CN117730475A - 包括与磁性元件相关联的杆的电磁线性运动机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁机器(1)，该电磁机器包括：机架；定子，其被布置成创建磁场，该定子包括面向彼此的至少两个定子元件(31a,31b,32a,32b,33a,33b,34a,34b,35a,35b,36a,36b)；线性可移动部分，该线性可移动部分包括：至少两个独立的杆(41a,41b,42a,42b,43a,43b,44a,44b,45a,45b,46a,46b)，该至少两个独立的杆能够沿着相应的驱动轴线(E1a,E1b,E2a,E2b,E3a,E3b,E4a,E4b,E5a,E5b,E6a,E6b)移动，每个杆布置在两个定子元件的一个端部处；与该至少两个杆相关联的至少一个磁性元件，该至少一个磁性元件布置在两个定子元件之间并且能够关于该至少两个定子元件磁性地移动；以及在该至少一个磁性元件与该杆之间的联接装置。

Description

包括与磁性元件相关联的杆的电磁线性运动机器

技术领域

本发明涉及电机或发电机类型的电磁机器的领域，该电磁机器的可移动部分进行线性平移移动。

背景技术

从现有技术文献FR3074620已知一种电磁机器，其包括定子、可移动电枢和用于将可移动机架机械地连接至定子的装置，该连接装置包括多个片簧。定子包括携带两个电线圈的至少一个第一磁芯，在该第一环的第一终端与第二终端之间形成至少一个开环以在这些终端之间限定气隙。可移动电枢携带其极性彼此反转的两个对齐的永磁体。当在气隙中生成磁通时，横向力使可移动电枢在第一方向上偏移，同时使得片簧与在该第一方向上的这种移动相反地弯曲。在线圈中的电流切换的作用下，通过气隙的磁通被反转。这引起使可移动电枢在第二方向上偏移的横向力。通过经由线圈中的电流的切换而使磁通在相反方向上反转，生成电枢相对于支撑件的交替移动，弹簧施加回程力，该回程力以一定频率放大电机的效率。

然而，在需要多个移动电枢的情况下，这种机器的形状因数是缺点。

申请EP3029819公开了一种包括三个电机的线性致动器。每个电机包括定子和永磁杆。这三个杆可以使用包括电线绕组的相应定子的电磁力来移动。然而，磁体的数量和布置没有被指定，甚至定子的布置也没有被指定。

因此，希望提出一种简单的解决方案，允许调节杆的频率和振幅，并且提供减小的形状因数。

发明内容

为此且根据第一方面，本发明提出了一种电磁机器，其特征在于，该电磁机器包括：

-机架，

-被布置成创建磁场的定子，该定子包括面向彼此的至少两个定子元件，

-线性可移动部分，该线性可移动部分包括：

-至少两个独立的杆，该至少两个独立的杆能够沿着相应的驱动轴线移动，每个杆布置在两个定子元件的一个端部处，

-与至少两个杆相关联的至少一个磁性元件，该至少一个磁性元件布置在两个定子元件之间并且能够相对于至少两个定子元件磁性地移动，

-在至少一个磁性元件与杆之间的联接装置。

根据本发明的电磁机器具有以下优点：提出了少量的元件、减小的形状因数，并且允许高频的往复式移动，提供了大的力。这种布置也使得能够提出一种提供低制造和维护成本的电磁机器。

定子被理解为是指电磁机器的固定部件。它附接到机器的机架。优选地，定子由由铁磁材料(优选地为软铁)制成的片状金属板的叠堆和传导线的绕组组成。当电流通过导线时，定子生成电磁场。

定子元件被理解为是指定子的生成电磁场的部件。优选地，每个定子元件包括片状金属板的叠堆，该片状金属板包括至少两个齿。优先地，每个定子元件包括片状金属板的叠堆，该片状金属板包括至少一个凹口。例如，片状金属板可以由一个或更多个线圈供电。定子元件成对或成双地布置，以便产生一个或更多个磁路。它们彼此间隔开以便在齿之间***至少一个磁性元件，并且能够在通过所述齿的磁场的作用下磁性地移动。

根据一个实施方式，每个定子元件包括片状金属板的叠堆，该片状金属板包括三个齿，以便产生“E”形图案。两个凹口被电线的绕组占据。根据其它实施方式，定子元件可以包括无限数量的纵向对齐的齿。

