專利名稱：直接橫移裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橫移裝置，其作為直線電機(jī)可用于繞線機(jī)或其中用到橫移機(jī)構(gòu)的其它機(jī)械.
背景技術(shù)：
雖然卷線機(jī)的橫移機(jī)構(gòu)承載紗線所需的承載力應(yīng)很低，但是出于生產(chǎn)考慮，卷繞速度必須是非常高的、均勻的和可控制的，且為了紗線卷裝的質(zhì)量橫移機(jī)構(gòu)應(yīng)該在短距離最快速地返回。短距離內(nèi)快速返回的高速往復(fù)動(dòng)作使該工藝變得復(fù)雜，這就要求能出色地控制這種橫移動(dòng)作的速度?？煽紤]改進(jìn)橫移裝置設(shè)計(jì)的一些方面以便使支架構(gòu)件上用于卷紗的機(jī)構(gòu)能更快更好地橫移。不需要轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件且不需要驅(qū)動(dòng)一些與其相關(guān)的構(gòu)件，這種用于直接橫移系統(tǒng)的直線電機(jī)，在力/重量比和長(zhǎng)期操作方面還能提供重要的優(yōu)勢(shì)?？蓮亩鄠€(gè)方面出發(fā)使用于將紗線卷繞到支架構(gòu)件上的直接電驅(qū)動(dòng)橫移裝置多樣化。第一個(gè)變化在于移動(dòng)元件或指針的類型，其可以是一個(gè)線圈或固定在紗運(yùn)載裝置上面的磁鐵。移動(dòng)線圈類型的直線電機(jī)要求線圈是可移動(dòng)的，但是，定子需由永久磁鐵構(gòu)成。在本設(shè)計(jì)中，為線圈通電的電線必須是移動(dòng)的，由于頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使電線疲勞所以其不適合用于長(zhǎng)期操作。因此，將可移動(dòng)磁鐵型橫移裝置用于將紗線卷繞到支架構(gòu)件上明顯地有更多的有利之處。具有可移動(dòng)的磁鐵而不是具有需要移動(dòng)的線圈和電纜的橫移裝置在長(zhǎng)期運(yùn)作上明顯地更加可靠和有利。第二個(gè)變化關(guān)于橫移裝置的移動(dòng)元件上的磁力。線圈和/或磁鐵和/或磁芯在橫移裝置中的交互作用產(chǎn)生了使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的力。一般說(shuō)來(lái)，這些力具有平行和正交的分力。平行分力在使移動(dòng)元件移動(dòng)的方面是有用的，正交分力提供定子和移動(dòng)元件之間的引力。正交力的存在要求穩(wěn)固的承載系統(tǒng)，比如滾軸和軸承以克服強(qiáng)大的吸引力。這些機(jī)械組件明顯地會(huì)增加移動(dòng)元件的重量，因此，在橫移過(guò)程中其將消耗更多的能量并限制系統(tǒng)的加速性能。因此，將具有均衡正交力的橫移裝置用于將紗線卷繞到支架構(gòu)件上明顯地具有更多的有利之處。第三個(gè)變化是橫移裝置的形狀。已知圓筒狀的可移動(dòng)磁鐵式橫移裝置具有桿狀移動(dòng)元件，比如活塞。在這種裝置中，線圈是固定的，但是由永久磁鐵構(gòu)成的桿是可移動(dòng)的。管狀電動(dòng)機(jī)包括能相互移動(dòng)的圓筒狀永久磁鐵。因此，導(dǎo)紗器放置在永久磁鐵的圓筒狀管的末端。因?yàn)橛透状賱?dòng)器的存在以及其側(cè)面的塊狀物將妨礙并列放置的卷繞頭，所以這種類型的管狀橫移裝置在其用于卷紗時(shí)是不利的，紡織機(jī)的情況就常常如此。另外，即使可移動(dòng)的塊狀物減少，但是為了運(yùn)用磁力，管狀磁鐵或其連接臂至少具有供線圈經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度加上油缸促動(dòng)器內(nèi)存在的足夠長(zhǎng)度的和的長(zhǎng)度，所以塊狀物仍然很高。因此，使用沒(méi)有桿狀移動(dòng)元件的橫移裝置明顯地更加有利。第四個(gè)變化是橫移裝置的磁鐵芯的結(jié)構(gòu)。橫移裝置可以構(gòu)造成有槽或無(wú)槽磁鐵芯類型。有槽型橫移裝置的磁鐵芯沿著直線電機(jī)的長(zhǎng)度延伸一定距離。在這種類型的裝置中，線圈被卷繞在這樣的位置，在該位置其可磁化與磁鐵相互作用的槽。制造這種橫移裝置的有槽磁芯和繞組要比無(wú)槽類型復(fù)雜的多。無(wú)槽設(shè)計(jì)在很大程度上減少了電機(jī)的總尺寸，以便制造更加緊湊的電機(jī)，減少其它部分的復(fù)雜性，提供簡(jiǎn)單的制造，通過(guò)線圈的放置具有更好的傳熱性能和允許更高的速度。無(wú)槽設(shè)計(jì)還消除不希望有的齒槽力并減少鐵耗。因此，使用無(wú)槽結(jié)構(gòu)的橫移裝置明顯地更加有利。第五個(gè)變化是橫移裝置的驅(qū)動(dòng)方式。因?yàn)橛糜诰砑喯到y(tǒng)的橫移裝置需要可移動(dòng)的磁鐵，所以定子必須由線圈和磁芯組成?？紤]到移動(dòng)元件的重量，為了節(jié)能其重量應(yīng)盡可能低，因此在移動(dòng)元件的移動(dòng)過(guò)程中只在必要的地方對(duì)必需的線圈進(jìn)行通電。將能量分配至不同的線圈將需要使用許多電子元件。通過(guò)減少驅(qū)使線圈的相數(shù)將簡(jiǎn)化分配過(guò)程。因此，使用兩相橫移裝置明顯地更有利，第六個(gè)變化是連續(xù)地與線圈相互作用的可移動(dòng)磁鐵數(shù)量的比率。由于橫移裝置中的線圈、磁鐵和鐵芯的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生了使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的力，因此在一些設(shè)計(jì)中，在特定時(shí)間只有特定的可移動(dòng)磁鐵或磁極能相互作用而其余磁鐵或磁極則不能。為了取得獲得所要求的速度和加速所必須的力，需要增加磁鐵或磁極的數(shù)量，但這又導(dǎo)致移動(dòng)元件的尺寸和重量增大。因此，移動(dòng)元件中的所有磁鐵總是相互作用的橫移裝置明顯地更加有利。JP8217332公開(kāi)了一種具有磁鐵的裝置，此磁鐵與作為引導(dǎo)元件引導(dǎo)磁鐵能夠做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)紗器相關(guān)聯(lián)，所述裝置具有的磁力產(chǎn)生裝置在當(dāng)磁鐵達(dá)到導(dǎo)紗器的橫移裝置的每一個(gè)端部位置時(shí)，在磁鐵正面產(chǎn)生與磁鐵的極性相同的強(qiáng)大磁力。其還可設(shè)有電磁鐵，使磁鐵往復(fù)運(yùn)動(dòng)以通過(guò)磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)整體地控制該磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)磁力產(chǎn)生裝置使磁鐵換向。JP7137934公開(kāi)了一種具有定子磁軛和中心軛的結(jié)構(gòu)，其中定子磁軛固定在其中并具有一永久磁鐵，中心軛插入到其中并具有鐵芯，所述鐵芯(往復(fù)式滑塊)因此在軸向上可移動(dòng)并合并連接到導(dǎo)紗器接收器的凸緣上，所述定子磁軛和中心軛彼此平行地固定到旁軛上。在此結(jié)構(gòu)中，傳感器設(shè)置在磁芯的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的折回端部?jī)?nèi)部的位置以探測(cè)磁芯的通過(guò)。利用這種設(shè)置，當(dāng)預(yù)定時(shí)間過(guò)去后，該磁芯被停止以便反轉(zhuǎn)該磁芯的運(yùn)動(dòng)方向。