行程控制装置及直线电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于行程控制领域，尤其涉及一种行程控制装置及使用该行程控制装置的直线电机。
【背景技术】
[0002]现有直线电机、数控机床等移动设备一般会用到行程控制装置。直线电机也称线性电机，其原理为:直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。现有技术的行程控制装置一般使用蜗轮蜗杆机构、丝杆传动机构等。然而这种行程控制装置体积和重量较大，并且在控制时还需要提供外部动力电机或马达，耗电量大，控制精度低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种行程控制装置，旨在解决现有行程控制装置体积和重量较大，需要提供外部动力电机或马达，耗电量大，控制难度大的问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种行程控制装置，包括机壳、安装于所述机壳中的支撑轴、安装于所述支撑轴上的导磁臂、缠绕于导磁臂上的控制线圈、与所述导磁臂配合相互作用的若干导磁环和分隔相邻两所述导磁环的若干隔离环，所述导磁环与所述隔离环交替层叠设置，各所述导磁环与各所述隔离环固定于所述机壳中。
[0005]本发明的行程控制装置使用交替层叠设置的导磁环与隔离环，设置导磁臂，并在导磁臂上缠绕控制线圈，可以通过控制线圈的磁力与导磁环的相互作用控制导磁臂的位置，控制准确；另外，该结构可以将导磁臂和控制线圈制作较小，并且将导磁环与隔离环结构制作较小，实现行程控制装置体积的小型化，并且也无需外接动力电机或马达，更为省电。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种直线电机，包括如上所述的行程控制装置，所述支撑轴上安装有转子，所述转子包括安装于所述支撑轴上的支撑骨架和用于产生驱动磁场的驱动线圈，所述驱动磁场沿所述支撑轴的轴向，所述驱动线圈缠绕于所述支撑骨架上，所述隔离环为导电而不导磁的环片。
[0007]本发明的直线电机使用了上述行程控制装置，并且将隔离环使用导电而不导磁材料制成的环片，则导磁环与隔离环可以形成定子结构，并可以将其体积制作较小，而转子的驱动线圈产生沿支撑轴轴向的驱动磁场，当驱动线圈通过电流脉冲时，定子中会产生的感应电流，进而产生与上述驱动磁场相反的磁场，以驱动转子移动，因而该直线电机可以实现快速响应;驱动线圈通过较大瞬时脉冲电流时，可以产生较大的动力;该直线电机使用了上述行程控制装置，也可以方便控制该直线电机的行程。
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例一提供的一种行程控制装置的剖视结构示意图；
[0009]图2是沿图1中A-A线的剖视结构示意图；
[0010]图3是图1中N部分的放大结构示意图；
[0011]图4是图1的直线电机中转子的导磁环偏移到定子上邻近的第二导磁环一侧时的受力示意图；
[0012]图5是图1的直线电机中转子的导磁环偏移到定子上邻近的第二导磁环另一侧时的受力不意图；
[0013]图6是图1的转子在定子中移动时，导磁环受力示意图；
[0014]图7是图1的直线电机中转子与定子间受力平均位置的示意图。
[0015]图8是本发明实施例二提供的一种行程控制装置的剖视结构示意图；
[0016]图9是沿图8中G-G线的剖视结构示意图。
[0017]图10是本发明实施例三提供的一种直线电机的剖视结构示意图；
[0018]图11是图10的直线电机的驱动线圈的控制电路的原理图；
[0019]图12是图10的直线电机的驱动线圈的控制过程示意图。
[0020]图13是本发明实施例三提供的一种直线电机的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]实施例一:
[0023]请参阅图1-图7，本发明实施例提供的一种行程控制装置10，包括机壳11、支撑轴
13、若干导磁环21、若干隔离环22、导磁臂41和控制线圈42。支撑轴13安装在机壳11中，以使机壳11支撑住支撑轴13。若干导磁环21和若干隔离环22中:导磁环21与隔离环22交替层叠设置，导磁环21用于导磁;沿支撑轴13的轴向，设置一层导磁环21、一层隔离环22、一层导磁环21、一层隔离环22这样交替设置。控制线圈42缠绕于导磁臂41上，当控制线圈42通电时，可以产生控制磁场，再通过导磁臂41导向，进而可以吸合导磁环21，从而可以起到对导磁臂41进行定位的作用，进而实现行程控制。
[0024]行程控制装置10使用交替层叠设置的导磁环21与隔离环22，设置导磁臂41，并在导磁臂41上缠绕控制线圈42，可以通过控制线圈42的磁力与导磁环21的相互作用来控制导磁臂41的位置，控制准确；另外，该结构可以将导磁臂41和控制线圈42制作较小，并且将导磁环21与隔离环22结构制作较小，实现行程控制装置10体积的小型化，并且也无需外接动力电机或马达，更为省电。
[0025]进一步地，导磁臂41包括若干导磁片411和若干绝缘片412，导磁片411和绝缘片412交替层叠设置，且沿支撑轴13的轴向:设置一层导磁片411、一层绝缘片412、一层导磁片411、一层绝缘片412这样交替设置。各绝缘片412隔离相邻两片导磁片411。该结构设置的导磁臂41可以控制线圈42产生的控制磁场。进一步地，导磁片411可以为铁片、钢片、硅钢、电工纯铁、坡莫合金、金属纳米合金材料等导磁材料制作的片。绝缘片412可以为塑料片、树脂片等绝缘材料制作的片。当然，也可以在导磁片411上包裹绝缘漆等绝缘包层，再将这些包有绝缘包层的导磁片411叠合起来，形成导磁臂41。
[0026]请参阅图3-图7，进一步地，相邻的一片导磁片411与一片绝缘片412的厚度之和与相邻的一片导磁环21与一片隔离环22的厚度之和相等。当导磁片411的厚度为Dn，绝缘片412的厚度为D12，导磁环21的厚度为D21，隔离环22的厚度为D22，贝ljDn+D12 = D21+D22，则当向控制线圈42通电时，该结构可以实现自动定位锁定的功能。具体地，当导磁臂41中通过控制磁场B时，导磁环21中也会产生相应的磁场B，以与导磁臂41相互作用。请参阅图4，当导磁臂41的导磁片411位于邻近的导磁环21的左侧时，受到控制磁场向右的吸力F使用，则会向右移动。请参阅图5，当导磁臂41的导磁片411位于邻近的导磁环21的右侧时，受到控制磁场向左的吸力F使用，则会向左移动。请参阅图6和图7，当导磁臂41的导磁片411的中部与邻近的导磁环21的中部对齐时，如与图7中So、S2、S4位置对应时，导磁臂41的导磁片411受到控制磁场的吸力左右平衡或磁力F最小，此时导磁臂41的导磁片411处于稳态。而当导磁臂41的导磁片411的中部与邻近的绝缘环的中部对齐时，如与图7中S1、S3位置对应时，导磁臂41的导磁片411受到控制磁场的吸力也会左右平衡，但此时若导磁片411稍有偏移或受到外力作用，则会打破该平衡，使导磁臂41的导磁片411移动至邻近的导磁环21对应处。则当控制线圈42中通电时，可以起到减速，进而将导磁臂41定位，还可以根据导磁臂41与导磁环21的相对位置来使导磁臂41进行加速，调节更为准确。
[0027]请参阅图1、图2和图3，进一步地，导磁臂41成对设置，且导磁臂41为至少一对，每对的两个导磁臂41分别设于支撑轴13的相对两侧。将导磁臂41成对设置，可以使导磁臂41两侧的受力平稳，以使导磁臂41可以更平稳地沿支撑轴13移动。本实施例中，导磁臂41为两对，即导磁臂41为四个，且均匀分布支撑轴13的四周。在其它实施例中，导磁臂41也可以为其它对数，如三对、四对等等。在还有一些实施例中，导磁臂41也可以呈环形。
[0028]进一步地，导磁环21与隔离环22均呈圆环状，导磁臂41远离支撑轴13的一端415呈与导磁环21配合的圆弧形。将导磁