專利名稱：磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置。特別地，本發(fā)明涉及磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置，該裝置根據(jù)所產(chǎn)生的磁場而改變第一元件和第二元件之間的接觸力。
背景技術(shù)：
磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)(magnetically actuated motion)控制裝置，如磁性控制阻尼器或支柱，可以提供運(yùn)動(dòng)控制，例如由所加磁場的大小來控制的衰減。在磁性控制阻尼器上的大量研究工作都把重點(diǎn)放在電流變(ER)或磁流變(MR)阻尼器上。對于兩種類型的阻尼裝置，其原理是特定流體的粘度與所加的電場或磁場成比例地變化。因此，可以通過控制所加的場來控制可由流體獲得的阻尼力。ER和MR阻尼器的例子曾分別在美國專利5,018,606和5,284,330中討論過，這兩個(gè)專利都被轉(zhuǎn)讓給北卡羅來納州卡利的Lord公司(Lord Corporation of Cary，North Carolina)。
一般地，MR流體具有高的濃度和粘度，從而可以比ER流體產(chǎn)生出更大的阻尼力。此外，MR流體的粘度可以通過容易產(chǎn)生的磁場來精確地控制，所述磁場是通過對簡單低壓電磁線圈進(jìn)行激勵(lì)而產(chǎn)生的。因此，應(yīng)用MR流體的阻尼器比ER阻尼器更為首選。
由于ER和MR阻尼器都為流體阻尼，因此這些阻尼器的制造都必須配備精確的閥門和密封裝置。特別地，這種阻尼器一般都需要?jiǎng)討B(tài)密封和適應(yīng)的容積元件，因此，在先技術(shù)的MR和ER阻尼器都不容易制造或組裝。此外，ER和MR流體阻尼器在高速工作時(shí)會(huì)有巨大的“斷路狀態(tài)”力(“off-state”force)，這種“斷路狀態(tài)”力會(huì)使制造和組裝更加復(fù)雜。斷路狀態(tài)力是指當(dāng)阻尼器不被激勵(lì)時(shí)在阻尼器中作用的那些力。
由于在先技術(shù)的MR和ER流體裝置的這些缺點(diǎn)，取代傳統(tǒng)MR流體運(yùn)動(dòng)控制裝置的磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置得到了發(fā)展。這種磁激勵(lì)在先技術(shù)的裝置在美國專利6,378,671中公開，題目為“磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置”；在申請日為2002年2月20日、編號為10/080,293的獲批的’365申請的待審批申請中，題目為“包含磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置的系統(tǒng)”。這兩個(gè)所述的專利和待審批申請都轉(zhuǎn)讓給北卡羅來納州卡利的Lord公司。在這些申請中公開的在先技術(shù)磁激勵(lì)裝置并不含有MR或ER流體，但可以提供一種可變的庫侖或摩擦阻尼，該阻尼由所加磁場或電場的大小所控制。在先技術(shù)磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置克服了MR和ER流體裝置的多個(gè)缺點(diǎn)。例如，在先技術(shù)磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置可以相對簡單地并低成本地制造和組裝；允許組件之間更加寬松的機(jī)械公差和配合；不需要?jiǎng)討B(tài)密封或適應(yīng)容積元件；具有特別小的斷路狀態(tài)力，并在斷路狀態(tài)和最大阻尼力之間具有更寬的動(dòng)態(tài)范圍。這種寬的動(dòng)態(tài)范圍在裝置工作于高速時(shí)特別明顯。