利用這種磁芯在折返位置必定會(huì)返回的結(jié)構(gòu)，紗線可以高速地橫移。就是說(shuō)，可以適當(dāng)?shù)卦谟?jì)時(shí)器里設(shè)置時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種橫移機(jī)構(gòu)，作為直線電機(jī)用于繞線機(jī)或其中用到橫移機(jī)構(gòu)的其它機(jī)器，該橫移機(jī)構(gòu)更為高效，快速和可靠。該目標(biāo)通過(guò)一種尤其適用于卷紗的橫移裝置得以實(shí)現(xiàn)，該橫移裝置包括縱向延伸的定子，所述定子具有設(shè)有線圈構(gòu)件的鐵磁芯材料，以及具有永久磁鐵的移動(dòng)元件，該移動(dòng)元件由線圈構(gòu)件推動(dòng)并沿定子的縱向方向移動(dòng)。本發(fā)明的橫移裝置的特征在于環(huán)繞鐵磁芯材料的線圈構(gòu)件外部設(shè)有與其同軸的移動(dòng)元件；每一個(gè)線圈構(gòu)件包括多個(gè)繞組單元，以使當(dāng)前繞組中的電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一個(gè)繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元彼此隔開(kāi)以使另一個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在格子的空間內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，鐵磁芯材料、線圈構(gòu)件和移動(dòng)元件可以是圓筒狀、矩形/正方形或任何剖面為多邊形的形狀。本發(fā)明的橫移裝置的另一個(gè)實(shí)施例包含有移動(dòng)元件，該移動(dòng)元件位于兩個(gè)具有線圈構(gòu)件的定子之間，線圈構(gòu)件環(huán)繞鐵磁芯材料；每一個(gè)線圈構(gòu)件包括多個(gè)繞組單元，以使當(dāng)前繞組中的電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一個(gè)繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元彼此隔開(kāi)以使另一個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)。本發(fā)明的橫移裝置的另一個(gè)實(shí)施例包含有移動(dòng)元件，該移動(dòng)元件位于具有線圈構(gòu)件的兩個(gè)定子之間，線圈構(gòu)件至少設(shè)置于鐵磁芯材料的一側(cè)的外部；每一個(gè)線圈構(gòu)件包括多個(gè)繞組單元，以使當(dāng)前繞組中的電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一個(gè)繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元彼此隔開(kāi)以使另一個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)。


應(yīng)結(jié)合下文中簡(jiǎn)單描述的附圖來(lái)評(píng)價(jià)本發(fā)明以說(shuō)明隸屬于本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)。圖1大體上示出橫移裝置的代表性的示意圖，該橫移裝置具有將紗線卷繞至支撐構(gòu)件上的導(dǎo)紗器，如由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的繞線筒；圖2是圓柱型橫移裝置的透視圖，以剖視方式示出各組成元件；圖3是圓柱型橫移裝置的三個(gè)不同截面的剖面圖，顯示出線圈構(gòu)件的位置、磁鐵的布置、磁極的方向以及永久磁鐵產(chǎn)生的磁通線的軌跡；圖4顯示圓柱型橫移裝置的相A和相B的線圈構(gòu)件分開(kāi)的繞組構(gòu)造；圖5顯示圓柱型橫移裝置的相A和相B的線圈構(gòu)件的裝配總成；圖6是矩形類型橫移裝置的透視圖，以剖面方式顯示各組成元件；圖7是矩形類型的橫移裝置的三個(gè)不同截面的剖面圖，顯示線圈構(gòu)件的位置、磁鐵的布置，磁極的方向和永久磁鐵產(chǎn)生的磁通線的軌跡；圖8顯示用于矩形類型的橫移裝置的相A和相B的線圈構(gòu)件分開(kāi)的繞組結(jié)構(gòu)；圖9顯示用于矩形類型的橫移裝置的相A和相B的線圈構(gòu)件的裝配總成；圖10是雙定子和線圈環(huán)繞鐵芯類型橫移裝置的示意圖，以剖面方式顯示各組成元件；圖1la和圖1lb是雙定子和線圈環(huán)繞鐵芯類型橫移裝置在三個(gè)不同截面上的剖面圖，顯示線圈構(gòu)件的位置、磁鐵的放置，磁極的方向和從永久磁鐵產(chǎn)生的磁通線的路徑；圖12顯不用于雙定子和線圈圍繞鐵芯型橫移裝直的左定子的相A和相B的線圈構(gòu)件的分開(kāi)的繞組結(jié)構(gòu)；圖13顯示用于雙定子和線圈圍繞鐵芯型橫移裝置的右定子的相A和相B的線圈構(gòu)件分開(kāi)的繞組結(jié)構(gòu)；圖14顯示用于雙定子和線圈圍繞鐵芯型橫移裝置的相A和相B的線圈構(gòu)件的裝配總成；圖15是雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型的橫移裝置的透視圖，以剖面方式顯示各組成元件；圖16a和圖16b是雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型的橫移裝置在三個(gè)不同截面上的剖面圖，顯示線圈構(gòu)件的位置、磁鐵的布置，磁極的方向和永久磁鐵產(chǎn)生的磁通線的軌跡；圖17a和圖17b顯示用于雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型橫移裝置的左定子的相A和相B的線圈構(gòu)件的分開(kāi)的和組裝的線圈結(jié)構(gòu)；圖18a和圖18b顯不用于雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型橫移裝直的右定子的相A和相B的線圈構(gòu)件的分開(kāi)的和組裝的線圈結(jié)構(gòu)；圖19顯不用于雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型橫移裝直的相A和相B的線圈構(gòu)件的裝配總成；圖20是具有延伸磁芯的雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型橫移裝直的不意圖，以剖面方式顯示各組成元件；圖21a和圖21b是具有延伸磁芯的雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型的橫移裝置在三個(gè)不同截面上的剖面圖，顯示線圈構(gòu)件的位置、磁鐵的布置，磁極的方向和永久磁鐵產(chǎn)生的磁通量線的軌跡；圖22顯示對(duì)圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的相A和相B施加電流的順序示意圖；圖23顯示來(lái)自圖22的圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的線圈構(gòu)件在特定電流情況下產(chǎn)生的示意性磁通線和磁極；圖24示出來(lái)自圖22和圖23的圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的線圈的磁極變化圖表，按順序各部分的線圈可沿其軸線產(chǎn)生移動(dòng)的磁場(chǎng)；圖25顯示對(duì)圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的相A和相B施加電流的順序示意圖；圖26示出來(lái)自圖25的雙定子和線圈圍繞鐵芯型橫移裝置的線圈構(gòu)件在特定電流情況下產(chǎn)生的示意性磁通線和磁極；圖27示出來(lái)自圖25的雙定子和線圈圍繞鐵芯類型橫移裝置的線圈的磁極變化圖表，按順序各部分的線圈可沿其軸線產(chǎn)生移動(dòng)的磁場(chǎng)；圖28示出對(duì)圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的相A和相B施加電流的順序示意圖。圖29示出來(lái)自圖28的雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈型橫移裝置的線圈構(gòu)件在特定電流情況下產(chǎn)生的示意性磁通線和磁極；圖30示出來(lái)自圖28和圖29的雙定子和磁鐵基本上面對(duì)線圈類型橫移裝置的線圈的磁極變化表格，按順序各部分的線圈可沿其軸線產(chǎn)生移動(dòng)的磁場(chǎng)；圖31示出用于分割線圈構(gòu)件的有效繞組的電子線路圖，以利用橫移裝置中的單向電子開(kāi)關(guān)元件，比如場(chǎng)效應(yīng)管，功率半導(dǎo)體或者晶體管，在某一時(shí)刻使1、2、3、4、5、6、7、...繞組通電；
圖32顯示用于分割線圈構(gòu)件的有效繞組的電子線路圖，以利用橫移裝置中的雙向電子開(kāi)關(guān)兀件，比如三端雙向可控娃兀件或者固態(tài)繼電器，在某一時(shí)刻使1、2、3、4、5、6、
7、...繞組通電；圖33顯示用于分割線圈構(gòu)件中的有效線圈以通過(guò)橫移裝置中的雙向電子開(kāi)關(guān)元件，比如三端雙向可控硅元件，在某一時(shí)刻使2或6繞組通電的電子線路圖；圖34顯示用于圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在線圈元件內(nèi)部的霍爾效應(yīng)傳感器陣列感測(cè)位置的方法；圖35顯示用于雙定子類型橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在薄壁元件內(nèi)部的霍爾效應(yīng)傳感器陣列感測(cè)位置的方法；圖36顯示用于圓柱狀和矩形類型橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在薄壁元件外部的霍爾效應(yīng)傳感器陣列感測(cè)位置的方法；圖37顯示用于雙定子類型橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在薄壁元件外部的霍爾效應(yīng)傳感器陣列感測(cè)位置的方法；圖38顯示用于圓柱狀和矩形類型的橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在薄壁元件外部的光學(xué)傳感器陣列感測(cè)位置方法；圖39顯示用于雙定子類型的橫移裝置的通過(guò)沿其軸線放置在薄壁元件外部的光學(xué)傳感器陣列感測(cè)位置的方法；圖40顯示具有用于產(chǎn)生返回點(diǎn)上的彈簧效應(yīng)的兩個(gè)彈性構(gòu)件和磁鐵的橫移裝置；圖41顯示具有用于產(chǎn)生返回點(diǎn)上的彈簧效應(yīng)的兩個(gè)彈性元件和磁鐵的橫移裝置的前視圖；圖42為圓柱型橫移裝置的示意圖，顯示放置在鐵磁芯上的磁鐵的彈簧效應(yīng)；圖43是雙定子類型的橫移裝置的示意圖，顯示放置在鐵磁芯上的磁鐵的彈簧效應(yīng)；圖44顯示構(gòu)造具有導(dǎo)體箔和絕緣薄膜的線圈的替代方法。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，橫移裝置I包括放置在圓柱狀鐵磁芯材料4上的線圈構(gòu)件2，3。優(yōu)選由非磁性材料制成的薄壁構(gòu)件5覆蓋線圈構(gòu)件2，3和鐵磁芯材料4。壁構(gòu)件5上設(shè)置有中空?qǐng)A筒狀移動(dòng)元件6，其縱軸與磁芯材料4的縱軸重合。移動(dòng)元件6關(guān)鍵包含有承載多個(gè)永久磁鐵8的承載元件7和優(yōu)選由強(qiáng)磁性材料制作的覆蓋磁鐵8的套管9。每一個(gè)環(huán)形或圓弧段形磁鐵8在徑向上極性相反，每一個(gè)磁鐵8在徑向上的極性與沿軸下一個(gè)磁鐵的極性相反，即，如果第一個(gè)磁鐵在徑向上以N-S方式放置，則軸向上的下一個(gè)磁鐵在徑向上以S-N方式放置?？蛇x擇地，也可使用環(huán)狀或圓弧段(arc segment)狀多級(jí)單個(gè)磁鐵。優(yōu)選地，磁鐵8完全環(huán)繞線圈構(gòu)件2，3設(shè)置。線圈構(gòu)件2，3完全環(huán)繞鐵磁芯材料4。移動(dòng)元件6設(shè)有導(dǎo)紗器14以指引紗線使其纏繞到支撐構(gòu)件上。如圖3所示，永久磁鐵8的磁通線15沿永久磁鐵8、線圈構(gòu)件2，3、鐵磁芯材料4和套管9封閉，其將與通電的線圈構(gòu)件2，3的磁通線13相互作用。因?yàn)橛谰么盆F8被設(shè)置為環(huán)繞線圈構(gòu)件2、3，或被設(shè)置為在徑向上對(duì)稱放置，且線圈構(gòu)件2，3被設(shè)置為環(huán)繞磁芯材料4，這樣就磁芯材料4的軸而言，施加在移動(dòng)元件6上的正交力的總和將是零，磁性平衡的結(jié)構(gòu)將因此得以實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，每個(gè)線圈構(gòu)件2，3均包含多個(gè)繞組單元10，優(yōu)選地通過(guò)以下方式使每一個(gè)繞組單元彼此串聯(lián)，即當(dāng)電流在一個(gè)繞組中以順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)時(shí)，其在下一個(gè)繞組中將以逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。每個(gè)線圈構(gòu)件2，3的每個(gè)繞組單元10彼此間是有間隔的，因此另一個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元能夠放置在線圈構(gòu)件各自的空間內(nèi)，如圖5所示。應(yīng)理解，除了串聯(lián)繞組單元10以獲得相反的電流，即，順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较颍ㄟ^(guò)向每個(gè)繞組單元單獨(dú)提供電流，在兩個(gè)連續(xù)的繞組單元10中也可獲得方向相反的電流。對(duì)于兩相驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，移動(dòng)永久磁鐵8需要的力是通過(guò)移動(dòng)磁場(chǎng)獲得的，而磁場(chǎng)是通過(guò)移動(dòng)線圈構(gòu)件2，3中的電流的相位形成的。換句話說(shuō)，第一線圈構(gòu)件2在相All中通電，而第二線圈構(gòu)件3在相B12中通電，通過(guò)這樣的方式使電流以90度的相移交替。每一個(gè)線圈構(gòu)件2，3上的電流都在圖22中示出。示例的電流情況的效果在圖23中示出，剖視面圖示出相All的第一線圈構(gòu)件和相B12的第二線圈構(gòu)件的示意性磁通線13。應(yīng)該注意，施加到線圈構(gòu)件11、12上的每個(gè)不同的電流使磁場(chǎng)極性沿軸線在位置上發(fā)生周期性變化。在圖24中，參見(jiàn)沿著該裝置長(zhǎng)度方向示例的線圈構(gòu)件2、3中的電流，并對(duì)照線圈構(gòu)件
2,3的寬度,移動(dòng)磁場(chǎng)顯不為圖表。這種結(jié)構(gòu)也可實(shí)現(xiàn)磁力平衡，因?yàn)榫痛判静牧?的軸而言，施加在移動(dòng)元件6上的正交力的總和是零。雖然移動(dòng)元件6的磁鐵8的數(shù)量可以獨(dú)立地選擇，但是發(fā)明者驚奇地發(fā)現(xiàn)沿軸具有三個(gè)相反極性的磁鐵8能獲得最佳效果。這也適用于下文將詳述的實(shí)施例。如圖6所示，除了圓筒狀外，鐵磁芯材料4、線圈構(gòu)件2，3以及移動(dòng)元件6可以是矩形/正方形、平行六面體形狀?？衫斫猓松鲜鲋付ㄐ螤?，這些構(gòu)件/元件2，3，4，6可以是任何多邊形幾何體。雖然圖6-9所示的交替橫移裝置I的工作原理與上述工作原理完全相同，但是與圓柱狀的剖面相比，這些具有棱柱狀剖面的構(gòu)件/元件2，3，4，6的有利之處在于可防止移動(dòng)元件6在進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)時(shí)繞著其軸心旋轉(zhuǎn)。從內(nèi)向外以極性相反的方式設(shè)置每一個(gè)直角棱柱狀磁鐵8，且極性與沿軸下一個(gè)磁極的極性相反，即，如果第一個(gè)磁鐵從內(nèi)向外以N-S方式放置，則軸向上的下一個(gè)磁鐵從內(nèi)向外以S-N方式放置?？商娲兀部墒褂闷矫娑鄻O單磁鐵。優(yōu)選地，磁鐵8放置在線圈構(gòu)件2，3的所有側(cè)邊上。如圖8-9所示，每個(gè)線圈構(gòu)件2，3的形狀與磁芯材料4的形狀相一致，且同樣包括多個(gè)優(yōu)選彼此串聯(lián)的繞組單元10。橫移裝置I的另一個(gè)實(shí)施例在圖10-14中示出。該實(shí)施例與圖6所示的實(shí)施例相似，因其中線圈構(gòu)件2，3完全環(huán)繞磁芯材料4。不同之處在于兩個(gè)定子縱向并列放置，每一個(gè)定子都具有帶有線圈構(gòu)件2，3的鐵磁芯材料4。定子之間留有間隔以允許具有磁鐵8的移動(dòng)元件6自由移動(dòng)。兩個(gè)定子中的線圈構(gòu)件2，3的繞組單元10以以下方式并聯(lián)或串聯(lián)，即當(dāng)?shù)谝粋€(gè)定子的某些繞組單元10通電時(shí)，第二定子中相對(duì)的(對(duì)應(yīng)的)繞組單元10將同時(shí)地通電。在本實(shí)施例中，承載磁鐵8的承載元件7的側(cè)面可以是類似I字形(1-1ike)以便其上部和下部可由每個(gè)定子的壁構(gòu)件5的上表面和下表面支撐。優(yōu)選地，線圈構(gòu)件2，3完全環(huán)繞鐵磁芯材料4。
如圖1lb所示,永久磁鐵8的磁通量線15的軌跡沿著兩邊的磁鐵8、線圈構(gòu)件2，3和兩邊的鐵磁芯材料4封閉，在兩相驅(qū)動(dòng)配置中，其將與通電線圈構(gòu)件2，3的磁通線13相互作用。由于磁芯材料4和線圈構(gòu)件2，3的配置是相同的，因此施加到移動(dòng)元件6上的正交力的總和將是零，以此獲得一磁性平衡結(jié)構(gòu)。如圖12-14所示，每個(gè)線圈構(gòu)件2，3的形狀順從磁芯材料4的形狀，即多邊形，且同樣包括多個(gè)優(yōu)選彼此串聯(lián)的繞組單元10。每個(gè)線圈構(gòu)件2，3上的電流都在圖25中得以顯示。示例的電流情況的效果在圖26中顯示，第一定子的第一個(gè)線圈構(gòu)件2在相All上通電，第一定子的第二線圈構(gòu)件3在相B12上通電，以及第二定子的第一個(gè)線圈構(gòu)件2在相All上通電，第二定子的第二線圈構(gòu)件3在相B12上通電，它們的示意性磁通線13在剖面圖中示出。在圖27中，參見(jiàn)沿著該裝置長(zhǎng)度方向示例的線圈構(gòu)件2、3中的電流，相對(duì)于線圈構(gòu)件2，3的寬度,移動(dòng)磁場(chǎng)顯不為圖表。圖15-19示出橫移裝置的另一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例與圖10-14所示實(shí)施例相似。不同之處在于線圈構(gòu)件2，3基本上設(shè)置在面對(duì)移動(dòng)元件6的各個(gè)磁芯材料4的表面上。將線圈構(gòu)件2，3的繞組單元10基本上設(shè)置為面對(duì)磁鐵8放置的有利方面是可有效地利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)磁鐵8而不使其耗散，在磁鐵8不存在的地方，磁場(chǎng)才會(huì)消散到周?chē)臻g。在圖17a至19中，示出了，在線圈構(gòu)件2，3被安裝到各個(gè)磁芯材料4上時(shí)，其基本上面對(duì)磁鐵8。如圖17a-19所示,每個(gè)線圈構(gòu)件2，3的形狀與磁芯材料4的形狀相一致，即多邊形，且同樣包括多個(gè)優(yōu)選彼此串聯(lián)的繞組單元10。每個(gè)線圈構(gòu)件2，3上的電流都在圖28中得到顯示。示例的電流情況的作用在圖29中得以顯示，第一定子的第一個(gè)線圈構(gòu)件2在相All上通電，第一定子的第二線圈構(gòu)件3在相B12上通電，以及第二定子的第一個(gè)線圈構(gòu)件2在相All上通電，第二定子的第二線圈構(gòu)件3在相B12上通電，它們的圖解磁通線13在剖面圖中示出。在圖30中，參見(jiàn)上述沿著該裝置長(zhǎng)度方向示例的線圈構(gòu)件2、3中的電流，參考線圈構(gòu)件2，3的寬度，移動(dòng)磁場(chǎng)顯示為圖表。如圖16b所示，永久磁鐵8的磁通線15的軌跡沿磁鐵8、兩邊的線圈構(gòu)件2，3和兩邊的鐵磁芯材料4封閉，其將與通電的線圈構(gòu)件2，3的磁通線13相互作用。由于磁芯材料4和線圈構(gòu)件2，3的配置是相同的，因此施加到移動(dòng)元件6上的正交力的總和將是零，這樣
可獲得一磁性平衡結(jié)構(gòu)。圖20_21b示出橫移裝置的另一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例與圖15-19所示實(shí)施例相似。不同之處在于兩個(gè)定子的磁芯材料4向彼此延伸或者安裝在鐵磁底座16，或從而彼此連接形成一 C字形的形狀。利用這種結(jié)合，線圈構(gòu)件2，3和磁鐵8產(chǎn)生的磁通量13便將從一個(gè)定子流動(dòng)到另一個(gè)定子，這樣將會(huì)增加磁通量并進(jìn)而增加施加在移動(dòng)元件6上的力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)磁通量流的作用可從圖21a中看出。 上述所有實(shí)施例均為磁力平衡結(jié)構(gòu),這是因?yàn)楫?dāng)磁鐵8移動(dòng)時(shí)，磁鐵8和線圈構(gòu)件2，3之間產(chǎn)生的正交力被移走，但保留了對(duì)磁鐵8縱向移動(dòng)有用的這些力的平行分力。進(jìn)一步地，上述實(shí)施例都包括具有兩相驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的無(wú)槽型線圈構(gòu)件2，3，該線圈構(gòu)件無(wú)需使鐵磁芯4達(dá)到磁力飽和便可提供相當(dāng)強(qiáng)大的作用力來(lái)移動(dòng)磁鐵8。上述所有實(shí)施例的移動(dòng)元件6可使用任意數(shù)量的磁鐵8，比如每一側(cè)都設(shè)有含有一個(gè)或多個(gè)磁極的單個(gè)磁鐵或每一側(cè)都設(shè)有含有一個(gè)或多個(gè)磁極的多個(gè)磁鐵。由于橫移裝置的移動(dòng)元件6應(yīng)該沿著其軸和被設(shè)置為基本覆蓋整個(gè)移動(dòng)路徑的線圈構(gòu)件2，3移動(dòng)，因此只有在繞組單元10的某些部分中流動(dòng)的電流有助于移動(dòng)元件6的直線移動(dòng)。這意味著就此而言有用的繞組單元10是指那些僅在特定位置與移動(dòng)元件6相互作用的繞組單元10。使剩下的并不有助于移動(dòng)元件6移動(dòng)的繞組單元10通電顯然會(huì)浪費(fèi)電能。由于這個(gè)原因，有必要在移動(dòng)元件6的移動(dòng)過(guò)程中，持續(xù)不斷地，在某一時(shí)刻對(duì)一特定的、對(duì)應(yīng)移動(dòng)元件6在其移動(dòng)路徑上位置的繞組單元通電，。如圖22、25、28所示，任何時(shí)間都需要在線圈構(gòu)件2，3的任意方向上施加不同強(qiáng)度的電流以使其連續(xù)地移動(dòng)。本發(fā)明具有三種單獨(dú)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制對(duì)繞組單元10的電能供給，并控制使磁鐵8連續(xù)地移動(dòng)的具有所需強(qiáng)度和所需方向的電流的供給。第一實(shí)施例使用單向電子開(kāi)關(guān)元件，比如場(chǎng)效應(yīng)管、功率半導(dǎo)體或者晶體管。如圖31所示，任何線圈構(gòu)件2或3的繞組單元W1、W2、W3、W4、W5、....如在圖4、圖8、圖12、圖13、圖17a、圖18a中所示那樣為串聯(lián)連接?？刂破?7通過(guò)優(yōu)選為PWM控制器的可調(diào)整單極電流控制器18控制任何相所必需的電流強(qiáng)度。優(yōu)選為場(chǎng)效應(yīng)管型的高壓側(cè)晶體管MH1、MH2、MH3、MH4、MH5、....被放置在單獨(dú)的繞組構(gòu)件W1、W2、W3、W4、W5、....的串聯(lián)連接點(diǎn)與連接到可調(diào)單極電流控制器18的正極端
子的電源線之間。這些晶體管腿1、!12、1^3、1^4^冊(cè).....的驅(qū)動(dòng)是由相同的控制器17控
制的高壓側(cè)晶體管驅(qū)動(dòng) 電路19來(lái)執(zhí)行。類似地，優(yōu)選為場(chǎng)效應(yīng)管型的低壓側(cè)晶體管ML1、ML2、ML3、ML4、ML5、. . · ·被放置在單獨(dú)的繞組構(gòu)件W1、W2、W3、W4、W5、. . · ·的串聯(lián)連接點(diǎn)和連接到可調(diào)單極電流控制器18的負(fù)極端子的電源線之間。這些晶體管ML1、ML2、L3、ML4、ML5.....的驅(qū)動(dòng)是由相同的控制器17控制的低壓側(cè)晶體管驅(qū)動(dòng)電路20來(lái)執(zhí)行。本實(shí)施例通過(guò)在某一時(shí)間激活所需的高壓側(cè)晶體管ML1、ML2、ML3、L4、
ML5.....和激活所需的低壓側(cè)晶體管MLl、ML2、ML3、ML4、ML5，可任意地在某一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)任
意數(shù)量的相鄰的繞組單元11、12、13、14、胃5、.. · ·。 例如，如果繞組構(gòu)件，比如W5和W6，需要以以下方式通電，即電流從繞組構(gòu)件W5流向繞組構(gòu)件W6，則高壓側(cè)晶體管MH5和低壓側(cè)晶體管ML7將被激活。類似地，如果繞組構(gòu)件W5和W6需要以以下方式通電，即電流從繞組構(gòu)件W6流向繞組構(gòu)件W5，也就是通過(guò)與上述電流相反的方向，則高壓側(cè)晶體管MH7和低壓側(cè)晶體管ML5將被激活。諸如三端雙向可控硅元件、固態(tài)繼電器等雙向電子開(kāi)關(guān)元件可用于第二實(shí)施例。如圖32所示，任意線圈構(gòu)件2或3的繞組單元W1、W2、W3、W4、W5、....，如在在圖
4、圖8、圖12、圖13、圖17a、圖18a中所示那樣均為串聯(lián)連接。在此實(shí)施例中，控制器17通過(guò)優(yōu)選為H-橋(H-Bridge) PWM控制器的可調(diào)整雙極電流控制器22控制所有相所必需的電流強(qiáng)度和電流方向。優(yōu)選為三端雙向可控硅類型(Triac-type)的雙向電子開(kāi)關(guān)元件TS1、TS2、TS3、
TS4、TS5.....，被交替地放置在單獨(dú)的繞組構(gòu)件Wl、W2、W3、W4、W5.....的串聯(lián)連接點(diǎn)和
交替地連接至可調(diào)雙極電流控制器22的端子的電源線之間，因其中所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)連接到第一電源線，第二個(gè)連接到第二電源線，而下一個(gè)再連接到第一電源線。這些三端雙向可控硅元件TS1、TS2、TS3、TS4、TS5、....的驅(qū)動(dòng)是由相同控制器17控制的三端雙向可控硅元件驅(qū)動(dòng)電路23、24來(lái)執(zhí)行的。通過(guò)在某一時(shí)間激活連接至可調(diào)雙極電流控制器22的第一電源線的所需三端雙向可控硅元件TS1、TS3、TS5、....和連接至第二電源線的所需三端雙向可控硅元件TS1、
TS3、TS5......該實(shí)施例可隨意在某一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)任意數(shù)量的相鄰繞組單元Wl、W2、W3、W4、
W5、···· 。如果需要被驅(qū)動(dòng)的繞組單元的數(shù)量是奇數(shù)，比如1、3、5等，則該結(jié)構(gòu)可允許繞組構(gòu)件11、12、13、14、15、....串聯(lián)地通電。如果需要被通電的繞組單元的數(shù)量是2，則該結(jié)構(gòu)則允許繞組構(gòu)件11、12、13、14、胃5、.. · ·并聯(lián)地通電。例如，如果只有三個(gè)線圈構(gòu)件W5、W6和W7需要通電，連接到第一電源線的三端雙向可控硅TS5和連接到第二電源線的三端雙向可控硅TS8將被通電?？蓮膱D32中理解到，三個(gè)線圈構(gòu)件W5、W6和W7串聯(lián)地連接到與可調(diào)雙極電流控制器22的端子相連接的電源線，該可調(diào)雙極電流控制器22提供受控的電流級(jí)別和方向到線圈。例如，如果只有兩個(gè)線圈構(gòu)件，比如說(shuō)W5和W6需要通電，連接到第一電源線的三端雙向可控硅TS5和TS7和連接到第二電源線的三端雙向可控硅TS6將被激活?？蓮膱D32中理解到，線圈構(gòu)件W5和W6都以并聯(lián)的方式連接到與可調(diào)雙極電流控制器22的端子相連接的電源線，該可調(diào)雙極電流控制器22提供到線圈的受控的電流級(jí)別和方向。在這種情況下，該線圈構(gòu)件應(yīng)該以這種方式纏繞，即允許電流以相反的方向在兩個(gè)相鄰的繞組單元中流動(dòng)，以生成符合需要的磁通量。第三實(shí)施例也使用雙向電子開(kāi)關(guān)元件，比如三端雙向可控硅，固態(tài)繼電器。如圖33所示，任意線圈構(gòu)件2或3的繞組單元11、12、13、14、15、....如在圖4、圖8、圖12、圖13、圖17a、圖18a中所示的那樣那樣串聯(lián)連接。控制器17可通過(guò)優(yōu)選為H-橋PWM控制器的可調(diào)整雙極電流控制器22控制任何相所必需的電流強(qiáng)度和電流方向。優(yōu)選為雙向可控硅類型的雙向電子開(kāi)關(guān)元件TD1、TD2、TD3、TD4、TD5、....交替地放置在單獨(dú)的繞組構(gòu)件Wl、W2、W3、W4、W5、....的串聯(lián)連接點(diǎn)和連接至可調(diào)雙極電流控制器22的端子的電源線之間，其中兩個(gè)相鄰的雙向電子開(kāi)關(guān)元件連接至第一電源線，另外兩個(gè)相鄰的雙向電子開(kāi)關(guān)元件連接至第二電源線，再接下來(lái)的兩個(gè)相鄰雙向電子開(kāi)關(guān)元件再連接至第一電源線。這些雙向三極管開(kāi)關(guān)TD1、TD2、TD3、TD4、TD5、....