电磁执行机构制造技术

一种电磁执行机构，其特征在于包括： 一执行棒，该棒具有很多沿执行棒纵轴设置的磁体组件，每个磁体组件的设置使得沿纵轴方向上具有交替变化的磁力线； 一支撑结构；和 多个固定在支撑结构上布置在纵轴周围的定子绕组组件，每个定子绕组具有的一面向纵轴和磁体组件中某一个部分磁体的极面。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的背景本专利技术涉及线性电动机构，尤其是，涉及电磁执行机构。线性电机已经在各处需要精确位移的场合得到愈来愈多的应用，通常，一个线性电机包括一个紧靠在多个磁体附近的可以有选择性激励的绕组。在很多线性电机中，磁体是固定设置的，而绕组的激励应该使永久磁体的磁场与被激绕组的磁场相互作用而使绕组相对于永久磁场产生位移。另有一些线性电机，则将磁体安置在动杆上，而定子绕组则固定不动。最近，往往采用常规的液压执行机构来替代线性电机。或者更恰当地应被称为电磁执行机构在此领域中的应用，众所周知，虽然液压执行机构能有更高的承载力，但液体执行机构一般只是一个更庞大的液压系统的一部分，而另外还得配备油罐、过滤器及油泵等需要维护使之保证正常工作的附加设施。而且，因为液压系统中所采用的压力液往往还有浅漏的危险。如所周知，虽然电磁执行机构可以精确控制电枢的运转，但是因为其作用力还不足达到液压执行机构所具有的能力，所以至今还不能替代液压执行机构。专利技术的概要本专利技术是一种电磁执行机构及其制作方法。电磁执行机构包括一个执行棒，在该执行棒纵轴的周围设置有多个磁体组件，每个磁体组件可产生沿纵轴的交变磁力线，该电磁执行机构还包括多个定子绕组，定子绕组由支承结构固定，并布置在纵轴的周围。每个定子绕组有一朝向长轴和一个磁体组件中某一部分的磁极。由于定子绕组和磁体组件在纵轴周围的安排使垂直于纵轴的平面上新产生的力实际上等于零，而使每个被激励的定子绕组和它相应的磁体组件互相作用的力相加在一起后是平行于纵轴的。在优选的实施例中，电枢是由多个电枢段所组成，而每个磁体组体组件则包括多个磁体。每个电枢段包含每个磁体组件中的一个磁体，最好，每个电枢段是由很多电枢薄层所叠合而成，每个电枢层是很薄的。但当将许多薄层叠在一起，压紧粘合时，则每个电枢段以至整个电枢就成一坚实刚体，每个电枢薄层中包括等角度间隔的若干孔，孔与孔互相对准而形成空腔，使空腔持有永久磁体在电枢之中，并最好使处于外表面之下，然后将电枢外表面磨平，并镀以电解镍作防腐蚀保护，以便轴承可以沿麻磨平表面上滑入。为减少每个定子绕组和各相应磁体组件间的空气间隙，每个定子绕组包括一定子极面。这个极面是和执行机构棒的外表面相一致的。最好，定子极表面是由许多定子极薄层组成的叠层结构。定子极的薄层厚度最好与电枢薄层的厚度一样，为了使执行棒的外表面和定子极面之间获得十分精密的空气间隙，制作电枢有层和定子薄层的优选方法是包括首先使叠层的外部按定子极相同的形状叠层，以及使叠层的内部按执行棒的形状叠层，将这些初始叠层用冲床式激光切割加工以形成定子叠层和执行棒叠层。在另一优选实施例中，电枢棒是既旋转又作线性位移，在此优选实施例中，在执行棒的周围设置一常规无刷、直流、定子绕组组件，以此而构成电机。执行棒包括一个如同上述结构的执行棒第二部分的部段，但其平行于长轴方向的磁体具有相同的极性，以便和常规的电机一样地运行，该电枢的第二部分能够延长设置，或附加一附加电枢部分以使允许电枢按任何扩展的条件旋转。附图的图面说明附图说明图1是本专利技术电磁执行机构第一实施例的纵向剖面图其中有的部分已省略；图2是图1中的电磁执行机构沿2-2线方向的剖面图；图3是一具有定子极部分和一电枢部分的一薄层的顶视平面图；图3A是一定子极薄层的顶视平面图3B是一电枢薄层顶视平面图；图4是执行棒的一部段和定子极面叠层的一部分的透视图；图5是图2中沿着5-5线方向的定子绕组铁芯的剖面图；图5 A是定子组件中省略绕组和定子极面后的定子绕组铁芯的平面展开草图；图6是执行机构控制器的方框草图；图7是在定子绕组铁芯中的三相绕组和电枢磁体图；图8是本专利技术电磁执行机构的第二实施例的纵向剖面图，其中有的部分已省略；图9是第二实施例的电枢的一部分的透视图；图10是电机控制器的方框草图。