在上一段中所述的待審批申請中公開的一種典型在先技術(shù)磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置如圖1，2和3所示。該在先技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制裝置或阻尼器在圖1中以標(biāo)號101表示，它包括一個(gè)管狀的外殼103，該外殼限定了空腔105，其中有一個(gè)活塞107位于其中并可沿軸線123線性運(yùn)動(dòng)。該阻尼器的每一端優(yōu)選地包括一個(gè)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使該阻尼器101容易地固定在其他結(jié)構(gòu)上，例如U形環(huán)121，用于將該端部固定到阻尼元件的某一部位上。該外殼103包括至少一個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的槽109。該槽也可以稱為縱向延伸槽。圖1的該在先技術(shù)裝置101包含8個(gè)槽。所有這8個(gè)槽如圖2所示，而其中的5個(gè)如圖1所示。這些槽穿過外殼壁，以確定出柔性的帶狀物、翼片或指狀物111。這些槽109通過外殼103壁延伸并在軸向幾乎貫通了外殼的整個(gè)長度。
活塞107包括一個(gè)軸112，該軸具有一個(gè)磁活性部分113，由至少一個(gè)、優(yōu)選為兩個(gè)電磁線圈115固定在一個(gè)磁性可穿透的磁芯117上所組成。這部分113在下文也被稱為活塞頭。雖然在這磁芯117是空心的，但它也可以是一個(gè)實(shí)心軸?？招牡拇判究梢栽试S連接導(dǎo)線119布置在其中。如圖3所示，活塞頭113上有多個(gè)環(huán)狀磁極114A，114B，114C和114D，這些磁極位于與線圈115軸向部分相鄰的位置上。這些磁極114A-114D具有大致同樣的尺寸。這些磁極的總的軸向尺寸大致相同，在圖3上以P表示，而恒定的橫向尺寸大約為直徑D的1/4，在圖3用D/4表示。在磁極橫向沿著尺寸D/4擴(kuò)張時(shí)其軸向磁極尺寸P基本上保持不變。這些磁極的截面基本上為矩形，當(dāng)線圈沒有被激勵(lì)時(shí)，在磁極外圍和外殼壁之間保持恒定的徑向間隙127。在該在先技術(shù)裝置101中，當(dāng)電磁鐵被激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的磁通基本上相等地通過磁極114A-D、活塞頭113內(nèi)部和外殼壁104，這種恒定的磁通在圖3上用等距磁通線125表示。恒定的磁通主要是由于磁極、活性部分113和壁104的恒定的尺寸的結(jié)果。
一個(gè)電源118通過導(dǎo)線119對線圈115進(jìn)行供給電流。流經(jīng)線圈115的電流產(chǎn)生一個(gè)磁場，該磁場將外殼103向活塞頭113吸引。如上所述，產(chǎn)生的磁場在圖3中用磁場線125表示。如圖3所示，該磁場圍繞線圈115，并從磁極114、活塞頭113的內(nèi)部以及外殼壁104中通過。與活塞頭113類似，外殼103也由一種可以受磁場作用的導(dǎo)磁材料制成，包括但不限于鋼鐵和其他鐵合金材料。流經(jīng)線圈115的電流量一般與所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度直接成正比。因此，通過控制流經(jīng)線圈115的電流，可以控制外殼103內(nèi)表面與活塞107外表面之間的法向力或壓緊力，從而控制阻尼器101的阻尼效果。
盡管有槽的外殼103和活塞107的活塞頭113可以由其他導(dǎo)磁材料所組成，但優(yōu)選地由低碳、高導(dǎo)磁率鋼制成。槽109優(yōu)選地等間距地布置在外殼103的圓周方向上，以保持軸向周期對稱。一對線圈115優(yōu)選地連接成可以在相反方向上產(chǎn)生磁場，如圖3上對應(yīng)磁場線125的方向箭頭所示。這種結(jié)構(gòu)允許每個(gè)線圈115產(chǎn)生的磁場可以在相鄰的線圈115中間的區(qū)域中相加而不是相互抵消。
由該裝置101產(chǎn)生的阻尼效果可以在如圖2所示的橫剖圖上看到，該圖顯示了有槽外殼103與活塞107兩者間的關(guān)系。在沒有磁場作用的時(shí)候，活塞107，特別是活塞頭113，寬松地配合在外殼103內(nèi)，以在外殼103和活塞107的磁活性部分113之間確定一個(gè)小的徑向空隙127。也就是說，外殼103并沒有壓靠在活塞頭113上。當(dāng)電流通過線圈115時(shí)，產(chǎn)生的磁場就會(huì)將外殼103中具有彈性的指狀物111徑向向內(nèi)吸引，如箭頭126所示，從而使外殼103以一個(gè)與所加磁場——即所加電流——成比例的力壓靠活塞107。