的驅(qū)動(dòng)是由相同控制器17控制的雙向三極管開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路23、24所執(zhí)行。通過(guò)在某一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)連接至可調(diào)雙極電流控制器22的第一電源線的所需雙向可控硅TD1、TD2、TD5...和連接到第二電源線的所需雙向可控硅TD3、TD4、TD7...，該實(shí)施例使得其有可能在某一時(shí)間激活相鄰繞組單元11、胃2、13、14、15、....中的兩個(gè)。如果需要通電的線圈單元的數(shù)量是2，這種結(jié)構(gòu)可允許串聯(lián)的繞組構(gòu)件W1、W2、W3、W4、W5、· · · ·通電。例如，如果兩個(gè)繞組構(gòu)件，比如W5和W6需要通電，連接至第一電源線的雙向可控硅TD5和連接到第二電源線的雙向可控硅TD7將被激活。從圖33中可理解，兩個(gè)繞組構(gòu)件W5和W6串聯(lián)至可與調(diào)雙極電流控制器22的端子相連接的電源線，該可調(diào)雙極電流控制器22提供到線圈的具有受控級(jí)別和方向的電流?？烧{(diào)單極和雙極電流控制器18和22控制移動(dòng)元件6的橫移長(zhǎng)度及其速度和位置，這些將提高快速橫移裝置的通用性。橫移裝置本質(zhì)上需要對(duì)位置和速度進(jìn)行精確控制。線圈構(gòu)件2，3的換向本質(zhì)上需要位置反饋。為此，本發(fā)明還建議了四個(gè)不同的位置反饋單元。在第一實(shí)施例中，如圖34所不，具有霍爾效應(yīng)傳感器25的電子板26被置于線圈構(gòu)件2，3內(nèi)部并沿著軸線呈陣列排布。設(shè)置在移動(dòng)元件6中的磁鐵8將向霍爾效應(yīng)傳感器25提供必要的磁通量以偵測(cè)上述移動(dòng)元件6的準(zhǔn)確位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。線圈構(gòu)件2，3產(chǎn)生的磁通量的作用將通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐泛?或該控制器的軟件補(bǔ)償。在第二實(shí)施例中，如圖35所示，由霍爾效應(yīng)傳感器25組成的電子板26置于壁元件5之內(nèi)、線圈構(gòu)件2，3的之外并沿軸線排列。設(shè)置在移動(dòng)元件6內(nèi)的磁鐵8或連接到移動(dòng)元件6上的額外位置感應(yīng)磁鐵28將向霍爾效應(yīng)傳感器25提供必要的磁通量以偵測(cè)上述移動(dòng)元件6的準(zhǔn)確位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。線圈構(gòu)件2，3產(chǎn)生的通量的作用將通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐泛?或該控制器的軟件補(bǔ)償。在第三實(shí)施例中，如圖36和圖37所示，包含霍爾效應(yīng)傳感器25的電子板26位于壁元件5的外側(cè)沿著軸線成排列狀。線圈構(gòu)件2，3產(chǎn)生的通量的作用將通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐泛?或該控制器的軟件補(bǔ)償。在第四實(shí)施例中，如在圖38和圖39中，具有發(fā)光二極管31的電子板29和另一具有光感應(yīng)元件32的電子板30位于壁元件5的外側(cè)并面對(duì)面地沿著軸線呈陣列排布。具有連續(xù)狹縫并連接到移動(dòng)元件6的光斷續(xù)器33根據(jù)編碼器提供交替地中斷的光線以偵測(cè)移動(dòng)元件的準(zhǔn)確位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。另外，光感應(yīng)元件32可以是反射型，其包含可用的發(fā)光二極管。在這種情況下，將不再需要由發(fā)光二極管31組成的電子板29。橫移裝置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要移動(dòng)元件沿著該設(shè)備不斷地加速和減速。即，從該裝置的一端向中點(diǎn)加速，從中點(diǎn)向另一端減速。移動(dòng)元件的這種在相當(dāng)短距離連續(xù)的減速和加速移動(dòng)需要向線圈構(gòu)件2，3施加相當(dāng)大的電流，這不可避免地增大了功率消耗。能夠在減速的時(shí)候存儲(chǔ)移動(dòng)元件6的動(dòng)能并且在加速的時(shí)候釋放存儲(chǔ)的能量的這樣一種結(jié)構(gòu)將明顯地提高該橫移裝置I的性能并減小功率消耗。這種動(dòng)能存儲(chǔ)設(shè)置方式可以是設(shè)置在橫移裝置I兩端的機(jī)械彈簧37，或用更通用的名稱，該彈簧37被設(shè)置在移動(dòng)元件6需要的回轉(zhuǎn)點(diǎn)上。該彈簧37由固定元件36在其端部支撐著。在使用中，移動(dòng)元件6將在需要的回轉(zhuǎn)點(diǎn)位置碰撞彈簧37，以使彈簧元件37吸收該移動(dòng)元件6的動(dòng)能作為勢(shì)能。由于彈簧37的反作用，移動(dòng)元件6 —旦停止移動(dòng)，該彈簧37就在相反的方向?qū)⒋鎯?chǔ)的能量提供給移動(dòng)元件6。因此，該移動(dòng)元件6將返回而不會(huì)較多地?fù)p失其動(dòng)能。彈簧37在橫移裝置I上的位置可移動(dòng)，或彈簧37的長(zhǎng)度可以手動(dòng)地或通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)地增加或減小，通過(guò)該合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使其與移動(dòng)元件6的沖程長(zhǎng)度一致。多個(gè)可選擇的彈性裝置可同等地替代機(jī)械彈簧37或與該彈簧37結(jié)合使用。例如，磁性相反的磁鐵38，39可被分別設(shè)置到移動(dòng)元件6的兩端和橫移裝置I的固定元件36上。一旦這兩個(gè)磁鐵彼此接近，磁極相反的磁鐵38、39將具有“彈簧元件〃的功能?？商娲兀瑥椈珊痛盆F的結(jié)合也可用于產(chǎn)生彈簧效果。這種結(jié)合在圖40和41中顯示。磁鐵38設(shè)置在面對(duì)移動(dòng)元件6的彈簧37的兩端，移動(dòng)元件6的兩端具有磁極相反的磁鐵39。另一種提供彈簧效果的結(jié)構(gòu)包括一些橡膠類材料制成的具有適當(dāng)形狀的構(gòu)件，或氣動(dòng)活塞類型的構(gòu)件，其當(dāng)移動(dòng)元件6壓縮活塞時(shí)積累勢(shì)能并在相反的方向?qū)⑦@種能量返回給移動(dòng)元件6。該彈簧效果可由上述的彈簧元件或裝置的任意組合提供。另一種提供彈簧效果的裝置包括在移動(dòng)元件6所需的回轉(zhuǎn)點(diǎn)處，在鐵磁芯上設(shè)置磁極相反的磁鐵44,如圖42和圖43所示。優(yōu)選地,該磁極相反的磁鐵44設(shè)置在線圈構(gòu)件2，3的端部，并具有和那些線圈構(gòu)件2，3基本上相似的高度。線圈構(gòu)件2，3要求導(dǎo)線以某種方式卷繞以便電流形成回路在核心材料4中產(chǎn)生磁通量。橫移裝置I的線圈構(gòu)件2，3典型地在圖2、6和10中示出，其具有電線纏繞的鐵磁芯材料4。如圖44所示，該線圈構(gòu)件2，3可以是多條導(dǎo)線的形式，放置在薄箔41和電絕緣的襯墊薄膜層42之間。然后，該箔41和襯墊薄膜42的組合纏在鐵磁芯材料4上以形成線圈結(jié)構(gòu)。該箔41和薄膜42的組合4可通過(guò)多種方式產(chǎn)生，類似于生產(chǎn)傳統(tǒng)的印刷電路板，比如對(duì)已被層壓在電絕緣的襯墊薄膜層42上的導(dǎo)線箔41進(jìn)行化學(xué)蝕刻。線圈構(gòu)件2，3的兩端按要求彼此連接以提供必要的電流和通過(guò)端子43使其通電。