在最低版本中，定子仅包括两个定子元件。定子元件被布置成使得两个定子元件的齿相对地布置以形成具有最小气隙的磁路。

根据其它实施方式，定子可以包括无限数量对两个定子元件。

线性可移动部分包括至少两个磁性杆，该杆布置在一对定子元件的任一侧上。杆可以具有矩形横截面，优选地为正方形、或圆柱形，优选地为圆形。

可移动部分还包括至少一个磁性元件，该至少一个磁性元件旨在在定子的磁场的作用下移动。至少一个磁性元件连接至两个杆。优选地，至少一个磁性元件布置在两个杆之间。至少一个磁性元件并不完全地被整合进杆中。根据一个实施方式，每个磁性元件相对于两个杆径向地或垂直地延伸。根据优选实施方式，可移动部分包括连接至两个杆的至少一个磁性元件。

根据联接装置的一个实施方式，所述装置包括：

-杆部件，该杆部件被布置成附接至杆，

-磁性元件部件，该磁性元件部件被布置成固定至少一个磁性元件，并且因此将至少一个磁性元件机械地联接到杆。

优选地，杆部件包围杆的外膜并且由用于保持就位的装置连接至该外膜，以便在至少一个磁性元件的移动期间驱动杆。优先地，磁性元件部件包括腔或凹部，以便接收至少一个磁性元件的一个端部或一部分，诸如在凹槽中的钥匙型安装件。

根据联接装置的另一个实施方式，所述装置包括布置在杆的圆周上或外部面上的腔或凹部，诸如在凹槽中的钥匙型安装件。

每个磁性元件包括至少一对交替的磁极。优选地，每个磁性元件包括至少两对交替的磁极。根据另选的实施方式，每个磁性元件包括至少四对交替的磁极。优选地，每个磁性元件包括多个相反的磁极。

一对磁极被理解为是指具有北磁极和南磁极的***。一对磁极优选地为磁体。两对交替的磁极被理解为是指以颠倒方式布置的如上文所定义的两个***，或者使得第一对的每个磁极与第二对或相邻对的反转极性的磁极相对地布置。

根据一个实施方式，至少一个磁性元件包括或者是至少一个永磁体。磁体可以具有不同的几何形状。优选地，每个磁体具有一般矩形形状。优先地，每个磁体具有矩形横截面。该实施方式具有提供关于长度和/或宽度的小厚度以便使有效磁化面积最大化的优点。根据第一变型，每个磁体是直线的。根据第二变型，每个磁体是弯曲的或凹形的。

优选地，线性可移动部分包括布置在两对磁极之间的间隔件。在可移动部分包括多个磁体的情况下，间隔件布置在两个磁体之间。该特征使得能够限定连接至所述磁体的杆的力和/或运动幅值。间隔件可以为可磁化的或非磁性的，这取决于期望的力和幅值。

根据另一个实施方式，至少一个磁性元件由铁磁材料制成。将永磁体从机器的可移动部分移除。该机器还可以包括用于返回到位置以便将至少一个磁性元件返回到初始位置的至少一个装置。

根据一个另选的实施方式，至少一个磁性元件由铁磁材料和非磁性材料制成。因此，两个磁体中的一个磁体可以由磁芯代替，另一个是非磁性的。安装定子元件的电磁体的线圈，以便仅在正电流下操作并且在反转情况下被短路。这允许每个杆以振荡方式交替地被定子的电磁场吸引，然后例如被位置返回装置(优选地为弹簧)的力推回。下文描述返回装置。该实施方式使得能够提出特别简化且廉价的机器。

优先地，电磁机器包括用于引导平移的装置，例如轴承、滑块和/或垫。引导装置可以与杆、至少一个磁性元件(优选地为磁体)和/或联接装置协作。

优选地，电磁机器包括定子和/或相对于外部环境线性可移动的部分的密封装置。例如，电磁机器包括用于相对于外部环境密封定子和/或至少两个杆的装置。

密封装置包括杆密封装置。优选地，两个杆密封装置与每个杆相关联，每个装置布置在杆的一个端部处。它们使得能够保护围绕每个杆的气隙。

密封装置必须保护机器在浸入期间免于含盐空气、污染空气或淡水或盐水的影响。例如，密封装置可以为O型环、确保密封的滑动元件、柔性波纹管(由弹性体或金属制成)或机械波纹管或它们的组合。密封可以为如下：刮片式密封、缓冲密封、单效密封、双作用密封、唇形密封(或spi密封)、弹簧密封。可以单独使用这些密封或者将它们组合以便获得不同的功能，例如过滤杂质，执行预密封以便获得浸入室并因此润滑引导衬里，并且然后另一种密封允许完全密封。