盡管該在先技術(shù)的阻尼裝置在許多應(yīng)用中都比較有效，但該在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置101也有其自身的缺點(diǎn)?；钊?07的活性部分113的空心結(jié)構(gòu)和包括磁極114和活塞頭113在內(nèi)的導(dǎo)磁材料的性質(zhì)使得該裝置會(huì)變得磁飽和。出現(xiàn)磁飽和后，這些在先技術(shù)的裝置在所能提供的阻尼力的大小和范圍上有所限制。在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置并沒能使外殼和活塞之間的接觸區(qū)域中的磁通變得最大。在磁場產(chǎn)生時(shí)，這些在先技術(shù)的裝置在外殼和活塞頭之間的接觸區(qū)域中以及區(qū)域外的位置上產(chǎn)生的磁通大小基本一樣。
在上文中說明了當(dāng)前已知的裝置和方法中的局限性。因此，很明顯，提供一種旨在克服上述中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)的裝置是十分有利的。因此，本文提供了一種合適的替代裝置，其包括的特點(diǎn)將在下文中給出全面的介紹。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置。該磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置包括限定一個(gè)空腔的第一部件；第二部件，可位于該空腔內(nèi)并當(dāng)位于空腔內(nèi)時(shí)可相對第一部件沿軸線運(yùn)動(dòng)，第二部件包括至少一個(gè)磁極，該至少一個(gè)磁極包括具有第一軸向尺寸的第一部分和具有第二軸向尺寸的第二部分，其中第一軸向尺寸大于第二軸向尺寸；第一部件和第二部件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)可動(dòng)的指狀物；磁場發(fā)生器，位于第一部件和第二部件中的另一個(gè)部件上，該磁場發(fā)生器使第一部件的一部分和第二部件的一部分中的一個(gè)壓向第一部分的該部分和第二部件的該部分的另一個(gè)。
隨著內(nèi)側(cè)第一磁極部分和外側(cè)第二磁極部分之間的軸向尺寸的減小，每單位面積上的磁通Φ，也就是磁通密度β，在包含第二磁極部分的外接觸表面上增大。通過這種方式，這些磁極用作在磁極的內(nèi)外部分之間引導(dǎo)磁通。該磁通密度可以用下式表示β＝Φ/面積。本發(fā)明的磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置比傳統(tǒng)的活塞裝置提供更大范圍的動(dòng)態(tài)阻尼力。
這些磁極可以包括任何合適的橫截面，但不限于楔形的橫斷面，或者是具有從基本為矩形的部分向外延伸的一個(gè)接觸部分的基本為矩形的部分?？蓜?dòng)部件可以包括任意合適數(shù)量的活塞頭。每個(gè)活塞頭可以包括任意數(shù)量的磁極，而這些磁極可以是基本上相同的也可以是不同的。
上述的以及其他的方面將在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的詳細(xì)說明中顯得更加清晰。


本發(fā)明的目的以及優(yōu)點(diǎn)將在下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中變得更令人理解。
圖1是一種在先技術(shù)的磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置的縱向剖面圖。
圖2是沿圖1的分割線2-2的橫剖圖。
圖3是如圖1中的圓圈3所包圍的部分的局部放大圖。
圖4是包括第一實(shí)施例活塞頭的本發(fā)明磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置的縱向剖視圖。
圖5是如圖4中的圓圈5所包圍的部分的局部放大視圖。
圖6是包含兩個(gè)如圖5所示的活塞頭的第二替代實(shí)施例活塞頭的局部放大視圖。
圖7是應(yīng)用在本發(fā)明磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置中的第三替代實(shí)施例活塞頭的局部放大視圖。
圖8是包含兩個(gè)如圖7所示的活塞頭的第四替代實(shí)施例活塞頭的局部放大視圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下述的詳細(xì)說明結(jié)合了附圖，其中對本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了描述和說明。
