用于门窗的磁悬浮系统 |
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| 申请号 | CN201480026021.9 | 申请日 | 2014-05-06 | 公开(公告)号 | CN105164356B | 公开(公告)日 | 2017-11-03 |
| 申请人 | 希珀雅内拉斯公司; | 发明人 | 瑞-费尔南多·布兰科-特谢拉; 卡拉-索非亚·卡瓦略-达-罗查; 森恩-兰塞罗斯·蒙德兹; 维托-曼努埃尔·戈麦斯-科雷亚; | ||||
| 摘要 | 一种用于滑动 门 窗(1a,1b,2)的 磁性 悬浮系统，至少包括用于该 滑动门 窗(1a,1b,2)的底部的可移动模 块 (4)，所述可移动模块包括一个或多个 永磁体 ；用于该滑动门窗(1a,1b,2)的 框架 的底部的几个固定模块(5)，该固定模块包括一个或多个电磁体，以产生与可移动模块的所述磁体的 磁场 为可变化排斥的磁场。该系统具有消除摩擦、机械磨损以及与滑动相关联的噪音的优势，并在停用时允许更强的气密性、 水 密性和终端 和声 音隔离，实现了电磁体的封闭以及门窗的 锁 定，增加了安全性，且因为该系统是一种模块系统，其操作和结构更简单和廉价。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于滑动门或窗(1a,1b,2)的磁性悬浮系统，包括： |
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| 说明书全文 | 用于门窗的磁悬浮系统技术领域背景技术[0002] 由于所发明的滑动门或窗展示相同的操作原理，其基于应用于门窗上的一系列滚轮，这些小滚轮允许了沿着导向轨道的滑动。由于这种机构所产生的巨大摩擦力以及结构需求，该原理导致需要更大的力来移动窗口，所使用的滚轮的直径大幅减少，这造成了更大的摩擦作用力，以及因此更高的惯性来进行系统移动，这样导致了必须使用大量作用力来进行门窗的移动。应当注意，对于更大尺寸的门窗，所需要移动的作用力因此大量增加。 [0003] 另一方面，这种方法迫使通过滚轮使门窗以及支撑导向轨道之间永久机械接触，这意味着对实现该滑动的滚轮施加了恒定负载。因此，这种恒定的高负载促使了构成该系统的几个机械部件上的高磨损，这又引起系统维护的恒定需要，以及导致有限的使用寿命。 [0004] 由于几个部件之间存在机械接触，还进一步产生了与门窗关联的噪音。这种噪音在滑动系统的高度磨损时可以是笨重的，或甚至不愉悦的声音。 [0005] 对于改善门窗的滑动系统的性能来说，已研究出几种技术，这些技术基于新的滚轮和导向轨道配置，这允许了以某种方式来减少摩擦，以及系统的惯性，给系统提升，更好地利用用户所施加的力。 [0006] 当前，在其它领域中具有能大量减少这种与运动关联的摩擦，如磁系统的情况，该磁系统用于磁悬浮火车，或纳米定位系统上。尽管如此，该滑动系统的传统方案仍是基于滚轮的，该滚轮用在所有的门或窗滑动系统中。 [0007] 本发明解决了上述的问题，与以下所述的现有技术(US 7568848B2,US 03741613,US 7889037B2,KR100788883,CN1928313)有所不同。 [0008] 在美国专利US 7568848B2中，如其权利要求所述，该专利涉及用于数字摄像机的镜头保护门的滑动结构，因此其不被包含在本发明的范围内。除了应用领域，本发明所描述的系统是基于独特的一系列永磁体，该永磁体引起保护门的打开以及其各自的关闭，但不会进行其悬浮。通过这种方式，该系统防止了导向系统的摩擦，因为在这种情况下它们不是磁体。 [0009] 在US 03741613专利中，根据其权利要求，该专利描述了一种用于对象的电磁悬浮导向系统。在该情况下，该专利的应用范围的领域和本发明的范围并非对应。所述专利的目的独特地基于电磁，用于悬浮的结构以及导向结构。通过这种方式，其暗示了所需要的用于广泛构成悬浮系统的两种部件的电力供应，这种悬浮系统使得和窗滑动系统与难的执行相对应。另一方面，所述专利中描述的方法并非完全可操作于门或窗滑动系统的应用，因为，以所描述的系统的方法，具有由电磁产生的一组横向作用力，这种作用力不会合适地抵消，这引起了悬挂中的导向进行横向位移，将磁极置于平衡位置，以及对应的主体的非悬浮。 [0010] 当与本发明的系统相比时，上述系统独特地基于电磁，因此其展示出更高的能量聚集。 [0011] 在美国专利US 7889037B2中，其公开了一种用于移动电话的滑动磁结构。在这种情况下，所公开的悬浮系统并非包含在如本发明的相同领域中。 [0012] 在所述专利中公开的操作方法独特地基于一组永磁体，假设悬浮的主体质量总是一样的，这并非是门窗滑动系统的情况，因为根据其使用，门窗的质量变化很大。 [0013] 另一方面，所公开的导向系统配置并不允许用于门窗滑动系统的两个部件的分离，这意味着实施的较大困难，或甚至变得不可能。 [0014] 韩国专利KR100788883公开了一种滑动门移动系统，其中的门通过机械传动链装置来固定，这种链通过引擎来移动。该系统由L形轮廓组成，这种形状并不支撑由永磁体和电磁产生的横向作用力，其产生大量横向作用力，并需要一组滚轮来帮助滑动，这意味着机械部件的更大磨损，且噪音和摩擦都增加。 [0015] 在中国专利CN1928313中，公开了一种用于由磁悬浮和弧状马达所驱动的两翼旋转门的系统，该系统包括磁性轴承以及弧状马达驱动设备。永磁体安装于旋转门的外部环上，且该永磁体和电磁体安装在内部环上。应当强调该系统在门被支承之处的门轴上呈现出球状轴承，该轴是与环相同的轴。 [0016] 上述所有的方案，没有提及到仅基于部件和电磁体的，通过悬浮系统的窗/门滑动系统。 发明内容[0017] 本发明趋于解决在上述文献中描述的，特别是传统滑动系统的问题，本发明能用于所有类型的具有不同尺寸和形式的滑动门或窗的悬浮移动。 [0018] a)为了消除与滑动系统的运动关联的摩擦，以及用户用于滑动移动门窗的对应所需力量； [0019] b)为了抑制由机械部件的相互影响引起的机械磨损； [0020] c)为了消除由滑动系统产生的噪音； [0021] d)为了安装模块系统，其能实现获得每个应用的所需尺寸，通过这种方式，使得系统成为全用途的系统，以便可用于不同的情况； [0022] e)门窗的关闭或锁定的安全性随着用于悬浮的电磁系统而增加； [0023] f)由于其几何形状获得了与空气和水的更大紧密性，以及当门窗处于静态状态时的门窗组件的声音隔绝。 [0024] 本发明涉及一种用于门窗的电磁悬浮和滑动系统，且其目的在于减少用于用户使用的门或窗所需的力量，以及抑制发生在传统系统中的机械磨损。 [0025] 如电磁系统，其促使实现门或窗当处于静止状态时的锁定。 [0026] 该滑动系统特别地指示用于所有类型的滑动门或窗。 [0027] 由于人的作用力或其它类型的作用力的应用，该悬浮系统促使更容易的滑动。 [0028] 然而，当需要提起其它物体或其它任何主体，并利用更小的力量来进行滑动时，由人的作用力引起的运动，电气，液压，气动作用力或其它作用力，该系统可用于其它应用中。 [0029] 其公开了一种用户滑动门窗的磁性悬浮系统，该系统的特征在于至少包括：用于滑动门窗的底部的可移动模块，包括一个或多个永磁体；用于滑动门窗的框架的底部的几个固定模块，每个所述模块包括一个或多个电磁体，所述电磁体用于产生可移动模块的所述磁场的可变化排斥磁场。 [0031] 可移动模块以及固定模块可通过其他几何形状来实施，例如以U形或者类似的呈现出磁性排斥效应的形状。 [0032] 在一个优选的实施例中，该可移动模块的磁体被设置为沿着滑动门窗的底部的两个横向平衡排上，并具有相同的磁体方向。 [0033] 在一个优选的实施例中，该固定模块具有V轮廓，尤其是V形截头轮廓。 [0034] 在一个优选实施例中，固定模块的电磁体，或电磁体和磁体被设置沿着滑动门窗的底部的两个横向平衡排，且具有相同的磁性方向。 [0035] 在一个优选的实施例中，固定模块的所述两条线，其中一个电磁体，另一个是磁体。 [0036] 在一个优选的实施例中，与可移动模块相排斥的固定模块的所述排的磁极被设置具有相对于滑动门窗的垂直轴的内角。 [0037] 在一个优选的实施例中，用于与固定块排斥的可移动模块的所述排的磁极被设置具有相对于滑动门窗的垂直轴的外部角度。 [0038] 在一个优选的实施例中，所述角度在相对于水平轴的30°和60°之间变化，尤其为45°。 [0039] 在一个优选的实施例中，包括用于测量滑动门窗与滑动门窗的框架之间的间隙的传感器，并包括控制单元，该控制单元被设计为通过控制对所述电磁体的电力供应来保持该滑动门窗以及该滑动门窗的框架之间的预设间隙。 [0040] 在一个优选的实施例中，该控制单元被设计为在不需要滑动门窗的运动时，或当趋于锁定滑动门窗的滑动时，停用电磁体。 [0041] 在一个优选的实施例中，该控制单元被设计为在固定模块和可移动模块重叠时仅启用所述电磁体。 [0042] 在一个优选的实施例中，该控制单元被设计为在需要滑动门窗的锁定时，启用固定模块的电磁体来反转其极性，使得排斥可被抑制。 [0043] 在一个优选的实施例中，包括多个所述固定模块和/或多个所述可移动模块。 [0044] 在一个优选的实施例中，所述模块通过数据网来相互连接。 [0046] 上述指代的特征，以及进一步相关的特征，通过以下表明本发明的说明的示例而变得更加明显，这些说明并非限制本发明的主题，并通过所附的附图来进行说明，其中的附图为： [0047] 图1A为展示了滑动门窗底部系统的透视图，该底部系统中安装了对应于本发明的磁体滑动结构； [0048] 图1B为展示了图1A中门窗滑动系统的简要侧视图； [0049] 图2为根据本发明的磁体滑动模块的简要透视图。 [0050] 图3为图2中磁体滑动模块，沿线III-III方向的截面图； [0051] 图4为图3中磁体滑动模块，沿线IV-IV方向的截面图； [0052] 图5为电子控制系统的简要方块图，该电子控制系统实现对磁性滑动模块的启用。 具体实施方式[0053] 本发明涉及一种用于滑动门窗的电磁体悬浮以及滑动系统，其目的在于减少用户移动门或窗所需要的努力，以及减少发生于传统系统中的机械磨损。 [0054] 电磁体系统使门或窗能够锁定，当门或窗处于静态状态时。 [0055] 如图1A所示，其为滑动门窗1a,1b,2的底部简要透视图，该门窗包括框架3，且其各自的窗玻璃通过部件1a,1b以及2所限定。所公开的悬浮系统包括一组固定模块5，其产生可变化的磁场，包括门窗的滑动门槛，该固定模块5以系列来设置。 [0056] 滑动门槛的长度通过所使用的固定模块的长度的总和来限定，这允许获得用于门窗的任何工作尺寸。该悬浮系统还包括一组可移动模块4，其中，它们安装在门窗的框架3的底端，其中，它们产生了永久和恒定的磁场，如在图1B所展示的详细细节。如固定模块5的前述情况中，还具有几个可移动模块4，以形成框架3，所述框架3所具有的宽度等同于门窗的宽度。 [0057] 从图1B中看到门窗的简要侧视图，其中可看出在发生门窗的滑动时，通过使用电磁悬浮和滑动系统，没有在模块4和5之间的接触。两个模块4和5之间的间隙根据使用这些部件的门窗的特征而变化，其中可在1和10mm之间发生变化。在门窗都处于静态状态的情况下，该固定模块并没有产生任何的磁场，这给窗在窗台处带来静止状态。因为两个模块4和5完好地匹配，在图1B和2中可见的优选实施例能对水，风和声音进行密封。 [0058] 永磁场通过使用永磁体9a,9b以及12a来产生，尤其是如图3和4中所使用的钕，可使用其它类似的材料，这些材料能在轴向方向产生磁场，这强大得足以实现门窗的悬浮。每个模块完美地被两排永磁体所包含，它们都以相同的磁取向来安置，例如，底端为北磁极而顶端为南磁极，如图3所示。在一个优选的实施例中，磁体的端部呈现出相对于水平轴的45°角度，如图3所展示，该角度可根据实用该系统的门窗的尺寸和特征而在30°和60°之间变化。 [0059] 在一个优选的实施例中，在每个线上所放置的是在磁体之间具有间隙的六个永久磁，根据门窗的特征，该间隙在1和10mm之间变化。每一排中磁体的尺寸，形式以及数量也可变化，可获得具有不同尺寸的模块。 [0060] 永磁体9a,9b和12a的形状为平行六面体，但它们可呈现出其它形状，其尺寸包含在长度为10-40mm，宽度为5-25mm，厚度为1-8mm。可根据所要悬浮的门窗的重量来限定这些尺寸。 [0061] 在一个优选的实施例中，可变磁场通过一组电磁体13来产生，该电磁体由铁磁心10和铜线制成的线圈11所组成，其以夹层的方式，沿着每个固定模块5上的两排来合并到一组永磁体9c内，如图3和4所示。该构成永磁体9c和12b的材料优选地用于描述永磁体9a,9b以及12a。 [0062] 在优选的实施例中，在每排上安置有三个电磁体13和两个永磁体9c以及12a，它们还夹在两条线之间，允许了用于悬浮和滑动系统的能量消耗的减少，如图3和4中所示。电磁体和永磁体的速度可根据要产生的磁场，以及永磁体和电磁体的总数量的需要而变化，且它们之间的间隙取决于固定模块5的长度，如模块4所示。 [0063] 在一个优选的实施例中，铁磁心10的上表面的形式和尺寸与永磁体的对应表面相同。铁磁心10的上端对应于北磁极，且永磁体9c和12b的上端也对应于北磁极。通过这种方式，产生了由固定模块5所产生的磁场与由模块4产生的磁场之间的排斥作用力，这导致了模块4以及因此的门窗的悬浮。通过类似的方式，该系统可通过反转上述的磁极来被执行。构成磁性模块4和固定模块5的主体以及插入所有的对悬浮9a以及9b有效的部件的材料可为塑料或金属，而没有铁磁性质，这实现了系统的要求。 [0064] 在所述的装置中，通过调节在电磁体13中激励的电流，可控制由固定模块5产生的磁场的强度。利用这种方式，可利用电子控制系统来控制窗的悬浮，如图5所示。 [0066] 控制系统是基于封闭的回路控制，通过传感器6来测量悬浮的提升，其测量门窗以及其框架之间的间隙，该传感器优选地安装在每个固定模块5上，如图2所示。传感器F组将门窗的间隙测量供应至控制系统C，电力控制系统D以确保了程序提升的方式而被允许。相反，电力控制系统D将来自控制系统C的信息转换成电流用于供应至电磁体13的线圈11。 [0067] 因为门窗的工作区域远大于门窗的宽度，不需要启用所有的模块来使门窗悬浮，只需要启用在门窗的区域中的固定模块5。当窗移动时，模块系统的启用管理，并驱动所需要的模块至位移，并停用不需要的那些，这导致了系统的更大能量效率。 [0068] 因为该系统是模块，每个固定模块5代表了在一端的一组四个阴性电连接器7，如图2所示，以及在另一端的四个阳性电连接器8，如图4所示，使得能产生用于几个固定模块5的控制总线，所有的模块与控制系统平行。 [0069] 在一个优选的实施例中，记载了一种用于滑动门窗的电磁体悬浮以及滑动系统，其基于可移动模块4和固定模块5的系统上，该固定模块利用所产生的电磁场来通过电子控制系统所驱动，其提供了滑动门窗系统的悬浮。该悬浮和滑动系统的特点是其还具有以下的元件： [0070] a)至少一个可移动模块4，在该可移动模块4处安装有一组永磁体9a,9b以及12a，其产生恒定的磁场； [0071] b)几个固定模块5，在每个模块中具有一组永磁体9c以及12b，插入有电磁体13，该电磁体产生可控制的磁场； [0072] c)至少一个间隙传感器6，插入每个固定模块5中； [0073] d)至少一个阴性电连接器7和几个阳性电连接器； [0074] e)至少一个电子控制系统。 [0075] 在一个优选的实施例中，该系统为模块，几个模块5的使用允许了门窗的滑动总长度的限定，以及几个可移动模块4的使用允许了对任何尺寸的门或窗实施系统。 [0076] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是安装于可移动模块4中的永磁体9a,9b以及12a是沿着在磁体之间具有距离的两个平行排来设置的，该距离可根据门或窗的特点来变化。 [0077] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是：安装于模块5中的永磁体9c以及12b和电磁体13是沿着在磁体之间具有距离的两个平行排来设置的，该距离可根据门或窗的特点来变化。 [0078] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是：永磁体9c和12b以及安装于模块5的电磁体13的上端，以及安装于可移动模块4的永久磁铁9a,9b以及12a的下端呈现了相同的磁极，该磁极提供了模块的排斥。在一个优选的实施例中，该系统的特征是：磁体9a,9b,12a,9c和12b，以及电磁磁体13的末端呈现出相对于水平轴的45°角度，该角度根据实施系统的门窗的尺寸和特征而在30°和60°之间变化。 [0079] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是：几个电磁体的电连接具有网状形状，电驱动电路并插入到模块本身中，这导致了模块5之间的所需连接的数量减少。 [0080] 在一个优选的实施例中，电路包括具有传感器的微分积分比例控制器，其允许了两个模块之间的间隙的测量，并启用电磁体，以便确保滑动门窗1a,1b,2保持特定悬浮间隙。 [0081] 在一个实施例中，该系统的特征是滑动门窗1a,1b,2的悬浮间隙的控制是基于封闭回路控制模块。 [0082] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是控制系统可通过总线，或通过另一个替代能量源来直接供应。 [0083] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是对于几个模块的启用控制仅在设置门窗的区域中进行，其目的是降低能量消耗。 [0084] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是门窗的磁体封闭通过将电磁体13的磁极的反转来实现。 [0085] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是在门窗处于静态状态时，停用模块。 [0086] 在一个优选的实施例中，该系统的特征是通过滑动其可用于另一种物体的运动。 [0087] 上述的实施例可两两之间结合。以下的权利要求描述了本发明的额外的实施例。 |
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