优选实施例的详细描述图1是根据本专利技术而制作的电磁执行机构的一个实施例，如将在后面描述中那样，执行机构10是可以选择性地控制的用于控制其电枢12可相对于定子组件14作双向精密位移的机构。通常如图2所示，电磁执行机构10包括多个定子绕组组件16A，16B，16C，16D，16E，和16F，这些部件是在纵轴18周围按等角度间隔布置的，每个定子绕组组件16A到16F都面向布置在电枢12上的各个磁体组件20A，20B，20C，20D，20E和20F的。如图所示，各个磁体组件20A-20F是在纵轴18周围也和定子绕组组件16A-16F一样按等间隔角度布置的。虽然也可以采用电磁体，但每个磁体组件20A-20F最好包含一个永久磁体22的磁库，沿着电枢12实体部分的纵轴布置，如图1所示。每个磁体22的极是按辐射向布置的，以便使每个磁体22的相应磁场是由纵轴18出发而辐射方向延伸的，永久磁体最好由钕铁硼(NdFeB)材料制成。如所周知，每块磁体都有N和S两个磁极。图1表示了磁体组件20A和20D中的磁体22是沿纵轴18按极性交替布置的，而磁体组件20B，20C，20E和20F的磁体也是与此相似地安置如图2所示即在新给定的沿纵轴18的位置上，朝外向着纵轴18的那一面的极性都是一样的。通常，每个定子绕组组件16A-16F和每个相应的磁体组件20A-20F合成一个组合，当定子绕组组件16A-16F适当激励时，则构成一直线电机。将定子绕组组件16A-16F和磁体组件20A-20F按等间隔角度设置在纵轴18周围时，在与纵轴18垂直的平面中所呈现的力实际上等于零。而由每个所激励的定子绕组组件16A-16F与其相应的磁体组件20A-20F之间互相作用而产生的力则相加之后是平行于纵轴18的。在优选实施例中，电枢12是一具有内部纵向空腔24的管状物。磁体组件20A-20F中的各磁体22即设置在电枢12之中的外表面26之下。电枢即是由很多各包含有磁体组件20A-20F中的磁体22的电枢段28所构成，如图4所示。最好每个电枢段28是由许多如图3B所示的电枢片30所形成。电枢片30很薄(大概只有1/16英寸厚)，但如将一定数量的电枢片叠在一起并胶粘后再加以适当固定，则即可组成电枢段28，这里要指明，“电枢片”是定义成比磁体22的宽度为小的厚片，而“电枢段”则包含有许多“电枢片”30，每片电枢片30都由相当低磁阻的材料，如硅钢所制成。参照图3B可见，各电枢片30的形状和电枢段28以及电枢12的剖面的形状一致的，电枢片30包括一内支板32，一外支环34和将此两者相连在一起的的若干辐条36，内支板32、外支环34和辆条36之间限定了在其中设置磁体22的空腔，如图2和图4所示，每个电枢片30上还有一个槽口37，以便在组装电枢段28时可依此使电枢片30互相对毕，每片电枢片30中还有孔39，以便组装后形成空腔24。参照图1，将电枢段28胶粘在一起形成电枢12，两端各用端盖38和40固定。因为最末一个紧靠端盖38处的电枢段28A伸不到定子绕组16A-16F中去，所以可用适当的填充材料39。以替代磁体22，最好用适当的紧固件，诸如，螺栓42，在空腔24内部将端盖38和40抓紧以便使各电枢段28紧固在一起。组装之后，为使电枢12的圆柱形外表面26平整，即可将外表面26或电枢片30的外支环34(见图3B)磨光，并用电解镀镍以使之能防腐蚀并便于轴承52和54本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·G·安德森，威廉·C·麦克亚当斯，
申请(专利权)人：MTS系统公司，
类型：发明
国别省市：