行程控制裝置及直線電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于行程控制領域，尤其涉及一種行程控制裝置及使用該行程控制裝置的直線電機。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有直線電機、數(shù)控機床等移動設備一般會用到行程控制裝置。直線電機也稱線性電機，其原理為:直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開，并展成平面而成?，F(xiàn)有技術的行程控制裝置一般使用蝸輪蝸桿機構、絲桿傳動機構等。然而這種行程控制裝置體積和重量較大，并且在控制時還需要提供外部動力電機或馬達，耗電量大，控制精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種行程控制裝置，旨在解決現(xiàn)有行程控制裝置體積和重量較大，需要提供外部動力電機或馬達，耗電量大，控制難度大的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種行程控制裝置，包括機殼、安裝于所述機殼中的支撐軸、安裝于所述支撐軸上的導磁臂、纏繞于導磁臂上的控制線圈、與所述導磁臂配合相互作用的若干導磁環(huán)和分隔相鄰兩所述導磁環(huán)的若干隔離環(huán)，所述導磁環(huán)與所述隔離環(huán)交替層疊設置，各所述導磁環(huán)與各所述隔離環(huán)固定于所述機殼中。
[0005]本發(fā)明的行程控制裝置使用交替層疊設置的導磁環(huán)與隔離環(huán)，設置導磁臂，并在導磁臂上纏繞控制線圈，可以通過控制線圈的磁力與導磁環(huán)的相互作用控制導磁臂的位置，控制準確；另外，該結構可以將導磁臂和控制線圈制作較小，并且將導磁環(huán)與隔離環(huán)結構制作較小，實現(xiàn)行程控制裝置體積的小型化，并且也無需外接動力電機或馬達，更為省電。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種直線電機，包括如上所述的行程控制裝置，所述支撐軸上安裝有轉子，所述轉子包括安裝于所述支撐軸上的支撐骨架和用于產(chǎn)生驅(qū)動磁場的驅(qū)動線圈，所述驅(qū)動磁場沿所述支撐軸的軸向，所述驅(qū)動線圈纏繞于所述支撐骨架上，所述隔離環(huán)為導電而不導磁的環(huán)片。
[0007]本發(fā)明的直線電機使用了上述行程控制裝置，并且將隔離環(huán)使用導電而不導磁材料制成的環(huán)片，則導磁環(huán)與隔離環(huán)可以形成定子結構，并可以將其體積制作較小，而轉子的驅(qū)動線圈產(chǎn)生沿支撐軸軸向的驅(qū)動磁場，當驅(qū)動線圈通過電流脈沖時，定子中會產(chǎn)生的感應電流，進而產(chǎn)生與上述驅(qū)動磁場相反的磁場，以驅(qū)動轉子移動，因而該直線電機可以實現(xiàn)快速響應;驅(qū)動線圈通過較大瞬時脈沖電流時，可以產(chǎn)生較大的動力;該直線電機使用了上述行程控制裝置，也可以方便控制該直線電機的行程。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種行程控制裝置的剖視結構示意圖；
[0009]圖2是沿圖1中A-A線的剖視結構示意圖；
[0010]圖3是圖1中N部分的放大結構示意圖；
[0011]圖4是圖1的直線電機中轉子的導磁環(huán)偏移到定子上鄰近的第二導磁環(huán)一側時的受力示意圖；
[0012]圖5是圖1的直線電機中轉子的導磁環(huán)偏移到定子上鄰近的第二導磁環(huán)另一側時的受力不意圖；
[0013]圖6是圖1的轉子在定子中移動時，導磁環(huán)受力示意圖；
[0014]圖7是圖1的直線電機中轉子與定子間受力平均位置的示意圖。
[0015]圖8是本發(fā)明實施例二提供的一種行程控制裝置的剖視結構示意圖；
[0016]圖9是沿圖8中G-G線的剖視結構示意圖。
[0017]圖10是本發(fā)明實施例三提供的一種直線電機的剖視結構示意圖；
[0018]圖11是圖10的直線電機的驅(qū)動線圈的控制電路的原理圖；
[0019]圖12是圖10的直線電機的驅(qū)動線圈的控制過程示意圖。
[0020]圖13是本發(fā)明實施例三提供的一種直線電機的剖視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]實施例一:
[0023]請參閱圖1-圖7，本發(fā)明實施例提供的一種行程控制裝置10，包括機殼11、支撐軸
13、若干導磁環(huán)21、若干隔離環(huán)22、導磁臂41和控制線圈42。支撐軸13安裝在機殼11中，以使機殼11支撐住支撐軸13。若干導磁環(huán)21和若干隔離環(huán)22中:導磁環(huán)21與隔離環(huán)22交替層疊設置，導磁環(huán)21用于導磁;沿支撐軸13的軸向，設置一層導磁環(huán)21、一層隔離環(huán)22、一層導磁環(huán)21、一層隔離環(huán)22這樣交替設置。控制線圈42纏繞于導磁臂41上，當控制線圈42通電時，可以產(chǎn)生控制磁場，再通過導磁臂41導向，進而可以吸合導磁環(huán)21，從而可以起到對導磁臂41進行定位的作用，進而實現(xiàn)行程控制。
[0024]行程控制裝置10使用交替層疊設置的導磁環(huán)21與隔離環(huán)22，設置導磁臂41，并在導磁臂41上纏繞控制線圈42，可以通過控制線圈42的磁力與導磁環(huán)21的相互作用來控制導磁臂41的位置，控制準確；另外，該結構可以將導磁臂41和控制線圈42制作較小，并且將導磁環(huán)21與隔離環(huán)22結構制作較小，實現(xiàn)行程控制裝置10體積的小型化，并且也無需外接動力電機或馬達，更為省電。
[0025]進一步地，導磁臂41包括若干導磁片411和若干絕緣片412，導磁片411和絕緣片412交替層疊設置，且沿支撐軸13的軸向:設置一層導磁片411、一層絕緣片412、一層導磁片411、一層絕緣片412這樣交替設置。各絕緣片412隔離相鄰兩片導磁片411。該結構設置的導磁臂41可以控制線圈42產(chǎn)生的控制磁場。進一步地，導磁片411可以為鐵片、鋼片、硅鋼、電工純鐵、坡莫合金、金屬納米合金材料等導磁材料制作的片。絕緣片412可以為塑料片、樹脂片等絕緣材料制作的片。當然，也可以在導磁片411上包裹絕緣漆等絕緣包層，再將這些包有絕緣包層的導磁片411疊合起來，形成導磁臂41。
[0026]請參閱圖3-圖7，進一步地，相鄰的一片導磁片411與一片絕緣片412的厚度之和與相鄰的一片導磁環(huán)21與一片隔離環(huán)22的厚度之和相等。當導磁片411的厚度為Dn，絕緣片412的厚度為D12，導磁環(huán)21的厚度為D21，隔離環(huán)22的厚度為D22，貝ljDn+D12 = D21+D22，則當向控制線圈42通電時，該結構可以實現(xiàn)自動定位鎖定的功能。具體地，當導磁臂41中通過控制磁場B時，導磁環(huán)21中也會產(chǎn)生相應的磁場B，以與導磁臂41相互作用。請參閱圖4，當導磁臂41的導磁片411位于鄰近的導磁環(huán)21的左側時，受到控制磁場向右的吸力F使用，則會向右移動。請參閱圖5，當導磁臂41的導磁片411位于鄰近的導磁環(huán)21的右側時，受到控制磁場向左的吸力F使用，則會向左移動。請參閱圖6和圖7，當導磁臂41的導磁片411的中部與鄰近的導磁環(huán)21的中部對齊時，如與圖7中So、S2、S4位置對應時，導磁臂41的導磁片411受到控制磁場的吸力左右平衡或磁力F最小，此時導磁臂41的導磁片411處于穩(wěn)態(tài)。而當導磁臂41的導磁片411的中部與鄰近的絕緣環(huán)的中部對齊時，如與圖7中S1、S3位置對應時，導磁臂41的導磁片411受到控制磁場的吸力也會左右平衡，但此時若導磁片411稍有偏移或受到外力作用，則會打破該平衡，使導磁臂41的導磁片411移動至鄰近的導磁環(huán)21對應處。則當控制線圈42中通電時，可以起到減速，進而將導磁臂41定位，還可以根據(jù)導磁臂41與導磁環(huán)21的相對位置來使導磁臂41進行加速，調(diào)節(jié)更為準確。
[0027]請參閱圖1、圖2和圖3，進一步地，導磁臂41成對設置，且導磁臂41為至少一對，每對的兩個導磁臂41分別設于支撐軸13的相對兩側。將導磁臂41成對設置，可以使導磁臂41兩側的受力平穩(wěn)，以使導磁臂41可以更平穩(wěn)地沿支撐軸13移動。本實施例中，導磁臂41為兩對，即導磁臂41為四個，且均勻分布支撐軸13的四周。在其它實施例中，導磁臂41也可以為其它對數(shù)，如三對、四對等等。在還有一些實施例中，導磁臂41也可以呈環(huán)形。
[0028]進一步地，導磁環(huán)21與隔離環(huán)22均呈圓環(huán)狀，導磁臂41遠離支撐軸13的一端415呈與導磁環(huán)21配合的圓弧形。將導磁