另外，机器、特别是定子或每个有线圈的定子元件可以例如用环氧树脂或有机硅树脂制成。甚至另外，可移动部分的至少两个杆可以被油浴包围，从而提供在深浸没的情况下维持压力或者永久性地润滑和冷却***的优点。

此外，电磁机器可以包括与至少一个杆相关联的至少一个位置返回装置。根据一个实施方式，该机器包括用于每个杆的位置返回装置。优选地，位置返回装置是有回弹力的弹性返回装置，例如弹簧，优选地为金属弹簧，特别是由钢制成。尽管每个杆产生往复式移动，但是可能有益的是促进两种移动中的一种的动力学。在正常操作中，根据本发明的具有在磁极距上振荡或由控制电子器件驱动以移动的可移动杆的电磁机器不需要用于可移动杆的返回装置。然而，可能有益的是添加该返回装置以便优化机器的效率。例如，弹簧可以放置在可移动杆的第一端部处和/或所述可移动杆的与第一端部相对的第二端部处。该特征使得能够在移动反转的第一阶段期间吸收动能，以便在其中存储势能，并且然后在反转的第二阶段期间将势能重新传递到所述移动杆。这些返回装置也使得能够避免任何不受控制的过度幅值的移动，这可能导致机器的过早磨损，或者导致一个或更多个可移动杆意外地从机器中延伸出去。优选地，杆的振荡频率与***的共振频率相同，以便消耗将在运动中设定的最小可能的能量。

根据特定实施方式，定子包括至少四个定子元件，该至少四个定子元件形成围绕纵向轴线布置并且相对于纵向轴线在周向或径向正交方向上延伸的两对两个定子元件，并且其中，线性可移动部分包括形成两对两个杆的四个杆。对于上述内容且对于说明书的其余部分，与一对杆和至少一个磁性元件相关联的一对定子元件也被称为模块。因此，电磁机器可以包括一个或更多个模块。

优选地，至少两对定子元件沿着以纵向轴线为中心的圆间隔开。

根据任何类型的杆，可移动部分的至少两对杆可以沿着以纵向轴线为中心的圆间隔开。优先地，至少两个杆可以沿着以纵向轴线为中心的圆等距地间隔开。

优选地，杆彼此并且相对于纵向轴线平行。

根据任何实施方式，杆可以具有不同的形状。根据横截面，每个杆可以具有平行六面体、矩形、六边形、圆柱形或圆形形状。

优选地，定子元件被布置成限定中心自由区域。由至少两个定子元件和至少两个杆限定的体积在中心处是自由的。在机器的中心部分内没有部件。这允许各种优点，诸如，例如：

-允许部件或流体(特别是热传递流体)穿过中心，

-较低的体积和重量，这对于车载***很重要，

-允许在机器的处理期间更好地夹持机器，或者

-经由更好的冷却改善机器的热性能。

根据具体实施方式，定子包括形成六对定子元件的十二个定子元件，并且可移动部分包括形成六对杆的十二个杆。优选地，线性可移动部分包括与每对定子元件协作的两个永磁体。

优选地，成对的定子元件和相关联的可移动部分以交替方式反相地布置。三对定子元件相对于其它三对定子元件偏移180度。优选地，杆以在10Hz(赫兹)与150Hz之间的频率移动。

电磁机器包括电力电子器件和/或控制装置，使得可移动部分的杆的移动由电力电子器件以开环控制。使用电力电子器件进行控制使得能够以不同的频率使电压起伏，诸如，例如可以改变有效电压和频率的逆变器。

根据另一个实施方式，机器包括至少一个传感器，诸如，例如用于移动可移动部分的传感器、或电流传感器。电力电子器件和/或控制装置借助于来自至少一个传感器的信息来控制可移动部分的杆在闭环中的移动。

优选地，机器包括温度传感器以便测量所述机器的温度，该温度传感器优选地直接连接至控制电子器件。由于热熔断器，它还可以防止过度升温。这两个构件优先地安装在线圈的***，并且有利地在其中心处，因为线圈是扩散热的主要构件。

