一种诸如液压缸的线性致动器，包括线性位置感应设备。在活塞外表面的凹陷中提供至少一个磁体用于产生穿过圆柱形外壳壁的磁场。磁感应器布置确定活塞相对于外壳的轴向位置并包括至少一对磁感应器元件，其沿着壁外表面布置在间隔开的位置上用于感应穿过外壳壁的磁场强度。所述凹陷轴向定位于活塞第一和第二末端表面之间，并且至少一个磁体放置在轴向隔开的北磁极片和南磁极片之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线性致动器和用于其的位置感应设备本专利技术涉及一种线性致动器，及用于探测例如为液压或气压缸的线性致动器位置 的线性位置感应设备。在许多应用中，其中液压或气压缸致动器用于控制一个物体的移动或位置，通常 希望确定致动器的位移。典型的液压或气动活塞致动器包括容纳布置为在轴方向往复运动的可滑动活塞 和活塞杆组件。活塞密封至气缸的内表面以使得将气缸分为两个膛并且活塞为可移动的， 在处于压力下引入一个或另一个膛内的液压或气动流体影响之下，在内缩冲程位置和延伸 冲程位置之间移动，其中在内缩冲程位置处活塞杆大体上被全部容纳在外壳内，在延伸冲 程位置处杆的长度伸出外壳外。活塞的移动通常被一个或多个控制阀的使用影响，以将流 体引入膛内。为了确保准确的定位，希望能响应于代表活塞或活塞杆关于汽缸位置的回馈 信号来操作控制阀，在这种情况下，有必要具有以准确的方式感应活塞或活塞杆冲程位置 的能力。用于将位置感应器合并在这种线性致动器中的常规方法为沿活塞杆的长轴钻一 个孔，至少部分感应器布置可装入此孔中。这种感应器的一个范例为线性电压位移传感器。 另外一个为磁弹性传感器，其包括放置在孔中延长的波导和围绕活塞杆布置的磁体，从而 使该磁体的磁场沿所述波导导向。电流脉冲自安装在气缸中的感应器处发出，并沿波导传 播。由每个脉冲产生的磁场与磁体的磁场互相作用使得在波导中给予一个机械张力。该张 力被感应并转化为一个电脉冲，并且磁体相对于波导的位置可由脉冲行经磁体与感应器之 间的距离所花的时间确定。在另一个范例中，一系列霍尔效应感应器或簧片以线性排列布置在沿着所述活塞 杆中孔的管中，并且安装至活塞杆的永磁体相对于管滑动，从而依次激活每个感应器。在活塞杆中加工用于容纳部分感应器组件的孔为不利的，因为它增加了制作成本 并可能减弱致动器。这对于长冲程气缸致动器尤其是个问题。—个备选的方法是使用气缸外置感应器以及带有与活塞相连的磁极片的磁体。这 包括以额外部件增加其长度的方式改变活塞，导致要么减少的致动器冲程，或者需要延伸 气缸的长度，而二者都导致不期望的额外生产成本。已经认识到磁体和/或磁极片暴露至 由气缸内的高压施加在活塞上的端面压力可影响磁体的完整性，并因此影响读数的准确 性。由于致动器在苛刻的环境中使用，外置感应器经常是不实际的。而且，许多液压线 性致动器在显著的压力之下操作，因此气缸往往是由厚钢铁制成。这导致基于磁力的感应 器使用成为问题，因为厚钢气缸的铁磁属性意味着由磁体产生的磁通量与外置感应器之间 通常被屏蔽，并且通常不具有足够的密度使得它能被准确地感应。本专利技术的其中一个目标为消除或减轻前述的缺陷。提供用于改进的线性位置感应 器与上述类型的致动器一起使用也是一个目标。根据本专利技术的第一部分，提供一种线性致动器，其包括活塞和外壳，活塞布置在外 壳内用于沿轴往复运动，外壳包括带有内表面和外表面的壁，活塞具有第一和第二轴向间隔开的末端表面，至少有第一膛限定在第一和第二末端表面其中之一与壁内表面之间用于 接收致动流体，活塞具有至少一个用于产生穿过外壳壁的磁场的磁场发生器，以及用于确 定活塞关于外壳的轴向位置的磁感应器布置，所述感应器布置包括至少一对磁感应器元 件，其以关于壁外表面的轴向间隔的位置布置在壁上与活塞相对的侧，用于感应穿过外壳 壁的磁场强度，其中至少一个磁场发生器放置在限定于活塞外表面中的凹陷内，所述凹陷 轴向定位于活塞第一和第二末端表面之间。磁场发生器可包括配置为产生磁场的任何部件或部件组件。特别地，其可包括简 单的一个或多个磁体。备选地，其可包括一个或多个磁体以及磁导材料的相关磁极片。磁感应器布置优选地为非接触类型，S卩，所述布置不依靠磁导元件与壁接触以将 磁场拖曳至壁外。它可如此放置使得它能自壁外表面径向地隔开。在壁外表面和感应器布 置之间的径向状空间中可放置一种绝缘材料。北南磁极片和南磁极片可为活塞的组成部分，或者可为单独部分。