[发明专利]高强度径向场磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及磁学领域，并且特别地涉及利用作用于阀门元件上的径向磁场和导电线圈的直接驱动磁致动器。

背景技术

致动器常规地是机械技术。大多数致动器包括阀门、弹簧，以及移动阀门的绕轴旋转元件。机械致动器的一个问题在于机械致动器的部件具有磨损的倾向。当弹簧变得较少弹性以及绕轴旋转关节磨损时，阀门停止以有效的方式工作。具有较少移动部件的致动器将易于比常规机械致动器经久耐用。

目前，已产生对非常小的致动器的需求。例如，通过基本元件例如惯性测量单元、传感器和电源的小型化方面的快速进步，已研发出微飞行器(MAV)。这些MAV被设计成只有15厘米那么小。这么小的尺寸下的机械致动器非常不实用且不可靠。

因此，在行业中存在对解决前述缺乏和不足的至今为止还未满足的需求。

发明内容

本发明的实施方案提供一种用于提供磁致动器的系统及方法。

简要地描述，在体系结构上，除了还有其他方面之外可以如下实施系统的一种实施方案。磁致动器系统提供至少一组两个磁体，至少一个磁体具有外磁体部分、中间磁体部分和外磁体部分。外磁体部分具有至少部分指向轴向的磁化。中间磁体部分具有与外磁体部分的磁化基本上垂直的磁化。内磁体部分具有指向与外磁体部分的磁化基本上反平行的磁化。装置也包括布置成至少部分在两个磁体之间的至少一个导电线圈。至少一个基本可导磁对象布置成至少部分在两个磁体之间。棒与基本可导磁对象构成整体并从中延伸。

本发明也可以看作提供一种用磁力移动致动器的方法。在这点上，除了还有其他方面之外，这种方法的一种实施方案可以宽泛地概括为以下步骤：紧靠地装配至少一组两个磁体，磁体的至少一个包括：具有至少部分指向轴向的磁化的外磁体部分；具有与外磁体部分的磁化基本垂直的磁化的中间磁体部分；以及具有指向与外磁体部分的磁化基本反平行的磁化的内磁体部分；将至少一个基本可导磁对象布置成至少部分在这组两个磁体之间；将至少一个导电线圈布置成至少部分在这组两个磁体之间；以及在导电线圈中在第一方向上产生电流，其用磁力将基本可导磁对象推向这组两个磁体的第一磁体。

基于下面的附图和详细说明书的考查，本发明的其他系统、方法及优点将对于本领域技术人员变得明白。应当认为所有这种另外的系统、方法、特征及优点都包含于本说明书内，本发明的范围内，并且受附加权利要求的保护。

附图说明

参考下面的附图可以更好地理解发明的许多方面。附图中的部件不一定是按比例的，而是布置了重点以清楚地说明本发明的原理。此外，在附图中，相似的参考数字贯穿几个视图指定相应的部件。

图1是根据发明的第一示例实施方案的磁致动器的横截面视图。

图2是根据发明的第一示例实施方案的图1的磁致动器的透视图。

图3是根据发明的第一示例实施方案的示范性的高强度径向磁场(HIRF)永久磁体阵列的部分切除示意图。

图4是根据发明的第一示例实施方案的内磁体的透视图，其说明由内磁体的磁化建立的磁场线。

图5是根据发明的第一示例实施方案的中间磁体的透视图，其说明由中间磁体的磁化建立的磁场线。

图6是根据发明的第一示例实施方案的外磁体的透视图，其说明由外磁体的磁化建立的磁场线。

图7是说明根据发明的第一示例实施方案的图1的永久磁体阵列的径向/水平磁场强度的图表。

图8是说明根据发明的第一示例实施方案的在一个磁体阵列上方且相交导电线圈的径向磁场方向的箭头图。

图9A和图9B是说明根据发明的第一示例实施方案的径向磁场方向的图1的磁致动器的横截面视图。

图10是根据发明的第二示例实施方案的磁致动器的横截面视图。

图11是根据发明的第二示例实施方案的图10的磁致动器的透视图。

图12A是根据发明的第二示例实施方案的示范性的高强度径向磁场(HIRF)永久磁体的部分切除示意图。

图12B是根据发明的第二示例实施方案的另一个示范性高强度径向磁场(HIRF)永久磁体的横截面侧视图。

图13是根据发明的第二示例实施方案的设置成由一组导体磁化的单个磁体的一部分的横截面视图。

图14是说明根据第二示例实施方案的在一个磁体上方的径向磁场方向的箭头图。

图15是根据发明的第三示例实施方案的磁致动器的横截面视图。

图16是根据发明的第四示例实施方案的磁致动器的横截面视图。

图17是根据发明的第五示例实施方案的磁致动器的横截面视图。