控制装置使得能够独立地或者以与其它模块同步或非同步的方式控制每个模块，和/或以便消除不平衡，例如通过控制两个模块在反相中的振荡。

根据本发明的第二方面，提供了一种机械组件，该机械组件包括根据本发明的第一方面的特征中的一个或更多个特征的电磁机器，以及安装到至少两个杆的远侧端部中的至少一个远侧端部的至少一个执行器。优先地，执行器连接至至少两个杆的所有远侧端部。

优选地，至少一个执行器包括至少一个膜。每个膜可以与电磁机器同轴地并且与机架的外部面相对地布置。优选地，每个膜具有被布置成使流体穿过的中心开口。

优选地，机械组件包括被布置成与至少一个膜液压地协作的至少一个凸缘。根据一个实施方式，其中机械组件包括若干膜，每个凸缘与单个膜相关联。

例如，每个凸缘可以具有以下可组合的另选变型：

-是刚性的或柔性的，

-具有与膜的形状组合的任何形状，

-是实心的，或者在中心处被刺穿，例如从而借助于速度差允许文丘里(Venturi)效应，

-具有用于各种用途(耐腐蚀性、压力上升、自吸等)的空隙和/或微凸体和/或唇缘，以及

-由特定材料(海洋材料、食品安全材料、生物相容材料、烃类等)构成，

-凸缘本身可以被两个或更多个膜包围。

根据具体示例，单个凸缘可以为船或航海载具(锥形物、潜艇等)的外壳的壁。

根据具体实施方式，机械组件包括沿着纵向轴线延伸的电磁机器，该机器包括本发明的第一方面的特征中的一个或更多个特征，该机器包括：

-定子，该定子包括形成两对定子元件的至少四个定子元件，

-线性可移动部分，该线性可移动部分包括形成两对两个杆的至少四个杆，

该组件包括安装到至少两个杆的远侧端部中的至少一个远侧端部的至少一个执行器。

优选地，磁性元件与一对两个杆相关联。根据一个实施方式，至少两个磁性元件与一对两个杆相关联。

根据具体实施方式，机械组件包括沿着纵向轴线延伸的电磁机器，该机器包括：

-机架，

-被布置成创建磁场的定子，该定子包括围绕纵向轴线布置并且相对于纵向轴线在周向或径向正交方向(orthoradial direction)上延伸的至少四个定子元件，该至少四个定子元件形成两对定子元件，

-线性可移动部分，该线性可移动部分包括：形成两对两个杆的至少四个杆；至少两个磁性元件，每个磁性元件与一对杆相关联并且布置在两个定子元件之间以便能够磁性地移动；以及用于将每个磁性元件连接至其一对杆的联接装置，

该组件包括安装到至少两个杆的远侧端部中的至少一个远侧端部的至少一个执行器。

优先地，至少四个杆包括至少两个上游杆和至少两个下游杆，该组件包括连接至至少两个上游杆的远侧的端部的上游膜和连接至至少两个下游杆的远侧端部的下游膜。

这允许例如液压推力器的由其推进的液体流动相对于已知推力器(诸如配备有推进器的电机)的流动是较少湍流的。

优选地，至少一个磁性元件可以为至少一对交替的磁极，例如一个或更多个永磁体。

优选地，该组件包括至少一个凸缘，该至少一个凸缘覆盖电磁机器的横向面的全部或一部分。至少一个凸缘可以为实心的或刺穿的，特别是在所述凸缘的中心处。根据另选的实施方式，至少一个凸缘可以为刚性的或柔性的，和/或具有某些形状和/或凹部和/或微凸体。至少一个凸缘还可以包括用于各种用途(例如耐腐蚀性，或者为了允许压力升高)的唇缘。例如，至少一个凸缘可以由特定材料制成，诸如海洋材料、食品安全材料、生物相容材料、或烃类。

根据一个实施方式，该组件包括至少一个上游凸缘和至少一个下游凸缘，该至少一个上游凸缘连接至机架的上游面并且与上游膜相对地布置，该至少一个下游凸缘连接至机架的下游面并且与下游膜相对地布置。

在致动期间，杆的往复式移动引起膜的起伏。每个膜用于将由电机供应的机械能转换成液压能。每个膜具有圆柱形形状或优先地圆盘或椭圆形形状。其由实心电枢(有利地为金属)和由柔性材料(优选地为弹性体衍生物(橡胶、EPDM、PU、腈等))制成的起伏状部件构成。膜可以为任何形状。

