汽缸位置传感器和包括所述传感器的汽缸制造技术

一种汽缸位置传感器系统，包括汽缸筒；置于汽缸筒内活塞；与活塞耦接的活塞杆，与活塞耦接的至少一个磁铁；和置于汽缸筒之外的至少一个传感元件。磁铁建立由传感元件感测的磁场，用于提供活塞位置的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及位置传感器，更具体地说，涉及供汽缸使用的位置传感器。
技术介绍
使用致动器控制一个组件相对于另一个组件的位置和移动是众所周知的。许多致 动器(比如液压缸、气压缸等)包括汽缸和活塞杆，活塞杆具有与之耦接的活塞。当引入致 动力(比如，但不限于加压的液压用液体或者压缩空气)时，汽缸和活塞/杆彼此相对移动。在许多应用中，理想的是知道杆相对于汽缸的位置。通常，杆位置的控制对控制机 器的运转具有重大意义。为了利用常规的反馈控制技术实现这样的控制，通常需要测量杆 相对于汽缸的绝对位置或速度。附图说明应参考下面的详细说明，所述详细说明应结合附图来阅读，附图中，相似的附图标 记代表相似的部件图1图解说明按照本专利技术的系统的一个示例实施例。图2图解说明按照本专利技术的包括永磁铁和传感元件的一种示例布置的示例活塞 杆。图3是和图2中所示的实施例相关的感测磁场与活塞杆行程/位置的曲线图。图4图解说明按照本专利技术的包括永磁铁、传感元件和消磁线圈的示例布置的另一 个示例活塞杆。图5图解说明按照本专利技术的包括永磁铁和传感元件的示例布置的另一个示例活塞杆。图6是图5中图解说明的实施例的横截面图。图7图解说明按照本专利技术的包括永磁铁的示例布置的另一个示例活塞杆。图8是与按照本专利技术的示例汽缸位置传感器相关的感测磁场与杆行程/位置的曲 线图。图9图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图10是图9中图解说明的实施例的剖面图，表示永磁铁的定位。图11A-11D示意地图解说明按照本专利技术的永磁铁的径向、直线和轴向磁化。图12图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图13是图12中图解说明的实施例的端视图，表示永磁铁的定位。图14图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图15是图14中图解说明的实施例的端视图，表示永磁铁的定位。图16图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图17是图16中图解说明的实施例的端视图，表示永磁铁的定位。图18是图16中图解说明的杆的端部的详细视图。图19图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图20图解说明按照本专利技术的示例汽缸中的闭环磁通路线。图21图解说明按照本专利技术的汽缸的一部分，包括置于在杆中形成的空腔中的永 磁铁。图22图解说明按照本专利技术的汽缸的一部分，包括置于用于把活塞固定到杆上的 螺母中的永磁铁。图23是图22中图解说明的螺母的端视图。图M图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图25是图M中图解说明的实施例的端视图。图沈图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图27是图沈中图解说明的实施例的端视图。图28图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图四是图观中图解说明的实施例的端视图。图30图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图31图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图32是图31中图解说明的实施例的端视图。图33是图31中图解说明的杆的端部的详细视图。图34图解说明按照本专利技术的另一个示例汽缸。图35示意地图解说明按照本专利技术的系统中的传感元件的一种示例布置。图36是图35中所示的实施例的侧视图。图37示意地图解说明按照本专利技术的系统中的传感元件的另一种示例布置。图38是图37中所示的实施例的侧视图。图39图解说明可用在按照本专利技术的系统中的传感器电子器件的示例实施例。图40是和在图39中图解说明的传感器电子器件相关的输出电压与汽缸位置的曲 线图。图41是按照本专利技术的另一个示例汽缸的侧视图。图42是在图41中图解说明的汽缸的一部分的剖面图。图43是按照本专利技术的另一个示例汽缸的侧视图。图44是按照本专利技术的另一个示例汽缸的侧视图。图45是按照本专利技术的包括屏蔽物的另一个示例汽缸的透视图。图46是可用在按照本专利技术的汽缸中的示例活塞的透视图。图47是在屏蔽物部分被除去的情况下，图46中图解说明的活塞的透视图。图48是可用在按照本专利技术的汽缸中的另一个示例活塞的分解视图。图49是在图48中图解说明的活塞的局部分解视图。图50是在图48中图解说明的活塞的剖面图。图51是在图48中图解说明的活塞的另一个剖面图。图52包括和按照本专利技术的示例汽缸位置传感器相关的感测径向磁场与杆行程/ 位置的曲线图。图53包括和按照本专利技术的示例汽缸位置传感器相关的感测轴向磁场与杆行程/ 位置的曲线图。图M是可用在按照本专利技术的活塞中的磁铁组件的分解图。图55是包含在图M中图解说明的磁铁组件的示例活塞的部分分解视图。图56是可用在按照本专利技术的汽缸中的另一个示例活塞的透视图。图57是可用在按照本专利技术的汽缸中的另一个示例活塞的透视图。