具有減少齒槽磁滯的磁性制動器的制造方法
【專利說明】具有減少齒槽磁滯的磁性制動器
[0001]本發(fā)明涉及磁滯制動器，其例如可以用于，人/機接口以產(chǎn)生阻止由用戶操控的諸如控制工具之類的物體位移的力。
[0002]所涉及的阻力是施加到與將要減速(slow down)的物體關(guān)聯(lián)的部分上的磁摩擦的結(jié)果。
[0003]磁滯制動器通常包括具有磁極的定子，轉(zhuǎn)子被安裝成能夠面對該定子樞轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由具有強頑磁的材料制成，定子設(shè)置有用于產(chǎn)生磁場的裝置，轉(zhuǎn)子在該磁場的作用下產(chǎn)生針對轉(zhuǎn)子位移的阻力。
[0004]轉(zhuǎn)子連接到諸如由用戶位移的設(shè)備以例如控制諸如馬達(dá)的裝置。轉(zhuǎn)子所承受的磁場產(chǎn)生針對轉(zhuǎn)子位移的阻力，進(jìn)而針對用戶操控的工具的位移產(chǎn)生阻力。
[0005]依據(jù)制動器獲得的摩擦力是恒定的還是可變的，可以分為兩類制動器。
[0006]在具有恒定摩擦力的制動器中，產(chǎn)生磁場的裝置是產(chǎn)生恒定磁場的磁體。本發(fā)明不涉及這種類型的制動器。
[0007]在具有受控摩擦力的制動器中，產(chǎn)生磁場的裝置由線圈形成，其通電受到控制從而改變產(chǎn)生的磁場。在工具控制發(fā)動機速度的情況下，這使得下面的情況成為可能，例如隨發(fā)動機速度的增加而增加阻止用戶操控的工具的位移的阻力或當(dāng)發(fā)動機的速度偏離預(yù)定的最佳運行范圍時突然增加阻止控制工具的位移的阻力。這個特性使得具有受控摩擦力的制動器在人-機接口領(lǐng)域是顯著有益的。
[0008]然而，這些具有受控摩擦力的制動器展現(xiàn)出齒槽轉(zhuǎn)矩，該齒槽轉(zhuǎn)矩對于用戶感知的反饋是不利的。這樣的齒槽轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子停止時線圈中流通的勵磁電流突然下降的結(jié)果。這種突然下降局部地留下一個殘存在轉(zhuǎn)子中的剩余磁場，該剩余磁場抵抗轉(zhuǎn)子僅在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動的一部分上的位移，以及因此用戶對齒槽轉(zhuǎn)矩的感知。當(dāng)轉(zhuǎn)子運動時，發(fā)生電流減小時并不出現(xiàn)這種現(xiàn)象，因為這種運動使得轉(zhuǎn)子的整個圓周上的剩余磁場逐漸消除。
[0009]為了解決這個問題，已經(jīng)設(shè)想了兩種方案。第一種方案中，轉(zhuǎn)子采用弱頑磁材料。為了獲得預(yù)定的摩擦力，那么必須增加轉(zhuǎn)子體積并且因此必須增加轉(zhuǎn)子的重量，其與某些場合是不能兼容的，特別是在航空領(lǐng)域。第二種方案中，為了總是必須保持轉(zhuǎn)子在摩擦制動器的勵磁減小的狀態(tài)下運動，提供一種推薦性的使用。這相當(dāng)于在特殊情況下強加給用戶一個運動，而在這些情況下這個運動可能是不適于設(shè)備的控制。
[0010]當(dāng)齒槽轉(zhuǎn)矩已經(jīng)出現(xiàn)時，只有一種方法可以消除它，就是將勵磁電流增加到其最大值，然后在保持轉(zhuǎn)子運動時降低勵磁電流。這里再次強調(diào)，這些操作與適于所述情況的設(shè)備的控制是不相容的。
[0011]本發(fā)明的一個目的是提供一種用于消除至少一些上述缺點的裝置。
[0012]為了這個目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種磁滯制動器，該磁滯制動器包括裝配有至少一個控制線圈的定子和安裝成可面向定子磁極運動的轉(zhuǎn)子。制動器包括至少一個安裝在面對轉(zhuǎn)子的定子上的磁體，該磁體具有足夠大的能量以在轉(zhuǎn)子中局部產(chǎn)生一個級別的感應(yīng)，這個級別的感應(yīng)實質(zhì)上等于在線圈被供電時由線圈產(chǎn)生的最大級別的感應(yīng)。
[0013]因此，當(dāng)勵磁突然停止時，磁體將構(gòu)成使轉(zhuǎn)子中的頑磁磁場平坦(even)的裝置。
[0014]本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點通過閱讀下面的本發(fā)明的特定的、非限制的實施方式的說明而顯而易見。
[0015]參考附圖，其中:
[0016]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的制動器的沿包含轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的平面截面的示意圖，
[0017]-圖2是該制動器的橫截面視圖，
[0018]-圖3是轉(zhuǎn)子和定子彼此面對的部分的放大細(xì)節(jié)圖。
[0019]這里描述了根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于控制工具的制動器，該控制工具例如手柄或控制桿，計劃由用戶操縱。這里，控制工具是樞轉(zhuǎn)桿。