优选地，每个膜具有优选地为圆形或椭圆形的中心开口。优先地，每个凸缘具有管状区段，该管状区段与机器的纵向轴线同轴地布置并且延伸穿过相关联的膜的中心开口。管状区段的直径严格地小于中心开口的直径。管状区段使得能够对通过机械组件的中心的流体的流动产生文丘里效应。

根据具体实施方式，该组件可以包括至少两个上游膜和/或至少两个下游膜。上游和/或下游膜可以具有彼此相移的移动，优选地相移为180°(度)。

根据另一个具体实施方式，一对中的至少两个杆在机架的上游和下游两者延伸，该组件包括至少两个执行器，一个执行器连接至所述杆的上游远侧端部，并且一个执行器连接至所述杆的下游远侧端部。在该实施方式中，至少两个杆通过机架并且在所述机架的上游和下游延伸，所述机架可以具有至少一个密封件。

优选地，该组件包括布置在上游膜的上游的上游盖和布置在下游膜的下游的下游盖。每个盖例如使用将每个盖连接至电磁机器的机架的纵向臂与所述机器的纵向轴线同轴地附接到机器的机架。优选地，盖的面向膜的面具有与膜的表面基本上相同的表面。由盖和凸缘纵向地界定的体积限定压缩室或推进室。当停止时且在机器处于操作中时，每个膜都位于推进室中。设定在膜的运动中的液体提前穿过压缩室的圆周区(例如在将盖连接至机器的机架的纵向臂之间)进入推进室。

对于上述内容且对于说明书的其余部分，压缩室和推进室是指相同的定义，使得这些表达中的任一者可以不加区分地使用。

由上游膜推进的体积被排出到机器的中心自由区域中。下游盖还包括开口，该开口的横截面至少等于中心自由区域的横截面。由下游膜推进的体积被排出到下游盖的开口中。

两种压缩室构造是可能的：

-串联，使得下游压缩室的入口流经由机器的中心自由区域连接至上游压缩室的出口流，

-并联，使得每个压缩室具有特定于其的入口流，每个流经由开口或径向区域在膜的上游和/或下游和/或上方和下方进入压缩室。

可以组合这两种解决方案：通过中心自由区域的中心流和径向流可以供应下游压缩室。

每个压缩室对应于至少一个液体入口区段和至少一个液体出口区段。

这些区段可以为多个，并且可以以下方式：

-径向于推力器，

-平行于推力器的移动轴线

-通过前述两种可能性的组合。

根据具体实施方式，下游盖包括与电磁机器同轴地延伸的中心管。该特征使得能够通过放置通过压缩室的管而在压缩室中创建第二流。该管的入口区段将经历正压，并且出口区段(位于压缩室的下游)将经历负压，从而产生文丘里效应并改善推力器的效率。

根据其它实施方式，机械组件可以不包括盖，或者包括单个盖：上游盖或下游盖。在没有盖的情况下，因此不再有压缩室。

上文提出的机械组件的其它应用也是可能的，例如摇动器单元、工业振动器、活塞(特别是同相操作以放大振动的移动部件)、撞针、扬声器、锯、镐、***玩具、用于研究振动、疲劳、老化的工具、工业泵、风扇、空气压缩机、力恢复、筛、用于振动锤击的振动器、船和水上工具推进器、用于水上玩具的推进器(诸如水下推进器、桨叶、机动冲浪板、舱底泵、发电机)、用于水上游戏的泵、用于池塘的流动发生器(水流、波浪、涌浪)、机械工具(诸如锯、磨砂机、锤子)、混合器。

根据第三方面，提供了一种用于致动根据第一方面的电磁机器的方法，该机器包括：

-定子，该定子包括形成两对定子元件的至少四个定子元件，

-线性可移动部分，该线性可移动部分包括形成至少两对两个杆的至少四个杆，

该方法包括在至少两对两个杆之间相移的致动步骤。

附图说明

通过阅读以下描述将更好地理解本发明，该描述参考由附图所示的非限制性实施方式，其中：

·图1是根据本发明的第一实施方式的利用环状线性移动的电磁机器的透视图，其中该机器包括一对定子元件和一对杆，未示出机架；

·图2是面向彼此的两个定子元件的轮廓视图，每个定子元件包括电线的绕组，所述元件与前述附图相对应；

·图3是根据一个实施方式的线性可移动部分的透视图，该线性可移动部分包括布置在两个杆之间的两个永磁体；

·图4是根据本发明的第二实施方式的利用环状线性移动的电磁机器的透视图，其中，机器包括关于通过机器的纵向轴线的几何平面对称地布置的两对定子元件和两对杆，未示出机架；

·图5是根据本发明的第三实施方式的利用环状线性移动的电磁机器的透视图，其中，该机器包括相对于彼此布置以便形成圆的三对定子元件和三对杆，未示出机架；

·图6是根据本发明的第四实施方式的利用环状线性移动的电磁机器的透视图，其中该机器包括相对于彼此布置以便形成圆的六对定子元件和六对杆，

示出了机架；

·图7是根据前述附图的电磁机器、特别是根据实施方式的线性可移动部分的纵切面视图；

·图8是根据第一实施方式的液压推力器的纵切面视图，该推力器包括根据前述附图的电磁机器以及具有中心开口的单个凸缘和具有中心开口的单个盘状膜；

·图9是根据第一实施方式的液压推力器的透视图；

·图10是根据第二实施方式的液压推力器的透视图，该推力器包括单个实心凸缘并且包括具有锥形形状的尾部和具有开口的单个膜；

·图11是根据前述附图的根据第二实施方式的液压推力器的纵切面视图；

·图12是根据图10和图11的液压推力器和根据第五实施方式的电磁机器的剖视图，该机器包括四对定子元件和四对杆；

·图13是根据第六实施方式的包括上游杆和下游杆的电磁机器的轮廓视图；

·图14是根据第七实施方式的包括位于上游和下游两者的杆的电磁机器的轮廓视图；

·图15是包括根据图9的液压推力器的航海推进组件的轮廓视图；

·图16是根据第四实施方式的液压推力器的轮廓视图，该推力器包括上游盖和下游盖；

·图17是根据前述附图的液压推力器的纵切面视图；

·图18是前述附图的放大图，上游盖和上游膜以放大的方式被看到；

·图19是根据第五实施方式的液压推力器的纵切面视图，其中上游盖包括正面开口；

·图20是根据第六实施方式的液压推力器的纵切面视图，该液压推力器包括上游径向开口和下游径向开口；

·图21是根据第七实施方式的液压推力器的纵切面视图，该液压推力器包括上游径向开口、下游径向开口和通过上游盖的中心管。

参考图1、图2和图3，呈现了在环状线性移动情况下的电磁机器1的第一实施方式。为了观察尽可能多的部件，未示出机器机架。

该机器包括被布置成创建电磁场的静态部件31，被称为定子。参考图2，定子包括形成一对定子元件的两个定子元件31a和31b。每个定子元件包括被布置成形成“E”形图案的片状金属板的叠堆。每个定子元件包括三个齿和两个凹口。每个定子元件31a、31b还包括被***片状金属板的叠堆的凹口中以便形成环的电绕组311、312。定子元件31a、31b相对地布置并且彼此间隔开使得能够***可移动部分的至少一个磁性元件的距离和气隙距离。参考图1和图2，定子元件具有一般形状和矩形横截面并且直线地延伸。

该机器包括进行交替的直线平移移动的线性可移动部分。参考图1和图3，可移动部分包括能够沿着相应的驱动轴线Ela、Elb移动的两个不同的杆41a、41b，所述轴线沿着轴线或纵向方向延伸。它们布置在定子31的任一侧上，特别是在两个绕组部分之间，呈半圆的形状在片状金属板的叠堆之外延伸。杆41a、41b具有圆形横截面。参考图3，可移动部分包括布置在两个杆41a、41b之间的两个永磁体61a、61b。永磁体具有矩形形状。它们被布置成被***在两个定子元件31a、31b之间以便在定子元件的切换期间磁性地移动。两个磁体61a、61b纵向地间隔开，使得两个磁体可以与定子元件的两个连续的齿对齐。

可移动部分还包括在永磁体61a、61b与杆41a、41b之间的联接装置51a、51b。每个联接装置51a、51b包括被布置成被紧固到杆以便在平移中成一体的杆部件。杆部件包围杆的外膜。每个联接装置51a、51b包括磁性元件的被布置成接收和紧固两个磁体并且因此将这些磁体机械地联接到杆的部件。

