驱动，从而对密封的要求较低，适用于恶劣环境，使用寿命长。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的气弹簧容易受到杂物摩擦的影响，导致使用寿命降低的缺陷。
27.需要说明的是，本实施例中的筒体10为圆筒状结构，其包括侧壁以及两个端壁。上述的筒体10的第一端也即图1中的上端，筒体10的第二端也即图1中的下端。进一步地，筒体10的第一端的端面上设置有孔，支撑杆20穿设在孔内，因此上述的支撑杆可移动地设置，指的是支撑杆20能够沿其轴向相对于筒体10可伸缩的设置。
28.需要说明的是，上述的第一磁性件30和第二磁性件40相对的极性相同指的是，第一磁性件30和第二磁性件40的相对的端部的极性相同。例如在图1中，第一磁性件30的下端为n极，第二磁性件40的上端为n极。因此第一磁性件30和第二磁性件40之间可以施加排斥力，进而推动支撑杆20向上运动。
29.需要说明的是，第一磁性件30和/或第二磁性件40配置为电磁铁包括三种情况：1、第一磁性件30为永磁铁，第二磁性件40为电磁铁；2、第一磁性件30为电磁铁，第二磁性件40为永磁铁；3、第一磁性件30和第二磁性件40均为电磁铁。通过将电源回路50导通或者切断，能够使得电磁铁通电或者断电，进而控制第一磁性件30和第二磁性件40之间是否施加排斥力。
30.进一步地，电磁铁的电源回路50配置为，第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离越大，电源回路50内的电流越大。具体而言，当第一磁性件30和第二磁性件40施加排斥力时，支撑杆20被推动向上移动。支撑杆向上移动时会带动第一磁性件30一同向上移动，进而使得第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离越来越大。上述距离的增大会导致第一磁性件30和第二磁性件40之间的排斥力越来越小，进而能导致推力不足。而通过上述对电源回路50的设置，使得第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离越来越远时，电源回路50的电流越大，进而使得电磁铁的磁力越大，从而对因距离增大而减小的排斥力进行补偿，并保证在支撑杆伸出的过程中排斥力尽可能保持不变。
31.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，电源回路50包括串联设置的电源51以及第一电阻52，第一电阻52配置为，第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离越大，第一电阻52的阻值越小。具体而言，当第一磁性件30和第二磁性件40之间的距离增大时，第一电阻52的阻值越小，因此电源回路50中的电流越大，电磁铁产生的磁性力越大。
32.优选地，第一磁性件30为永磁铁，第二磁性件40为电磁铁，第一电阻52为滑动变阻器，滑动变阻器的调节端521与支撑杆20连接，以使支撑杆20朝背离第二磁性件40的方向移动时，滑动变阻器的阻值减小。具体而言，第二磁性件40固定设置在筒体10的底部，其包括铁芯以及线圈70。上述的电源回路50与线圈70连接并对线圈供电。第一电阻52固定设置，从
图2可以看到，当支撑杆20向上滑动时，其带动第一电阻52的调节端521向上移动，进而使得第一电阻52的阻值减小，从而使得电源回路50内的电流增大。同理，当支撑杆20向下滑动时，其带动第一电阻52的调节端521向下移动，进而使得第一电阻52的阻值增大，从而使得电源回路50内的电流减小。因此，当支撑杆20向上移动时，电源回路50内的电流自动变大，进而使得电磁铁的磁性变大，从而补偿因第一磁性件30和第二磁性件40之间因距离增大而减小的排斥力。
33.当然，上述增大电源回路50中电流的方式不限于上述方式，例如可以通过设置位置传感器检测支撑杆20的位置，然后根据检测结果控制电源回路50中的电流。
34.如图2所示，在本实施例的技术方案中，电源回路50还包括第二电阻53，第二电阻53与电源51串联设置，第二电阻53配置为阻值可以调节。具体而言，通过调节第二电阻53的阻值，可以调节电源回路50中电流的大小，进而调节电磁铁通电时的电磁力的大小，进而使得电磁气弹簧可以适应更多的工况。因此，第二电阻53阻值的调节也可以视为对电磁气弹簧的公称力的调节。
35.需要说明的是，上述的对第二电阻53的阻值调节，其作用是对电磁铁的初始磁性力进行调节，而上述对第一电阻52的调节，是对因第一磁性件30和第二磁性件40之间因距离增大而减小的排斥力进行补偿调节。因此第一电阻52和第二电阻53在电源回路中起着不同的调节作用。
36.如图2所示，在本实施例的技术方案中，电源回路50还包括电容54，电容54与电源51和第二电阻53并联设置。电源回路50还包括开关结构55，开关结构55设置在第一电阻52和电源51之间。具体而言，开关结构用于对电源回路50进行连通或者切断，进而控制电磁铁通电或者断电。进一步地，由于设置了上述的电容54，当开关结构55断开时，线圈70内的电流消失，但是线圈70、第一电阻52以及电容54形成了lc回路，进而产生逆向电流，并阻碍通过线圈70中电流减小，从而使得支撑杆20能够缓慢平稳缩回。
37.如图1所示，在本实施例的技术方案中，筒体10的第二端的内侧壁上设置有与第一磁性件30配合的限位结构60。具体而言，本实施例中限位结构60为限位环，当第一磁性件30运动至于限位环抵接时，第一磁性件30无法在继续向上移动，因此支撑杆20伸出至极限位置。
38.本实施例还提供了一种工程机械，包括上述的电磁气弹簧。优选地，工程机械为挖掘机，支撑杆20的第二端适于与机罩或者车门连接。当然，工程机械中其他需要开启和闭合的机构，均可以采用上述的电磁气弹簧结构。
39.根据上述描述，本实施例的电磁气弹簧具有以下优点：
40.1、采用电磁同极排斥原理，使得活塞杆撑起、缩回平稳可靠；
41.2、通过改变第二电阻的阻值大小能够调节公称力，使同型号电磁气弹簧适合更多工况；
42.3、第一电阻的设置使得电磁铁能够自动补偿磁性力，进而使得支撑杆伸出时电磁力尽可能保持不变；
43.4、密封件密封性要求小，增加电磁气弹簧使用寿命；
44.5、电磁气弹簧受温度影响小，适合恶劣环境。
45.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。