總的來說，本發(fā)明磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置通過由線圈產(chǎn)生磁場時(shí)，在外殼壓靠在活塞頭的接觸表面上提供最大的磁通，克服了上述在先技術(shù)的ER、MR以及磁激勵(lì)裝置的局限性。在下面的說明中，除非有特殊說明，本公開的優(yōu)選實(shí)施例磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置如在上文中對在先技術(shù)裝置101的說明中一樣，包括外殼103，活塞軸112，縱向槽109，指狀物111，線圈115，電源118，導(dǎo)線119，以及固定裝置121。
應(yīng)用于本實(shí)施例阻尼器10的多個(gè)替代實(shí)施例活塞頭部件如圖4-8所示。
現(xiàn)在回到描述本發(fā)明的磁激勵(lì)裝置10的圖4和圖5中，裝置10通常包括限定空腔105的管狀外殼103以及活塞部件7，該活塞部件包括活塞軸112和第一個(gè)實(shí)施例活塞頭113，該活塞頭可沿縱向軸線123在空腔中運(yùn)動(dòng)。一個(gè)電磁線圈由該活塞頭支撐著。本發(fā)明的裝置10包括一個(gè)改進(jìn)的活塞頭13，該活塞頭使得通過環(huán)狀磁極14A和14B的限定環(huán)狀接觸表面20A和20B的部分的磁通密度β最大。當(dāng)磁場產(chǎn)生時(shí)，接觸表面被彈性外殼指狀物111所擠壓。這些接觸表面位于磁極14A和14B的外圍?；钊^13包括單個(gè)線圈115，盡管在圖中只顯示了兩個(gè)磁極，但實(shí)際上該活塞頭也可以包括任何合適數(shù)量的磁極。為了說明活塞頭13的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的目的，磁極14A和14B鄰近線圈115的各自的軸向側(cè)面。
如圖5所示，每個(gè)磁極沿著活塞頭而環(huán)狀地延伸，并具有由P指示的第一軸向尺寸，該尺寸代表了每個(gè)磁極的整個(gè)軸向尺寸。每個(gè)磁極還包括第二尺寸，如圖5中的T所示，該第二尺寸代表了由每個(gè)磁極所限定的環(huán)狀接觸表面20A，20B的軸向尺寸。對于每個(gè)磁極14，第一軸向尺寸P大于第二軸向尺寸T。發(fā)明人認(rèn)為，保持第一軸向尺寸和第二軸向尺寸的精確比例對于本發(fā)明來說并不十分重要，但對于本發(fā)明大多數(shù)的應(yīng)用，這種軸向尺寸P∶T的比例可以在1.5∶1-2.5∶1之間(包括端值)。盡管圖中對于磁極14A和14B，P和T的值是相等的，但他們也可以是不相等的，以獲得不同的阻尼效果。
每個(gè)磁極14A和14B分別包括各自的表面30A，30B，這些表面從軸線123向表面20向外延伸時(shí)逐漸向內(nèi)縮小而成錐形。對于每一對磁極，表面30A，30B一般是收縮的。表面30連接接觸表面20和活塞頭13的內(nèi)部。在如圖5所示的橫斷面上，這些磁極一般具有楔形的斷面，而這種楔形有助于通過將磁通從具有尺寸P的寬大“入口”通過磁極14導(dǎo)向到在接觸表面20上的、具有軸向尺寸T的窄小磁極出口，從而增強(qiáng)接觸表面20上的磁通強(qiáng)度，其中尺寸T小于尺寸P。該磁極產(chǎn)生一個(gè)漏斗效應(yīng)，其中通過磁場接觸表面區(qū)域的磁通密度大于進(jìn)入磁極的磁通密度。因此，由于可變的橫向磁極尺寸，通過接觸表面的磁通強(qiáng)度比在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置大大地提高了，而在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置中通過磁極的磁通強(qiáng)度大致相等。
盡管圖5中所示的活塞7包括一個(gè)帶有線圈115的單個(gè)活塞頭13，線圈115具有的磁極14沿著線圈的側(cè)面軸向布置，但應(yīng)當(dāng)理解在第二個(gè)替代實(shí)施例中，該活塞7’可以包括多個(gè)類似上述的活塞頭13的活塞頭。圖6中所示的一個(gè)替代實(shí)施例活塞包括了兩個(gè)相似的活塞頭13和13’，整體地布置在線圈15之間各自相鄰的內(nèi)磁極14B上。活塞頭13’包括了所有如上述的活塞頭13的部件以及尺寸關(guān)系。盡管圖6中所示的活塞包括兩個(gè)相似的活塞頭，但也應(yīng)當(dāng)理解，也可以將任意合適數(shù)量的活塞頭組成一個(gè)整體，以在本發(fā)明的磁激勵(lì)裝置中產(chǎn)生所需的摩擦力。另外如圖6所示，由各自活塞線圈115分別產(chǎn)生的磁場以相反的方向流動(dòng)，從而使每個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁場在線圈115之間活塞13和13’結(jié)合處的區(qū)域上是相加的而不是相互抵消的。盡管上述的磁極是基本上相同的，但也應(yīng)當(dāng)理解，這些磁極的幾何參數(shù)也可以是不同的?？傊ㄟ^使第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例活塞頭的接觸表面單位面積內(nèi)的磁通增大，包括第一個(gè)或第二個(gè)實(shí)施例活塞頭13”的一種磁激勵(lì)裝置所產(chǎn)生的阻尼力要高于那些在先技術(shù)裝置所產(chǎn)生的阻尼力。
第三個(gè)替代實(shí)施例活塞7″如圖7所示。與上述的活塞部件相似，第三個(gè)實(shí)施例活塞7″直線地沿著如圖4所示的磁激勵(lì)裝置10的外殼內(nèi)室105的軸線123而布置?；钊?″包括空心的圓柱形活塞頭13″，并包括如上述的電磁線圈115，在線圈的軸向端部上有磁極214A和214B。該活塞頭可以包括任意合適數(shù)量的磁極。如圖7所示，環(huán)狀磁極基本上相同，并包括代表磁極總軸向尺寸的第一軸向尺寸P，代表接觸表面200A、200B的軸向尺寸的第二軸向尺寸T，以及代表接觸表面與磁極上遠(yuǎn)離線圈115的剩余部位之間在徑向尺寸上的差異的一個(gè)橫向尺寸A。第一軸向尺寸P大于接觸表面的第二軸向尺寸T。發(fā)明人并沒有確定出第一和第二軸向尺寸之間的臨界比或關(guān)系。
這些磁極具有一個(gè)主要部分35A、35B，這些主要部分具有基本為矩形的橫斷面，并帶有從磁極的主要部分35A、35B上向外伸出距離為A的確定的外圍接觸表面的環(huán)狀部分。尺寸A的大小必須相對較小，目的是為了使磁極能夠有效地引導(dǎo)磁通225從接觸部件表面20’通過。發(fā)明人并沒有確定該徑向偏移距離A的臨界值，但是可以認(rèn)為A尺寸的適合的有效值近似等于尺寸T，如圖7所示。
類似于第一和第二實(shí)施例活塞頭的磁極，第三個(gè)實(shí)施例活塞頭13″的磁極產(chǎn)生漏斗效應(yīng)或通道效應(yīng)，其中磁場通過接觸表面的磁通密度或磁通量要大于進(jìn)入磁極35A和35B的磁通密度或磁通量。這樣，由于可變化的軸向磁極尺寸以及臺階尺寸A，通過接觸表面的磁通強(qiáng)度比在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置大大地提高了，而在先技術(shù)的磁激勵(lì)裝置中由于其橫斷面尺寸和結(jié)構(gòu)是恒定的，致使通過磁極的磁通強(qiáng)度基本上相等。由于在第三個(gè)實(shí)施例活塞頭13″中其接觸表面單位面積的磁通密度增大，由包括第三個(gè)實(shí)施例活塞頭13″的一種磁激勵(lì)裝置所產(chǎn)生的阻尼力也要大于那些在先技術(shù)裝置所產(chǎn)生的阻尼力。
第四個(gè)實(shí)施例活塞7如圖8所示，該活塞7包括兩個(gè)相似的活塞頭13”，如第三個(gè)實(shí)施例活塞7”中所述的一樣?；钊^13包括了上述的活塞頭13”的所有部件和尺寸關(guān)系。如圖8所示，這些活塞頭被做成一個(gè)整體，位于線圈115之間的磁極214B上。該活塞頭共包括了四個(gè)磁極，每個(gè)活塞頭上的磁極表示為214A和214B。通過增加包括活塞7的活塞頭的數(shù)量，本發(fā)明的磁激勵(lì)阻尼裝置10可以提供更大范圍的阻尼力。盡管在圖8中活塞7具有兩個(gè)活塞頭13”，但應(yīng)當(dāng)理解任意合適數(shù)量的活塞頭都可以做成一個(gè)整體以包括第四個(gè)實(shí)施例活塞7。磁場335是疊加的，如上述對應(yīng)第二個(gè)實(shí)施例活塞頭7’的那樣。
本發(fā)明阻尼器所提供的阻尼力可以近似地用以下的關(guān)系式表示公式1F=c(Bt2)Atμ0]]>
