包括两个独立移动构件的线性电磁致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种线性电磁致动器，其包括由围绕对称轴线(15)布置的至少一个电线圈(2)激励的定子(1)和轴向地位于线圈(2)两侧的两个铁磁定子极(13、14)，以及至少两个独立的移动构件(7)，所述移动构件(7)中的每一个是由铁磁材料构成的。其特征在于，所述线性电磁致动器包括布置在线圈(2)内部的至少三个磁极(4、5)，第一磁极(4)位于与将两个移动构件(7)分开且包含线圈(2)的轴线(15)的中面相邻的位置处，而第二磁极和第三磁极(5)被侧向地布置在所述移动构件(7)两侧的、在所述移动构件(7)与线圈(2)之间的位置处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有在机械上独立且线性移动的多个移动构件的电磁致动器的领域。
技术介绍
现有技术中已知美国专利US6098288，其涉及一种电剃刀，该电剃刀包括使移动元件来回运动的线性电磁致动器和至少一个第一片状元件和第二片状元件，该第一片状元件和第二片状元件相互作用以切割毛发。这些移动元件是磁化的。还已知欧洲专利申请EP2320543，其描述了一种包括永磁体组、定子和单相线圈的致动器，永磁体组在与移动装置的运动方向相垂直的方向上被磁化以使得具有不同极性的磁极沿着运动方向在磁体的磁极表面上交替，定子包括布置在一排永磁体两侧的第一磁极和第二磁极，这排永磁体沿垂直方向且每个永磁体都包括与磁极表面相对的磁极，单相线圈激励构成第一组磁极部和第二组磁极部的磁极部分。国际申请WO 2000063556描述了一种具有摆动活塞的控制构件，其特别用于具有摆动活塞的真空泵，并且包括其中容纳汽缸(3)的壳体(2)、能够在所述汽缸中进行往复运动的活塞(4)以及电磁控制构件，该电磁控制构件用于活塞(4)且包括定子侧的电磁体(11)和活塞侧的至少一个永磁体(18、19)。为了改善这种具有摆动活塞的控制构件的使用寿命，将永磁体(15、16)放置在定子侧，并且将定子的一个或多个永磁体(18、19)设计和放置成使得活塞(4)在静止状态下占据基本上位于中央的轴向位置。美国申请US2013/193780描述了一种具有固定部分和第一移动部分的致动器，该固定部分包括定子极，线圈被固定到该定子极，该第一移动部分包括在从内向外的方向上被磁化且被布置成沿固定部分的轴向方向覆盖一个端部的外周表面的第一磁体，该第一磁体被弹性地安装在定子极上并且沿轴向方向移动。第二移动部分包括在从内向外的方向上被磁化且被布置成沿固定部分的轴向方向覆盖另一端部的外周表面的第二磁体，该第二磁体被弹性地安装在定子极上并且沿轴向方向移动。当电流在线圈中流通时，第一移动部分和第二移动部分沿相反方向移动。线圈的轴是沿水平方向安装的。现有技术缺陷现有技术中的各个解决方案具有不同的缺陷。所提出的结构大部分在机械上和/或在磁性上不平衡，这会造成振动和声污染。另外，移动构件在现有技术解决方案中关联于磁体，这会增加质量和惯性且因而使这种致动器的性能降级。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种致动器，其能够实现两个独立的运动并且能够解决寻求调整上述装置的本领域技术人员所面临的问题。特别地，本专利技术的主要目的是提出这样一种致动器，其能够通过在结构内有利地布置永磁体来平衡施加于移动构件的横向力。通过这样做，存在于上述现有技术的致动器中的悬臂效应(porte-a-faux)被大大减小甚至被补偿。致动器因而可以被调节成最合适的大小以符合给定的招标细则(例如实现给定的轴向应力以抵抗负载)。本专利技术的另一目的是实现这样一种致动器，其给出了利用以双极方式供电的单个控制电线圈或利用以单极方式控制的两个嵌套的或同心的线圈来产生移动构件的反向移动的可能性。这一实现使得能够设想一种特别是在相对于移动的横向方向上紧凑的致动器，本专利技术的另一目的是使得能够实现一种摆动致动器或单稳态致动器或双稳态致动器，也就是说对于两个独立(术语“独立”是指在两个移动构件之间不存在机械连接)的移动构件而言，分别具有任意无电流稳定位置，或者在行程端部上的一个或两个无电流稳定位置。具体地，本专利技术涉及一种线性电磁致动器，其包括由围绕对称轴布置的至少一个电线圈激励的定子和轴向地位于线圈两侧的两个铁磁定子极，以及至少两个独立的移动构件，每个移动构件由铁磁材料构成，其特征在于，其包括布置在线圈内部的至少三个磁极，分别是与将两个移动构件分开且包含线圈的轴线的中面相邻的第一磁极，以及侧向地布置在移动构件两侧且位于移动构件与线圈之间的第二磁极和第三磁极。“磁极”是指在没有电流的情况下具有永久磁化的磁极。另外，移动构件只由软磁材料构成并且与相对于移动构件而固定的磁极不同。移动构件和磁极是不同的元件，磁体是固定且静止的。优选地，移动构件是沿相同的走向但相反的方向移动的。为此，第一磁极、第二磁极和第三磁极沿与线圈轴线垂直的横向方向被磁化，并且第二磁极和第三磁极在与第一磁极的磁化方向相反的相同方向上被磁化。第二磁极和第三磁极可以彼此联结或者与不同的部分联结。在一个特定的实施方式中，第二磁极和第三磁极是由完全磁化的单个环状物构成的。