可选地，机器包括用作用于每个杆的平移引导件的两个引导部件80，优先地为圆柱形。两个引导部件附接到机架的纵向端部。这些引导部件有利地由非磁性材料制成，以便使磁场泄漏最小化。这两个部件具有用作用于需要被设定成运动的任何执行器或可移动部分的连接部件的另一个功能。

该第一实施方式使得能够提出紧凑的电磁机器。该第一实施方式对应于电磁模块，使得更大电功率的电磁机器可以包括并联布置的若干电磁模块。

图4示出了包括两个电磁模块的电磁机器的第二实施方式，每个模块与第一实施方式的模块相对应。电磁机器包括两个定子元件对31、32，定子元件对31与成对的杆41a、41b相关联，并且定子元件对32与成对的杆42a、42b相关联。电磁机器沿着纵向轴线L延伸。杆的相应驱动轴线平行于机器的纵向轴线L。此外，两个模块相对于通过纵向轴线L的几何平面对称地布置。

图5示出了包括三个电磁模块的电磁机器的第三实施方式，每个模块与第一实施方式的模块相对应。电磁机器包括三个定子元件对31、32、33，定子元件对31与成对的杆41a、41b相关联，定子元件对32与成对的杆42a、42b相关联，并且定子元件对33与成对的杆43a、43b相关联。电磁机器沿着纵向轴线L延伸。杆的相应驱动轴线平行于机器的纵向轴线L。此外，三个模块沿着以纵向轴线L为中心的圆布置。这三个电磁模块等距地间隔开。

图6示出了包括六个电磁模块的电磁机器的第四实施方式，每个模块与第一实施方式的模块相对应。与上文呈现的实施方式不同，图6中示出了电磁机器1的机架。电磁机器包括六个定子元件对31、32、33、34、35和36，定子元件对31与成对的杆41a、41b相关联，定子元件对32与成对的杆42a、42b相关联，定子元件对33与成对的杆43a、43b相关联，定子元件对34与成对的杆44a、44b相关联，定子元件对35与成对的杆45a、45b相关联，定子元件对36与成对的杆46a、46b相关联。电磁机器沿着纵向轴线L延伸。杆的相应驱动轴线平行于机器的纵向轴线L。此外，六个模块沿着以纵向轴线L为中心的圆布置。这三个电磁模块等距地间隔开。

参考图4、图5和图6，电磁机器的布置使得能够使它们的中心区域自由。每个机器的中心区域具有管状形状，其轴线对应于纵向轴线L。

图7示出了根据图6的电磁机器的剖视图。定子34的定子元件和定子31的定子元件在横截面中被看见。此外，相关联的永磁体64a、64b和61a、61b在横截面中被看见。图7还示出了机器的两个盖，盖布置在每个纵向端部处。

对于说明书的其余部分，将描述杆(在这种情况下为杆44b)的操作和/或移动。

在初始状态下，杆的位置使得永磁体64a、64b是定子元件34的相对齿，因为在气隙中感应出的磁通足以在一侧上实现极性(例如北磁极)并且在另一侧上实现反转极性(例如南磁极)。由于每个永磁体具有反转极性，因此磁通通过永磁体并将它们保持在适当位置。

在将电流切换到线圈中期间，气隙中的磁通是颠倒的，使得永磁体的每个磁极与相同的极性相对，从而产生排斥力和磁体的平移并且因此产生杆44b的平移。同时，磁通通过反转极性的相邻永磁体，使得吸引力使杆44b平移移动。因此，永磁体的新位置(未示出)得到杆44b的新位置(未示出)。

图8是液压推力器的剖视图，该液压推力器包括根据图6的电磁机器、凸缘F1和膜M1，所述凸缘和所述膜关于纵向轴线L同轴地布置在机器的同一端部(被称为下游端部)上。被称为上游端部的相对端部不具有防止通过电磁机器的中心区域10的流的循环的壁。在该实施方式中，推力器具有为管的一般形状。

凸缘F1具有中心开口，使得流可以通过该中心开口。凸缘F1具有被称为连接面的第一面和被称为外部面的第二面，该第一面被布置成连接至电磁机器的端部，该第二面与连接面相对。凸缘F1具有锥形或喷嘴形式的内表面，该内表面的最大直径对应于电磁机器的内径。凸缘还包括从外部面突伸出的管状部分F11。

