[发明专利]双轴电磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及致动器，具体地涉及一种使用在测试装置中的电磁致动器结构，该测试装置要求施加作用力于涉及两个不同的轴的测试样品上。

背景技术

电磁致动器，例如线性电动机，有许多用途，但是当前的关注集中在将线性电动机用作活塞和汽缸这种类型的装置以代替液压油缸。一种这样的用途使用于测试装置领域内，在该领域内，提出了在某个方向安装电磁柱塞形式的线性电动机，以便该线性电动机的电枢将作用力施加在测试样品上。该柱塞的方向通常是竖直的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电磁致动器的结构，该电磁致动器能以方便且节省成本的方式将作用力运用到涉及两个不同轴的测试样品上。所述两个轴是线性轴和旋转轴，它们最好是重合的。

相应地，本发明提供一种用于提供大的轴向力的电力驱动的双轴致动器，该双轴致动器包括第一和第二电动机，每个所述第一和第二电动机具有单独的电枢，所述第一电动机是线性电动机，其被设置为提供输出轴的轴向运动，所述第二电动机被设置为提供所述输出轴的旋转运动。

所述致动器优选的用途是用于材料测试装置，其中所述致动器将被安装在竖直方向，即所述共同的轴的轴线是竖直的。所述双轴致动器能避免必须在受测试的样品的不同的端部提供两个单独的电动机以及与之相关的缺点，从而带来更简单的结构。一个特别的优点是所述致动器不需要使用止推轴承。

附图说明

为了使本发明更易于理解，下面将参照附图描述作为示例的本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明的电磁致动器的剖面透视示意图；以及

图2示出了包含有图1所示的致动器的材料测试装置。

具体实施方式

在材料测试装置中这样应用电动机是可行的，即，使用一个电动机将线性力作用于测试样品的一端，同时使用另一个单独的电动机在测试样品的另一端施加旋转力。然而，这是一种复杂的装置，它需要在单独的电动机上使用止推轴承，或者为测试样品安装专用的支撑装置。

本发明的优选实施例是既能够将线性力又能够将旋转力传递到轴上的电磁致动器。当应用于材料测试装置中时，所述致动器通常被安装为其轴位于竖直方向上，并且轴的一端与测试样品相连接。由此，线性力、旋转力或二者的结合均可施加于测试样品上。在这种测试装置中，典型地需要有大的轴向力。

转看附图，图中示意性地显示了致动器的优选形式，致动器10大体由参考标号10所标记，其包括线性驱动部分11、旋转驱动部分12以及共同的轴13，其中，该共同的轴13贯穿线性驱动部分和旋转驱动部分，并具有输出端14。轴13的另一端15也伸出致动器之外，在需要的情况下可以在另一端15装配一个制动器。在本申请人的共同待决的申请号为GB 0618209.1的专利申请中描述了优选的制动器形式。可以注意到，旋转驱动部分12安装于线性驱动部分11的一端，从而旋转驱动部分12远离轴的输出端14。

以下更详细地描述线性驱动部分的结构。该部分包括线性电动机，该线性电动机由圆筒形壳体20围绕多个定子线圈形成，定子线圈大体由参考标号21所标记。定子线圈作用于电枢22，在本实施例中，电枢22是由磁性材料制成的中空圆柱形构件，并且电枢22被设置成在驱动部分11的内部依照常规的线性电动机的原理线性地移动。电枢22可用任何方便的方式固定于轴13上，例如图中参考标号24所示的方式。轴在线性驱动部分11内的定位是通过线性轴承25a和25b实现的，线性轴承25a和25b装配在端部法兰26a和26b上。所述轴承优选是滚珠花键轴承。该线性直接驱动部分比结合了旋转电动机的可替换的系统更具有优势，在该可替换的系统中，旋转电动机依靠丝杠和止推轴承(或另外的止推轴承装置)结合到该可替换的系统，以实现轴向运动。此处描述的优选实施例能够提供直接驱动机构。

线性驱动部分中的线性电动机是直接驱动装置，它被称为无刷电动机，在该电动机中，电流用于产生磁力，该磁力直接施加载荷，而不必通过齿轮传动装置。旋转的去耦线性编码器16附着于法兰26a上，且提供轴的位置测量而不受电动机机体或轴13的热膨胀的影响。线性编码器16的输出可被用于控制设备以控制供给定子线圈的电流，由此控制轴13的运动。