在一个特定的实施方式中，两个定子极具有以极尖形式的轴向指向的外延部以在行程开始时便利力的调用。致动器可以具有两个独立的同轴电线圈，其还可以是嵌套的以便能够针对每个线圈使用单极电源。同样地，电线圈可以具有轴对称旋转的几何形状以易于实现且优化其形状因素。在另一个特定实施方式中，电线圈由具有永磁体特性的主体承载，并且第二磁极和第三磁极至少部分上由所述磁性主体构成。可以有利地使用指示至少一个移动构件的位置的位置传感器，其被置于邻近移动构件的槽中。为了优化与待移动的外部构件的机械接口，有利地用移动构件所附加的输出轴来延长移动构件。也可以根据出口处的机械要求，针对输出轴和移动构件而使用不同的材料。最后，本专利技术的以及对于输出轴的使用的优点之一是可以获得与输出轴轴距不同的移动构件轴距。附图说明参考附图，通过阅读以下对实施示例的详细描述，本专利技术的其他特征和优点将变得明显，其中：-图1：其示出了第一实施方式，其中，在没有线圈电流的情况下布置磁体、线圈和移动构件以及致动器的标记为(a)、(b)、(c)和(d)的四个稳定位置，以及每个磁体的主磁通量路径和所施加的力的方向；-图2：其示出了在存在电流的情况下的第一实施方式中的两个稳定位置；-图3：其示出了第二实施方式，其中，致动器具有三个平行六面体磁体和一个矩形线圈；-图4：其示出了第三实施方式，其中，致动器具有瓦片形状的侧向磁体和一个轴对称线圈；-图5：其示出了第四实施方式，其中，圆柱形线圈具有用双极环状磁体代替两个侧向磁体的致动器；-图6：其示出了第五实施方式，其中，致动器的三个磁体借助于两个径向磁化的圆柱形磁体而被重构；-图7：其示出了第六实施方式，其中，致动器的线圈体是用可磁化材料制成的；-图8：其示出了根据一个替选实施方式的、具有极化齿的定子的侧视图；-图9：其示出了根据第二替选实施方式的极化齿和具有锥形端部的移动构件；-图10：其示出了根据替选实施方式的非磁性垫块；-图11：其示出了允许在没有致动器电流的情况下力不对称的一个实施方式；-图12：其示出了根据一个实施方式的、具有双重反向输出的振动致动器；-图13：其示出了整合了能够确定移动构件位置的传感器的实施方式；-图14：其示出了其中除了平行六面体磁体之外还具有附加磁体的实施方式；-图15：其示出了两个替选实施方式，其中，定子具有被置于磁体与定子之间的空间中的极化齿；-图16：其示出了一个替选实施方式，其中，中心磁极由位于能够引导磁通量的铁磁构件两侧的两个磁体构成；-图17：其示出了一个替选实施方式，其中，中心磁体包括极化部件。具体实施方式图1和图2示意性地展示了根据本专利技术的第一实施方式的致动器的结构的横向剖面图。一组铁磁构件形成了定子铁磁轭(1)，其包括围绕对称轴线(15)缠绕的电线圈(2)。在该线圈内部放置有两个彼此独立的(软)铁磁移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性电磁致动器，其包括由围绕对称轴线(15)布置的至少一个电线圈(2)激励的定子(1)和轴向地位于所述线圈(2)的两侧的两个铁磁定子极(13、14)，以及至少两个独立的移动构件(7)，所述移动构件(7)中的每一个是用铁磁材料构成的，其特征在于，其包括被布置在所述线圈(2)内部的至少三个磁极，第一磁极(4)位于将所述两个移动构件(7)分开且过所述线圈(2)的轴线(15)的中面附近，而第二磁极和第三磁极(5)被侧向地布置在所述移动构件(7)两侧，在所述移动构件(7)与所述线圈(2)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 FR 14506931.一种线性电磁致动器，其包括由围绕对称轴线(15)布置的至少一个电线圈(2)激励的定子(1)和轴向地位于所述线圈(2)的两侧的两个铁磁定子极(13、14)，以及至少两个独立的移动构件(7)，所述移动构件(7)中的每一个是用铁磁材料构成的，其特征在于，其包括被布置在所述线圈(2)内部的至少三个磁极，第一磁极(4)位于将所述两个移动构件(7)分开且过所述线圈(2)的轴线(15)的中面附近，而第二磁极和第三磁极(5)被侧向地布置在所述移动构件(7)两侧，在所述移动构件(7)与所述线圈(2)之间。2.根据权利要求1所述的线性电磁致动器，其特征在于，所述移动构件(7)是沿相同的走向但相反的方向移动的。3.根据权利要求1或2所述的线性电磁致动器，其特征在于，所述第一磁极(4)、所述第二磁极和所述第三磁极(5)是沿着与所述线圈(2)的轴正交的横向方向被磁化的。4.根据权利要求3所述的线性电磁致动器，其特征在于，所述第二磁极和所述第三磁极(5)在与所述第一磁极(4)的磁化方向相反的相同方向上被磁化。5.根据前述权利要求之一所述的线性电磁致动器，其特征在于，所述第二磁极和所述第三磁极(5)是相联结的。6.根据前述权利要求之一所述的线性电磁致动器，其特征在于，所述两个定子极具有极尖形式的、轴向指向的外延部。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·比韦尔西，哈维尔·里奥斯克萨达，米夏埃尔·德尔巴尔，纪尧姆·卢塞尔，格尔·安德里厄，
申请(专利权)人：移动磁体技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR