[发明专利]低成本多线圈线性致动器

说明书

相关申请

本发明要求2010年9月23日递交的美国临时专利申请第61/385,898号的优先权，该申请的内容通过引用在此并入供参考。

技术领域

本发明涉及移动线圈致动器，并且更具体地涉及可被构造为包括单个或多个线圈的低成本线性致动器，其中所述单个或多个线圈结构利用相同的基础部件。

背景技术

线性致动器是将电能转换成机械能以进行需要线性运动的重复动作的机械装置。例如，线性致动器可以用在装配厂中将瓶盖放置在瓶子上，自动给邮件盖章或贴标签、切割玻璃、将芯片放在电路上、测试电子装置上的各种按钮或触摸区域、以及进行本领域已知的各种其它任务。

一些任务可能需要如在专利申请12/622,372和12/860,809中图示的一个或多个线性致动器，其中所述申请的内容通过引用在此并入供参考。典型地，低成本线性致动器具有单个磁极和单个24或48伏直流线圈线性马达。在典型的低成本线性致动器结构中发生较少的运动，这是因为通常仅存在一个线圈。因而，这些结构通常提供有限的冲程距离或值(如，150mm的最大冲程)。

一些应用可能需要更高的冲程值(如，大于150mm)。提供较高冲程值的致动器具有较长的磁路。如果采用单个线圈，则较长的磁路产生的力小于较小的磁路。因此，如果线性致动器仅具有一个线圈，则针对给定电流强度产生的力将随着冲程值增加而减小。

为了针对较长的冲程产生更大的力，通常将多个线圈添加至致动器。多个线圈产生较短的磁路，这因此导致每给定产生电流产生较高的力。然而，当带有多个线圈的致动器的极性必须周期性地反转时，所述致动器具有较大的移动质量、较大的线圈组件、多个昂贵的线圈、以及较昂贵的磁铁。因此，传统的多线圈结构通常比其单线圈结构贵。

因此，存在对降低与线性线圈致动器相关的成本以便可以以更加便宜的方式制造多线圈式线性线圈致动器的需求。

发明内容

当前公开的实施例旨在解决与现有技术中存在一个或多个问题相关的问题，以及提供通过参考接下来结合附图进行的详细描述将变得容易明白的附加特征。

根据实施例，可以制造具有磁铁和可连接至该磁铁的线圈组件的磁铁壳体。线圈组件可以具有任何数量的线圈，磁铁壳体可以具有任何数量的磁铁。磁铁壳体被构造为连接至各种磁铁和线圈组件结构以输出预定磁场。例如，被制造用于3个线圈组件的磁铁壳体和被制造用于6个线圈组件的磁铁壳体是相同的。在另一个实施例中，中心磁极在线圈之间定位在磁铁壳体中。

在另一个实施例中，致动器壳体包括连接至线性引导组件和线圈组件的活塞。线性引导组件被构造为只要电流被驱动通过线圈组件的线圈都会根据磁场引导活塞进出致动器壳体。在另一个实施例中，致动器壳体被构造为连接至磁铁壳体。在另一个实施例中，致动器壳体被构造为连接至磁铁壳体而与容纳在磁铁壳体内的线圈或磁铁的数量无关。

在另一个实施例中，线圈组件被构造为可以用在具有任何数量的线圈的致动器中的一致部件。例如，根据一个实施例，用于6个线圈致动器的线圈组件与用于3个线圈致动器的线圈组件相同。在另一个实施例中，线圈组件被构造为具有连接至该线圈组件的3、6或9个线圈。在另一个实施例中，本发明的所有部件都可以可移除地彼此连接。在一个实施例中，所有部件都可以被制造为可用于具有任何数量的磁铁和线圈的线圈致动器并在所述线圈致动器中可互换。

一些实施例可以包括通过机载电路可运行的大量特征(如，可编程定位、速度或力，和/或验证已经成功地完成一个或多个任务的能力，或本领域已知的其它任务)。在另一个实施例中，线性线圈致动器被构造为接收电通信以产生磁场。在另一个实施例中，由线圈产生的磁场由输送至连接至线性线圈致动器的电连接件的电流强度直接控制。

参照附图和本文中提供的详细描述，本领域技术人员将更容易理解这些和其它实施例。

附图说明

图1(a)图示根据本发明的一个实施例的具有6个线圈的示例性线圈组件的侧视图；

图1(b)图示根据本发明的一个实施例的示例性线圈的侧视图；

图1(c)图示根据本发明的一个实施例的具有6个线圈的示例性线圈组件的俯视图；

图2(a)图示根据本发明的一个实施例的连接至线圈组件的示例性磁铁壳体的侧视图；

图2(b)图示根据本发明的一个实施例的连接至线圈组件的示例性磁铁壳体的横截面侧视图；

图3(a)图示根据本发明的一个实施例的连接至线圈组件的示例性磁铁壳体的透视侧视图；