图58是可用在按照本专利技术的汽缸中的另一个示例活塞的分解视图。图59是在图58中图解说明的活塞的透视图。图60图解说明可用在按照本专利技术的系统中的传感器电子器件的另一个示例实施 例。图61是和在图60中图解说明的传感器电子器件相关的传感器输出与汽缸位置的 曲线图。图62是和在图60中图解说明的传感器电子器件相关的输出电压与汽缸位置的曲 线图。图63示意地图解说明按照本专利技术的系统中的传感元件的另一种示例布置。图64包括和按照图63的传感元件的布置相关的感测磁场与汽缸位置的曲线图。图65包括和按照图63的传感元件的布置相关的正弦/余弦输出的反正切的曲线 图。图66包括和按照图63的传感元件的布置相关的感测磁场与汽缸位置的曲线图。图67包括和按照图63的传感元件的布置相关的感测磁场的导数与汽缸位置的曲 线图。图68是按照本专利技术的另一个示例汽缸的侧面透视图。图69是在图68中图解说明的汽缸的一部分的剖面图。图70是在图68中图解说明的汽缸的端视图。图71是在图68中图解说明的汽缸的传感元件和PCB组件的透视图。图72是在除去屏蔽物部分的情况下，可用在按照本专利技术的汽缸中的示例活塞的 透视图。图73是在图72中图解说明的活塞的透视图。图74图解说明用于感测如图68中所示的汽缸中的径向磁场的第一和第二传感元 件的示例布置。图75-77包括和图74中所示的示例汽缸位置传感器布置相关的感测径向磁场与 活塞杆行程/位置的曲线图。图78图解说明用于感测如图68中所示的汽缸中的轴向磁场的第一和第二传感元 件的示例布置。图79-81包括和图78中所示的示例汽缸位置传感器布置相关的感测轴向磁场与 活塞杆行程/位置的曲线图。图82是按照本专利技术的另一个示例汽缸的侧面透视图。图83是在图82中所示的实施例的部分轴向剖面图。图84是沿A-A线得到的图83中所示的实施例的部分径向剖面图。图85是按照本专利技术的另一个示例活塞组件的剖面图。图86是按照本专利技术的另一个磁铁保持器配置的剖面图。图87是在图86中所示的磁铁保持器的剖面图。图88是按照本专利技术的另一个磁铁保持器配置的剖面图。图89是在图88中所示的磁铁保持器的剖面图。图90是按照本专利技术的另一个磁铁保持器配置的剖面图。图91是在图90中所示的磁铁保持器的剖面图。图92是按照本专利技术的另一个示例活塞组件的剖面图。图93是图92中所示的活塞组件的剖面图。图94-102是按照本专利技术的不同磁铁保持器和磁铁配置的剖面图。图103是按照本专利技术的另一个示例活塞组件的透视图。图104是图103中所示的活塞组件的剖面图。图105是图103中所示的活塞组件的另一个剖面图。图106是按照本专利技术的另一个示例汽缸的部分轴向剖面图。具体实施例方式按照本专利技术，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽缸系统，包括：　　汽缸筒；　　置于所述汽缸筒内，用于相对于所述汽缸筒往复运动的活塞；　　与所述活塞耦接的活塞杆，所述活塞杆被配置成随着所述汽缸的所述往复运动而相对于所述汽缸筒轴向移动；　　置于所述汽缸筒内的至少一个磁铁；　　置于所述汽缸筒之外的至少一个传感元件，所述传感元件被配置成用于响应来自所述至少一个磁铁的磁通量提供输出，所述输出随着所述杆相对于所述汽缸筒的位置而变化；和　　与所述筒耦接，并在所述至少一个传感元件上方延伸的屏蔽物，所述屏蔽物被配置成至少部分地保护所述至少一个传感元件不受外部磁场影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/054,2652008年5月19日1.一种汽缸系统，包括汽缸筒；置于所述汽缸筒内，用于相对于所述汽缸筒往复运动的活塞；与所述活塞耦接的活塞杆，所述活塞杆被配置成随着所述汽缸的所述往复运动而相对 于所述汽缸筒轴向移动；置于所述汽缸筒内的至少一个磁铁；置于所述汽缸筒之外的至少一个传感元件，所述传感元件被配置成用于响应来自所述 至少一个磁铁的磁通量提供输出，所述输出随着所述杆相对于所述汽缸筒的位置而变化； 禾口与所述筒耦接，并在所述至少一个传感元件上方延伸的屏蔽物，所述屏蔽物被配置成 至少部分地保护所述至少一个传感元件不受外部磁场影响。2.按照权利要求1所述的系统，其中所述至少一个磁铁与所述活塞耦接。3.按照权利要求2所述的系统，其中所述至少一个磁铁与独立的磁铁载体耦接，并且 所述磁铁载体与所述活塞耦接。4.按照权利要求2所述的系统，所述系统包括多个所述磁铁。5.按照权利要求4所述的系统，其中所述多个所述磁铁中的每一个磁铁都与独立的磁 铁载体耦接，并且所述磁铁载体与活塞耦接。6.按照权利要求1所述的系统，所述系统包括多个所述传感元件，所述多个传感元件 沿着所述筒的长度方向，呈阵列地被布置在所述筒的外表面附近。7.按照权利要求1所述的系统，所述系统包括所述传感元件中的被耦接成用于提供差 动输出的第一和第二传感元件。8.按照权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传感元件包括磁通门传感器。9.按照权利要求1所述的系统，所述系统还包括邻近所述杆布置的至少一个消磁磁 铁，所述消磁磁铁被配置成用于减小由外部磁场造成的所述杆中的残余磁场。10.按照权利要求1所述的系统，所述系统还包括环绕所述杆布置的消磁线圈，所述消 磁线圈被配置成用于当使所述线圈通电时，减小由外部磁场造成的所述杆中的残余磁场。11.一种汽缸位置传...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·希达亚特，
申请(专利权)人：石通瑞吉控制装置公司，
类型：发明
国别省市：US