[发明专利]电磁驱动装置

说明书

本发明涉及电磁驱动装置。

这种驱动装置是已知的且具有各种结构，但它们主要是活塞和缸体装置的各种变型，且输出与驱动装置的中心线同轴。这种结构在被用于有限空间中时会产生问题，因为其意味着对于整个行程来说，其长度要求为行程长度的两倍，以适于使一部分驱动装置容纳在台座中的一个槽中。这一问题已经导致电磁驱动装置在使用中受到限制。

本发明提供了一种电磁驱动装置，在该电磁驱动装置中采用了一个相对于轴线方向横向延伸的元件，以通过一个轴向延伸的槽将电枢的运动传送至驱动装置的外部。

在一个实施例中，驱动装置呈设有线圈的定子的形式，所述线圈与通过电枢上的一个磁性组件产生的磁场配合，以在被激励时能够产生运动。其本身要求线圈的绕制方式应能形成所述横向元件可运动通过的间隙。

最好是，每一个线圈均以近似“数字8”的形状被绕制成一对线圈部分，且线圈被连接成一组三个，以便能够由彼此间相位相差120°的信号激励，以形成三相驱动。

在另一个实施例中，驱动装置可采用定子的形式，该定子设有一个用于产生交替磁极的固定场的永久磁铁，以及一个电枢，该电枢具有一个或多个绕制在电枢上的线圈。

在这一实施例中，所述线圈为传统的线圈，但它要求设置一个特殊的连接件，以便能够例如以可弯曲软管的形式对线圈提供电能。

较理想的是，定子的永久磁铁设有极片(磁极件)，该极片可采取带槽的盘的形式，且极片被设计成最好能提供磁场的理想形状。

为了更易于理解本发明，下面参照附图对本发明的实施例进行说明，其中：

图1为本发明的电磁驱动装置的第一实施例的剖面侧视图；

图2为在图1中所示的驱动装置的端视图；

图3为由一对线圈段形成的一个线圈的示意性说明图；

图4为本发明的另一个实施例的示意性侧视图。

参见图1，一种电磁驱动装置包括一个由一根钢制外管形成的圆筒形定子11，在该定子内部安装有一个沿定子11的长度运动的电枢12。

电枢12比定子11短，且设有一个横向延伸的元件14，该元件可采用任意的传统形式，但是在本实施例中，如图所示，其为沿轴向延伸的翼片14。翼片14被容纳在设置于定子儿的壁中的一个轴向延伸的槽15中。

电枢12由一个或多个永久磁铁件17的组件构成，所述永久磁铁件被轴向磁化，且被夹在两个极片18之间。如果需要，可使极片向着其径向边缘逐渐缩减(呈锥形倾斜)，以便减弱磁芯中的场以及电枢质量。也可在相邻磁性组件的极片之间插入一个较薄的柔性盘。这种结构允许制造公差，且还可允许形成具有较长定子的驱动装置，其利用了一个具有多个磁性组件的电枢。

在钢制外管内部，所述定子设有特别绕制的线圈，这些线圈留有元件14可延伸通过的间隙。如图3所示，实现这种结构的一种方式为以“数字8”的形状将每一个线圈绕制成两个线圈部分。这些线圈被装配成三个一组(每一磁化周期的三相中的每一个相均采用了一对线圈段)。每一相的电流必须沿线圈以在不交叉定子中轴向延伸的槽15的间隙的情况下被绕制的方向交替改变。一个或多个磁极组件使一个强磁场径向向外经定子线圈伸出，从而磁通量通过装设所述组件的外部钢管返回。

定子11的内部最好衬设有一个硬的且开有槽的绝缘管，该绝缘管起到了一个支承及密封面的作用。电枢12设有一个或多个例如呈活塞环形状的支承面，所述支承面被设置成可沿硬的绝缘管滑动。

每组夹在极片18之间的永久磁铁件17最好在轴向剖面上呈圆形。由于电枢12可由多个组件构成，因此其能够允许每一组件之间或组件组之间沿相对于中央轴线的任意方向相对旋转运动。因此，被装在一系列轴承圈上的电枢能够沿缸体轴线的不规则的或者精密的弧线运动，其中，所述轴承圈在由一种硬制绝缘材料制成的定子套管上延伸。如果需要驱动装置向上或绕一障碍物弯曲时，这种结构是非常有利的。其还允许由机械应力、温差或损坏引起的结构不规则误差。在组件之间的柔性盘可足以提供所需量的相对运动时，根据不同用途可使用其它更复杂的连接结构。另外，可以铰接翼片14或可以铰接形成电枢12和翼片14之间的连接。

通过这种基本的电磁结构，能够形成多种不同的致动器。例如，如果定子为封闭的缸体，例如在图1所示的管上设有封闭端，且致动器设有一环形密封从而形成一个活塞，那么当内部填充了如空气这样的气体时，所述如空气这样的气体可从一固定式压力源或可变式压力源供给，从而能够形成一种无杆式气动致动器。其本身要求一个被设置在槽15中的滑动压力密封件16。另外，槽15必须单独设置一个防止灰尘和其它杂质的防护性密封。