其中c為摩擦系數(shù)，Bt為該摩擦表面上的磁通密度，At為磁極端部的總面積，μ0為磁性常數(shù)。基于公式1的關(guān)系，可以直觀地看出，通過減小磁極端部的面積，總的阻尼力F也會(huì)減小。但是，如下列的算術(shù)關(guān)系所示，磁通密度Bt相反地又決定于At公式2Bt=NIAtR]]>在公式2的算術(shù)關(guān)系中，N代表電磁線圈的匝數(shù)；I代表通過線圈的電流；At為總磁極端部面積，R為總磁阻。因此，At的減小也會(huì)導(dǎo)致Bt的減小?；氐焦?，由于阻尼力F與Bt2成比例，因此隨著面積的減小，總的力F會(huì)增大。因此，通過結(jié)合公式1和公式2，可以看出，本發(fā)明阻尼器的輸出阻尼力近似可以由下列的算術(shù)關(guān)系式給出公式3F=c(NI)2μ0AtR2]]>其中c為摩擦系數(shù)，N為線圈的匝數(shù)，I為電流，At為總磁極端部面積，μ0為磁性常數(shù)，R為總磁阻。這樣，在磁阻R為常數(shù)時(shí)，總的力F會(huì)因磁極端部面積At的減小而增大。線圈的匝數(shù)和電流以致總的電能保持恒定。在本發(fā)明中磁極端部的面積被減到最小，從而可以比包括磁場響應(yīng)材料的在先技術(shù)裝置提供更大的阻尼力。
上文中結(jié)合了典型實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明。但是，對于那些本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員來說，只要不偏離本發(fā)明的精神，很顯然是可以以不同于上述的其它形式來實(shí)施本發(fā)明。上述的典型實(shí)施例只作為說明之用，不應(yīng)認(rèn)為是任何方式的限制。本發(fā)明的范圍不是由上述的說明、而是由權(quán)利要求所限定，任何落入這些權(quán)利要求范圍的變化應(yīng)當(dāng)被視為包含在本發(fā)明之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括限定一個(gè)空腔的第一部件；可位于上述的空腔內(nèi)并當(dāng)位于空腔中時(shí)可沿著軸線相對第一部件運(yùn)動(dòng)的第二部件，該第二部件包括至少一個(gè)磁極，該至少一個(gè)磁極包括具有第一軸向尺寸的第一部分以及具有第二軸向尺寸的第二部分，第一軸線尺寸大于第二軸向尺寸；第一部件和第二部件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)可動(dòng)的指狀物；磁場發(fā)生器，位于第一部件和第二部件的另一個(gè)部件上，該磁場發(fā)生器使第一部件的一部分和第二部件的一部分中的一個(gè)壓向第一部分的該部分和第二部件的該部分的另一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置，其中所述的至少一個(gè)磁極具有一個(gè)楔形的橫截面。
3.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的至少一個(gè)磁極包括一個(gè)基本為矩形的部分以及從該矩形部分中向外伸出的一個(gè)接觸部分。
4.如權(quán)利要求2所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第二部件包括兩個(gè)磁極。
5.如權(quán)利要求3所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第二部件包括三個(gè)磁極。
6.如權(quán)利要求2所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第一軸向尺寸近似為第二軸向尺寸的兩倍。
7.如權(quán)利要求3所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的接觸部分從基本為矩形的部分中向外伸出第一橫向尺寸。
8.如權(quán)利要求7所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第一橫向尺寸基本上等于第二軸向尺寸。
9.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第二部件包括一個(gè)活塞部件，該活塞部件包括一個(gè)活塞頭。