[0020]參考附圖，本發(fā)明涉及磁滯制動器，整體標(biāo)記為1，包括定子2，該定子2裝配有至少一個控制線圈3。定子2包括保持器，在保持器中形成環(huán)形形狀的和具有中心軸線5的槽4。槽4具有外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面，它們分別提供形成定子2的磁極6.1,6.2的突出部。磁極6.1相對磁極6.2角偏移，從而每個磁極6.1面對在彼此相鄰的兩個磁極6.2之間延伸的空間。控制線圈3的直徑接近槽4的直徑，并且控制線圈3與槽4同軸地安裝在定子2中，這樣，當(dāng)控制線圈3被提供勵磁電流時，它產(chǎn)生的磁通從磁極6.1到磁極6.2或相反的方向在非徑向方向穿過槽4。控制線圈3連接到控制單元，控制單元自身是已知的，這里未提供，設(shè)置成向線圈供電。
[0021]制動器I還包括環(huán)形轉(zhuǎn)子7，轉(zhuǎn)子7容納在槽4中以繞軸線5樞轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子7由鐵磁材料制成。轉(zhuǎn)子7通過運動傳輸鏈連接到控制工具。在這里描述的例子中，傳輸鏈包括齒輪傳動鏈，其倍率使得控制工具的十度或如此度數(shù)的樞轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子7產(chǎn)生若干圈旋轉(zhuǎn)。
[0022]當(dāng)控制線圈3被供給勵磁電流時，它產(chǎn)生的磁通從磁極6.1到磁極6.2或以相反的方向，穿過槽4并因此轉(zhuǎn)子7，這些磁通在轉(zhuǎn)子7中感應(yīng)出局部磁場。因此，在轉(zhuǎn)子7中，每個磁通具有一個具有徑向分量和圓周方向分量的路徑方向。在轉(zhuǎn)子靜止時勵磁突然中斷的情況下，在轉(zhuǎn)子中的磁通流通的每個點建立局部頑磁磁場，頑磁磁場具有與磁通方向相同的方向。
[0023]制動器I包括至少一個面對轉(zhuǎn)子7安裝到定子2上的磁體8，該磁體8具有足夠的能量以在轉(zhuǎn)子7中局部地產(chǎn)生一個級別(程度)的感應(yīng)，這個級別的感應(yīng)基本上等于在線圈被供電時由線圈產(chǎn)生的最大級別(程度)的感應(yīng)。
[0024]更特別的是，制動器包括固定在彼此相鄰的兩個磁極6.1之間的磁體8.1和固定在兩個磁極6.2之間的磁體8.2，兩個磁極6.2中的一個面對磁體8.1定位。盡管磁體對應(yīng)于磁極6.1、6.2之間的角度偏移而具有角度偏移，但是磁體實質(zhì)上彼此面對布置。磁體8被極化以產(chǎn)生徑向磁通，該徑向磁通在具有徑向分量和周向分量的方向上穿過轉(zhuǎn)子7，如同控制線圈3產(chǎn)生的磁通在同樣的點穿過轉(zhuǎn)子7時那樣。
[0025]更好地如圖3所示，磁體8產(chǎn)生的磁通建立局部磁場，該局部磁場全部以相同的方向定向地建立在轉(zhuǎn)子7中，消除齒槽效應(yīng)。
[0026]顯而易見的是，本發(fā)明不限于描述的實施方式，而是包括落入由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的變形。
[0027]特別地，制動器可以包括單個磁體，或相反，包括例如繞槽4分布的幾個磁體。
[0028]制動器可以具有不同于這里描述和提供的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子可以，例如，具有容納在形成于定子中的槽中的盤式或環(huán)式形式。
[0029] 磁體可以安裝在定子的一個磁極的位置中。
【主權(quán)項】
1.磁滯制動器包括裝配有至少一個控制線圈的定子和安裝成可面對定子的磁極運動的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述制動器包括至少一個面對所述轉(zhuǎn)子安裝在定子上的磁體，所述磁體具有足夠的能量以在所述轉(zhuǎn)子的圓周上局部產(chǎn)生感應(yīng)，，所述感應(yīng)的程度基本上等于所述線圈被供電時由所述線圈產(chǎn)生的感應(yīng)的最大程度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動器，其中所述轉(zhuǎn)子具有環(huán)形形式，并被容納在所述定子的圓環(huán)形槽中以繞它的中心軸線樞轉(zhuǎn)，所述槽具有設(shè)置有形成所述定子的所述磁極的突出部的側(cè)面，所述制動器包括至少一個安裝在所述槽的所述側(cè)面的一個上的磁體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動器，包括兩個磁體，每個磁體安裝在所述槽的所述側(cè)面的一個上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制動器，其中所述磁體實質(zhì)上彼此面對布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動器，其中磁體安裝在所述定子的兩個磁極之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有減少齒槽磁滯的磁性制動器，其包括具有至少一個控制線圈的定子和相對于定子磁極可運動地安裝的轉(zhuǎn)子，其特征在于制動器包括安裝在定子上的至少一個磁體，定子與轉(zhuǎn)子相對，磁體具有足夠的能量以在轉(zhuǎn)子中局部地產(chǎn)生一個級別的感應(yīng)，該感應(yīng)實質(zhì)上等于所述線圈被供電時由所述線圈產(chǎn)生的最大級別的感應(yīng)。
【IPC分類】H02K49/06, H02K26/00
【公開號】CN104919687
【申請?zhí)枴緾N201380059995
【發(fā)明人】B·提利, J·皮阿頓
【申請人】薩甘安全防護(hù)公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2013年11月15日
【公告號】EP2920870A1, WO2014076247A1