權(quán)利要求
1.一種橫移裝置，適用于繞線機(jī)或其中用到橫移機(jī)構(gòu)的其它機(jī)械，其包括縱向延伸的定子，所述定子包括有設(shè)有線圈構(gòu)件(2、3)的鐵磁芯材料(4)，以及具有永久磁鐵(8)的移動(dòng)元件(6)，所述移動(dòng)元件(6)由線圈構(gòu)件(2，3)推動(dòng)并沿所述定子的縱向方向移動(dòng)，其特征在于，所述移動(dòng)元件(6)同軸地或徑向地安裝在纏繞鐵磁芯材料(4)的線圈構(gòu)件(2，3)的外面；每一線圈構(gòu)件(2，3)均包括多個(gè)繞組單元(10)，并以使當(dāng)前繞組中電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每一線圈構(gòu)件(2，3)的繞組單元彼此隔開(kāi)以使其它線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫移裝置，其特征在于，所述鐵磁芯材料(4)、線圈構(gòu)件(2，3)和移動(dòng)元件￠)為圓柱形或多邊形，尤其是矩形/正方形的平行六面體形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫移裝置，其特征在于，具有中空的圓柱形或多邊形剖面形式的移動(dòng)元件(6)基本上包括承載多個(gè)并列放置的永久磁鐵(8)的滑動(dòng)承載元件(7)，和覆蓋所述磁鐵(8)的套管(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫移裝置，其特征在于，第一線圈構(gòu)件在相A(Il)通電，第二線圈構(gòu)件在相B(12)通電，以此方式使得電流以90度的相移交替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫移裝置，其特征在于，當(dāng)所述移動(dòng)元件(6)是圓柱形時(shí)，每一環(huán)形或圓弧段形磁鐵(8)在徑向上極性相反，且每一磁鐵(8)徑向極性與下一個(gè)磁鐵的徑向極性相反；并且當(dāng)所述移動(dòng)元件(6)是多邊形時(shí)，每一磁鐵(8)從內(nèi)到外極性相反，且極性與沿軸向上的下一磁鐵的極性相反。
6.一種橫移裝置，適用于繞線機(jī)或其中用到橫移機(jī)構(gòu)的其它機(jī)械，其包括兩個(gè)縱向延伸的定子，所述定子包括有設(shè)有線圈構(gòu)件(2、3)的鐵磁芯材料(4)，以及具有永久磁鐵(8)的移動(dòng)元件(6)，所述移動(dòng)元件由線圈構(gòu)件(2，3)推動(dòng)并沿所述定子的縱向方向移動(dòng)，其特征在于，所述移動(dòng)元件(6)被設(shè)置在具有環(huán)繞所述鐵磁芯材料(4)的線圈構(gòu)件(2，3)的兩個(gè)定子之間；每一線圈構(gòu)件(2，3)包括多個(gè)繞組單元(10)，以使當(dāng)前繞組中電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每一線圈構(gòu)件(2，3)的繞組單元(10)彼此隔開(kāi)以使其它線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)。
7.—種橫移裝置，適用于繞線機(jī)或其中用到橫移機(jī)構(gòu)的其它機(jī)械，其包括兩個(gè)縱向延伸的定子，所述定子包括有設(shè)有線圈構(gòu)件(2、3)的鐵磁芯材料(4)，以及具有永久磁鐵(8)的移動(dòng)元件(6)，所述移動(dòng)元件(6)由線圈構(gòu)件(2，3)推動(dòng)并沿所述定子的縱向方向移動(dòng)，其特征在于，所述移動(dòng)元件(6)被置在具有設(shè)置在所述鐵磁芯材料(4)上的線圈構(gòu)件(2，3)的兩個(gè)定子之間，以使所述線圈構(gòu)件(2，3)的繞組基本上面對(duì)所述移動(dòng)元件￠)的方式設(shè)置；每一線圈構(gòu)件(2，3)均包括多個(gè)繞組單元(10)，以使當(dāng)前繞組中電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一個(gè)繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每一線圈構(gòu)件的繞組單元(10)彼此隔開(kāi)以使其它線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)，所述鐵磁芯材料(4)可選擇性地通過(guò)鐵磁底座(16)安裝或者互相連接，共同構(gòu)成一 C字形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的橫移裝置，其特征在于，所述鐵磁芯材料(4)和所述線圈構(gòu)件(2，3)是多邊形，尤其是矩形/正方形的平行六面體形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的橫移裝置，其特征在于，第一定子的第一線圈構(gòu)件在相A(Il)通電，第一定子的第二線圈構(gòu)件在相B(12)通電，第二定子的第一線圈構(gòu)件在相A(Il)通電，第二定子的第二線圈構(gòu)件是在相B(12)通電，以此方式使得電流以90度相移交替。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的橫移裝置，其特征在于，所述移動(dòng)元件￠)的每一磁鐵(8)從內(nèi)到外極性相反，且極性與沿軸向上的下一磁鐵的極性相反，其中所述磁鐵(8)的數(shù)量在每側(cè)為一個(gè)帶有單個(gè)或多個(gè)極性的磁鐵，或者在每側(cè)為多個(gè)帶有單個(gè)或多個(gè)極性的磁鐵。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的橫移裝置，其特征在于，在所述移動(dòng)元件￠)的所需回轉(zhuǎn)點(diǎn)處，所述移動(dòng)元件(6)上設(shè)有磁鐵(39)并且所述橫移裝置(I)上設(shè)有極性相反的磁鐵(38)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的橫移裝置，其特征在于，在所述移動(dòng)元件￠)的所需回轉(zhuǎn)點(diǎn)處，所述橫移裝置(I)上設(shè)置的鐵磁芯材料(4)上設(shè)置有磁鐵(44)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的橫移裝置，其特征在于，在所述移動(dòng)元件(6)的所需回轉(zhuǎn)點(diǎn)處，所述橫移裝置(I)上設(shè)置有彈性構(gòu)件(37)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的橫移裝置，其特征在于，所述彈性構(gòu)件(37)從含有機(jī)械彈簧、形狀適當(dāng)?shù)南鹉z材料、氣動(dòng)活塞、如權(quán)利要求11所述的磁鐵(38，39)的結(jié)構(gòu)、或以上的組合的組中選擇。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的橫移裝置，其特征在于，當(dāng)纏繞時(shí)，所述線圈構(gòu)件(2，3)包括具有放置在電絕緣的襯墊薄膜層(42)之間的多條薄箔導(dǎo)線(41)的形式。