10.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第二部件包括一個(gè)活塞部件，該活塞部件包括多個(gè)活塞頭。
11.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中第二部件包括一個(gè)活塞部件，該活塞部件進(jìn)一步包括兩個(gè)活塞頭。
12.如權(quán)利要求2所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的磁極的表面從軸線向外延伸時(shí)向內(nèi)逐漸縮減。
13.如權(quán)利要求1所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的至少一個(gè)磁極的每一個(gè)為環(huán)狀。
14.一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括限定一個(gè)空腔的第一部件；可位于上述的空腔內(nèi)并當(dāng)位于空腔中時(shí)可沿著軸線相對第一部件運(yùn)動(dòng)的第二部件，第二部件包括至少一個(gè)磁極，該至少一個(gè)磁極包括具有第一軸向尺寸的第一部分以及具有第二軸向尺寸的第二部分，第一軸線尺寸大于第二軸向尺寸；第一部件和第二部件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)可動(dòng)的指狀物；磁場發(fā)生器，位于第一部件和第二部件的另一個(gè)部件上，該磁場發(fā)生器使第一部件的一部分和第二部件的一部分中的一個(gè)壓向第一部分的該部分和第二部件的該部分的另一個(gè)，通過具有第二軸向尺寸的磁極部分的單位面積上的磁通量大于通過具有第一軸向尺寸的磁極部分的單位面積的磁通量。
15.如權(quán)利要求14所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的具有第二軸向尺寸的磁極部分為接觸表面。
16.如權(quán)利要求14所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中所述的至少一個(gè)磁極為楔形。
17.如權(quán)利要求14所述的磁激勵(lì)控制裝置，其中每個(gè)磁極的橫截面進(jìn)一步包括一個(gè)基本為矩形的部分和從該基本為矩形的部分向外延伸的一個(gè)接觸部分。
18.一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括限定一個(gè)空腔的第一部件；可位于上述的空腔內(nèi)并當(dāng)位于空腔中時(shí)可沿著軸線相對第一部件運(yùn)動(dòng)的第二部件，第二部件包括至少一個(gè)磁極，該磁極包括具有第一軸向尺寸的第一部分以及具有第二軸向尺寸的第二部分，第一軸線尺寸大于第二軸向尺寸；第一部件和第二部件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)可動(dòng)的指狀物；磁場發(fā)生器，位于第一部件和第二部件的另一個(gè)部件上，該磁場發(fā)生器使第一部件的一部分和第二部件的一部分中的一個(gè)壓向第一部分的該部分和第二部件的該部分的另一個(gè)，在第一和第二磁極部分之間的單位面積內(nèi)的磁通量是可變的。
全文摘要
一種磁激勵(lì)運(yùn)動(dòng)控制裝置(10)包括一個(gè)外殼(103)，該外殼限定了一個(gè)空腔(105)并包括一個(gè)通孔槽。一個(gè)可動(dòng)元件位于該空腔內(nèi)，并可以相對該外殼運(yùn)動(dòng)。位于外殼或可動(dòng)元件上的磁場發(fā)生器(115)使外殼壓向該可動(dòng)元件，從而產(chǎn)生摩擦力。由該磁場產(chǎn)生的磁通量流經(jīng)該外殼、可動(dòng)元件以及至少一個(gè)沿該可動(dòng)元件布置的磁極。所述的至少一個(gè)磁極包含具有兩部分，其中第一部分具有第一軸向尺寸，第二部分具有第二軸向尺寸，并且第一軸向尺寸大于第二軸向尺寸，從而通過該至少一個(gè)磁極的第二部分的磁通量比通過該磁極的第一部分的磁通量更大。
文檔編號F16F15/03GK1625660SQ02828918
公開日2005年6月8日 申請日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月7日
發(fā)明者J·戴維·卡爾森 申請人:洛德公司