它们优选地具 有与外壳壁相近的外边缘以传导磁场进入和穿过壁。可提供一种磁绝缘材料的固定器，其中容纳所述磁场发生器，该固定器收纳在所 述活塞内的凹陷中。在具有北磁极片和南磁极片并且它们为单独部分的例子中，它们可在 磁体的每侧支撑于固定器中。固定器可具有一双容器用于支撑磁极片。容器可由固定器的 中间壁分隔，所述固定器中至少一个支撑一个磁体。磁极片为优选地布置为使得它们径向 的最外表面与外壳壁的内表面紧密相连。活塞中的凹陷可为缝的形式，所述缝由活塞外表面的移除材料限定。活塞和外壳优选地为圆柱形的但可采用其他合适的形状。缝可以为从活塞中移除 的段形式，优选地为劣弧段。固定器可在所述缝内滑动地接收并可不通过固定件保持。它可具有其中接收磁体 的孔。固定器中的中间壁可由其中支撑磁场发生器的孔穿透。固定器的外表面可与活塞的外部外表面基本齐平。外壳的壁可由铁磁材料或其他制成。在一个优选实施方式中，每个北和南磁极片的径向最远表面的表面积可等于或大 于磁体的南极表面的相应北面的表面积或，在有多于一个磁体的情况中，大于磁体的组合 的相应南极或北极表面的表面积。 在每个磁极片的径向最远表面上可有一个锥形或斜面用于提供一个集中的磁场。磁感应器布置可进一步包括磁场发生器，其配置为将一个偏置磁场应用至感应器 元件。这可包括一个延长的永磁体或与至少一个磁体或电磁体相连的可磁化材料的一个延 长带。感应器元件可以线性排列布置并且磁场发生器可布置于排列感应器元件之上使得成 为与其基本平行。在另一个优选实施方式中，南磁极片与北磁极片之间的距离等于，或大于，外壳壁 的厚度。活塞可安装活塞杆上，所述活塞杆延伸于外壳中的并且具有优选地通过一个端头 配件伸出外壳的第一末端。活塞可安装于，或连接至，活塞杆的第二末端或，备选地，活塞杆 的第二末端也可通过一个端头配件伸出外壳延伸。活塞杆可包括一个或多个部分。根据本专利技术的第二部分，提供位置感应设备用于确定具有一个活塞和一个外壳的5线性致动器的位移，所述活塞布置在所述外壳中用于沿轴往复运动，所述外壳具有带有内 表面和外表面的壁，所述活塞具有第一和第二轴向隔开的末端表面，至少有第一膛限定在 第一和第二末端表面其中之一与壁内表面之间用于接收致动流体，所述设备包括至少一个 用于产生穿过外壳壁的磁场的磁场发生器、磁场绝缘材料的固定器用于支撑至少一个磁场 发生器，可选地位于轴向隔开的北磁极片和南磁极片之间，并且用于插入在活塞外表面内 的凹陷中，以及用于确定活塞相对于外壳的轴向位置的磁感应器布置，所述感应器布置包 括至少一对磁感应器元件，配置为用于放置在壁上与活塞相对的侧，位于相对于壁外表面 的间隔开的位置用于感应穿过外壳壁的磁场强度。根据本专利技术的第三部分，提供一种方法，其用于提供具有活塞和带有位置感应设 备的外壳的线性致动器，此方法包括从外壳移除活塞，从活塞的外表面移除材料使得在活 塞的末端表面之间限定一个凹陷，放置固定器，所述固定器包括位于凹陷内的磁场发生器， 并在外壳中更换活塞，装配磁感应器布置以确定磁体相对于外壳的轴向位置，所述感应器 布置包括至少一对磁感应器元件，其配置为定位在关于壁外表面的间隔的位置上以感应穿 过外壳壁的磁场强度。现在将仅通过范例的方式描述，参考附图描述本专利技术的具体实施方式，其中附图说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线性致动器包括活塞和外壳，所述活塞布置在所述外壳内用于沿轴往复运动，外壳包括带有内表面和外表面的壁，所述活塞具有第一和第二轴向间隔开的末端表面，至少有第一膛限定在第一和第二末端表面其中之一与壁内表面之间用于接收致动流体，活塞具有至少一个用于产生穿过并穿出外壳壁的磁场的磁场发生器，以及用于确定活塞关于外壳的轴向位置的磁感应器布置，所述感应器布置包括至少一对磁感应器元件，其以关于壁外表面的轴向间隔的位置布置在壁上与活塞相对的侧，用于感应穿过外壳壁的磁场强度，其中至少一个磁场发生器放置在限定于活塞外表面中的凹陷内，所述凹陷轴向定位于活塞第一和第二末端表面之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·弗莱彻，
申请(专利权)人：罗塔工程有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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