[发明专利]具有移动的、减轻质量的并且侧向引导的被动单元的线性驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种线性驱动装置，该装置具有固定放置的主动单元、被动单元、支承单元和控制单元，主动单元包含用于产生可变的磁通的线圈体，支承单元允许主动单元与被动单元之间的低摩擦的运动，借助控制单元可以控制磁通。

背景技术

线性驱动装置(也称为线性马达)目前被应用于各种技术领域，该装置的工作方式近似于根据电磁原理运行的旋转式马达。这种线性驱动装置的优点尤其在于，可以把产生力的功能和底座功能集成在少量结构单元中。在线性驱动装置中，运动元件不仅可以是主动单元而且也可以是被动单元。为了在施加的力很小的情况下达到高速度以及大的加速度，通常必须尝试减少移动的质量。

由德国专利公开文献DE3208380Al公知一种线性驱动装置，在该装置中，在主动单元中包含永磁体和电磁体用于产生可控的磁通。被动单元由软铁条组成，该软铁条被设有所谓的极齿。在这份出版物中详尽描述了这种线性马达的通用的功能原理，使得线性马达的工作方式的知识对于专业人士可以被当作前提。在所述出版物中还给出这样的提示，即存在这样的可能性，被动单元被用作运动元件，而主动单元构成定子。而在这种情况下必须移动很高的质量，由此仅可能产生低的加速度。因为用作被动单元的软铁条必须为由主动单元产生的磁通提供足够的材料横截面，所以用作被动单元的软铁条不能被任意薄地设计。否则磁通密度会降低，而使得引发的驱动力变小。

在US4,563,602中也描述了一种线性马达，该线性马达既可以被构造为单相同步器，也可以被构造为多相同步器。与之相关地需要指出的是，借助多少数量的电流相位来使主动单元运转以及为了优化驱动装置或为了提高精度而采用何种特殊的控制方法和调节方法，对于本发明来说是不重要的。此外，由所述美国专利文献公知，主动单元和被动单元可以通过空气支承相互联接。因为空气支承极大地减少摩擦损失，所以这种空气支承在线性驱动装置中经常被使用。

在杂志“antriebstechnik”33(1994)第7期，第68页描述了一种精密直接驱动装置，该装置使用了混合技术中的永磁体激发的两相磁阻式步进马达的功能原理。为避免重复，只要涉及到主动单元的构造的该出版物的内容在这里被包括到本公开中。

电磁式步进马达的结构性的构造和作用原理的一般性叙述在E.Kallenbach的“ Antriebe”ISBN3-446-15872-3中，特别是在章节2.3.2中出现。关于该发明涉及的线性马达的工作方式的公开内容对于专业人士也参引该来源。

DE19643518A1示出具有运动的被动单元的线性驱动装置，该被动单元为了减轻重量，由轻型结构主体和被固定在该结构主体上的可磁化的软铁板组成。虽然可以借助该构造在保持被动单元的足够稳定性的同时，实际实现被动单元的质量减轻，但是大部分由软铁材料组成的板还必须具有最小厚度，以提供必需的横截面来传导磁通。

由JP56117572公知一种具有呈齿板形式的可移动的被动部件的线性驱动装置。可移动的被动部件在固定放置的主动单元内运动，该主动单元具有带有齿节的两个相互对置的运行面。主动运行面的齿被布置在可移动的被动单元的齿的对面。由主动单元的部件分别产生的磁回路在被动元件中闭合。因此，取决于分别所需的驱动力，必须给被动单元提供不小的横截面。

JP2000004575包含具有线性驱动装置和旋转驱动装置的线性调节驱动装置。对线性驱动装置的线圈的激励导致驱动轴的平移运动。旋转驱动装置导致驱动轴的旋转，该旋转驱动装置被布置在该轴的端部，在线性驱动装置的下方。用于旋转驱动装置的驱动轴在轴向方向上可自由运动，使得旋转驱动装置在平移运动时不随动。