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的橫移裝置，其特征在于，具有受控能量供應(yīng)結(jié)構(gòu)，用于在某一時(shí)刻向一預(yù)定的線圈供應(yīng)電流，其包含由高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(19)驅(qū)動(dòng)的高壓側(cè)單向電子開(kāi)關(guān)元件(MH1、MH2、MH3、MH4、MH5、...)，所述高壓側(cè)單向電子開(kāi)關(guān)元件被放置在單個(gè)線圈構(gòu)件(11、12、13、14、15、...)的串聯(lián)連接點(diǎn)與連接到可調(diào)單極電流控制器(18)的正極的電源線之間；其還包含由低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(20)驅(qū)使的低壓側(cè)單向電子開(kāi)關(guān)元件(ML1、ML2、ML3、ML4、ML5、....)，所述低壓側(cè)單向電子開(kāi)關(guān)元件被放置在單獨(dú)的線圈構(gòu)件(W1、W2、W3、W4、W5、...)的串聯(lián)連接點(diǎn)與連接到可調(diào)單極電流控制器(18)的負(fù)極端子的電源線之間；同時(shí)，所述可調(diào)單極電流控制器(18)、高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(19)、低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(20)由控制器(17)控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的橫移裝置，其特征在于，具有受控能量供應(yīng)結(jié)構(gòu)，用于在某一時(shí)刻向一預(yù)定的線圈供應(yīng)電流，其包含由電路(23，24)驅(qū)動(dòng)的雙向電子開(kāi)關(guān)元件(TSl、TS2、TS3、TS4、TS5、...)，所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件被交替地放置在單個(gè)的線圈構(gòu)件(Wl、W2、W3、W4、W5、...)的串聯(lián)連接點(diǎn)與連接到可調(diào)單極電流控制器(22)的終端的電源線之間，其中所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)連接到第一電源線，第二個(gè)連接到第二電源線，而下一個(gè)再連接到第一電源線；并且所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件(TS1、TS2、TS3、TS4、TS5.....)由電路(23、24)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)所述可調(diào)雙極電流控制器(22)和驅(qū)動(dòng)雙向電子開(kāi)關(guān)元件的電路(23，24)由控制器(17)控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的橫移裝置，其特征在于，具有受控能量供應(yīng)結(jié)構(gòu)，用于在某一時(shí)刻向一預(yù)定的線圈供應(yīng)電流，其包含由電路(23，24)驅(qū)動(dòng)的雙向電子開(kāi)關(guān)元件(TDK TD2、TD3、TD4、TD5、...)，所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件被交替地放置在單獨(dú)的線圈構(gòu)件(WU W2、W3、W4、W5、...)的串聯(lián)連接點(diǎn)與連接到可調(diào)單極電流控制器(22)的端子的電源線之間，其中所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件中的兩個(gè)連接到到第一電源線，相鄰的兩個(gè)連接到到第二電源線，而下兩個(gè)端子再連接到第一電源線；并且所述雙向電子開(kāi)關(guān)元件(TD1、TD2、TD3、TD4、TD5、...)由電路(23、24)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)所述可調(diào)雙極電流控制器(22)和驅(qū)動(dòng)雙向電子開(kāi)關(guān)元件的電路(23，24)由控制器(17)控制。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的橫移裝置，其特征在于，具有位置反饋單元，其包括有電子板(26)，所述電子板(26)具有沿著軸線位于線圈構(gòu)件(2，3)內(nèi)部的霍爾效應(yīng)傳感器(25);所述霍爾效應(yīng)傳感器(25)檢測(cè)具有磁鐵(8)的移動(dòng)元件￠)的位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一所述的橫移裝置，其特征在于，具有位置反饋單元，其包括有電子板(26)，所述電子板(26)具有沿著軸線位于壁元件(5)內(nèi)部以及線圈構(gòu)件(2，3)外部的霍爾效應(yīng)傳感器(25);所述霍爾效應(yīng)傳感器(25)檢測(cè)具有磁鐵(8)或具有連接到移動(dòng)元件￠)的額外的位置檢測(cè)磁鐵(28)的移動(dòng)元件(6)的位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一所述的橫移裝置，其特征在于，具有位置反饋單元，其包括有電子板(26)，所述電子板(26)具有沿著軸線位于壁元件(5)外部的霍爾效應(yīng)傳感器(25);所述霍爾效應(yīng)傳感器(25)檢測(cè)具有磁鐵(8)或具有連接到移動(dòng)元件(6)的額外的位置檢測(cè)磁鐵(28)的移動(dòng)元件￠)的位置，并產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一所述的橫移裝置，其特征在于，具有位置反饋單元，其包括有具有發(fā)光二極管(31)的電子板(26)以及具有沿著軸線面對(duì)面設(shè)置在壁元件(5)外部的光感應(yīng)元件(32)的另一個(gè)電子板(30);其還包括有具有連續(xù)狹縫并連接到所述移動(dòng)元件(6)的光斷續(xù)器(33)，作為編碼器提供光線交替中斷以檢測(cè)所述移動(dòng)元件(6)的位置，進(jìn)而產(chǎn)生用于控制器的信號(hào)。
全文摘要
一種尤其適用于卷紗的橫移裝置(1)，包括縱向延伸的定子，所述定子具有設(shè)有線圈構(gòu)件(2、3)的鐵磁芯材料(4)；以及具有永久磁鐵(8)的移動(dòng)元件(6)，其由線圈構(gòu)件推動(dòng)并沿定子的縱向方向移動(dòng)。本發(fā)明的橫移裝置包括移動(dòng)元件，其與線圈構(gòu)件同軸且設(shè)置于纏繞鐵磁芯材料的線圈構(gòu)件的外部；每一個(gè)線圈構(gòu)件包括多個(gè)繞組單元(10)，以使當(dāng)前繞組中電流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，而在相同相位的下一個(gè)繞組中電流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的方式設(shè)置；并且每個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元彼此隔開(kāi)以使另一個(gè)線圈構(gòu)件的繞組單元能夠被放置在各自的空間內(nèi)。
文檔編號(hào)B65H54/28GK103068705SQ201080067219
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者M·艾格里克利 申請(qǐng)人:艾格特克斯針織紡織工業(yè)有限公司