膜M1具有环形形状并且包括电枢MA1，该电枢连接至电磁机器的杆的所有远侧端部，见图9。膜M1具有中心开口，凸缘F1的管状部分F11延伸穿过该中心开口。

参考图10和图11，示出了液压推力器的第二实施方式。与前述实施方式相比，本推力器在每个端部处都是封闭的。至少一个壁封闭电磁机器的中心区域，使得推力器具有椭圆形和/或卵形一般形状。

凸缘F1不具有中心开口。凸缘F1具有被称为连接面的第一面和被称为外部面的第二面，该第一面被布置成连接至电磁机器的端部，该第二面与连接面相对。凸缘还包括从外部面突伸出的锥形部分F12，锥体的直径从外部面向锥形部分的尖端减小。锥形部分通过膜M1的中心开口，见图10和图11。

凸缘F1和膜M1的关联允许液压推力器的推进。

图11和图12示出了电磁机器的第五实施方式。参考图12，电磁机器包括四个定子元件对31、32、33和34，定子元件对31与成对的杆41a、41b相关联，定子元件对32与成对的杆42a、42b相关联，定子元件对33与成对的杆43a、43b相关联，定子元件对34与成对的杆44a、44b相关联。电磁机器沿着纵向轴线L延伸。杆的相应驱动轴线平行于机器的纵向轴线L。此外，四个模块沿着以纵向轴线L为中心的圆布置。这四个电磁模块等距地间隔开。

图13示出了电磁机器的第六实施方式，由于每个电磁模块可以独立于其它电磁模块被控制的事实，该第六实施方式特别地与前述实施方式中的一个可组合。电磁机器包括从机器的第一端部延伸的成对的上游杆。机器还包括从电磁机器的与第一端部相对的第二端部延伸的成对的下游杆。图13示出了沿着轴线E3a、E3b、E5a、E5b、E2a、E2b、E6a、E6b延伸的上游杆。还示出了沿着轴线E1a、E1b、E4a、E4b延伸的上游杆。

另选地，图14示出了电磁机器的第七实施方式，其中每对杆以成对的上游杆和成对的下游杆的方式通过机器的机架。该实施方式特别适用于在电磁机器的每个端部处包括执行器(例如膜)的机械组件。

图15示出了一种应用，其中根据图9的液压推力器连接至船的转向和控制装置。

推力器包括控制装置和/或电力电子器件，使得电机能够在宽泛的使用情况范围内使用。例如，它可以由电网、太阳能电池板阵列或任何其它另选的能量设施供电，或者在储能***中，利用其通过电力电子器件的连接件，使得能够调控和控制电流。

取决于控制信号的类型及其形状，电机可以满足不同的使用情况：在连续电压的电力供应情况下，电机的位置被控制。因此，其将根据所供应的电压值维持精确且可重复的位置。在提供交流电压的情况下，电机的速度将被控制。电压的值使得能够调节可移动棒的行程的幅值。至于电信号的频率，可以调节电机的操作频率。

电机使得能够提供线性高频移动，特别是高达每秒500周，也就是说以500Hz操作。

图16至图21示出了被布置成被浸入的液压推力器的若干实施方式。

参考图16，推力器包括布置在第一凸缘F1的上游的上游盖C1和布置在第二凸缘F2的下游的下游盖C2，未示出膜。每个盖例如使用将每个盖连接至电磁机器的机架的纵向臂与所述机器的纵向轴线同轴地附接到机器的机架。参考图9，在盖与凸缘之间纵向地限定的体积限定压缩室。上游压缩室111被限定在盖C1与电磁机器1之间。下游压缩室112被限定在盖C2与电磁机器1之间。当停止时且在机器处于操作中时，每个膜都位于压缩室中。例如，参考图18，上游膜M1使用电磁机器的可移动部分的杆被设定为运动，以便振荡。通过膜被设定为运动的液体提前进入压缩室。

参考图16、图17、图18、图19、图20、图21，推力器包括上游径向开口121。参考图16、图17、图20和图21，推力器包括下游径向开口122。径向开口由将盖连接至机器的机架的纵向臂周向地界定。径向开口允许液体进入每个压缩室。

由上游膜推进的体积被排出到机器的中心自由区域10中。由上游膜推进的液体体积被排出到下游压缩室中。

此外，根据包括盖的所有实施方式，下游盖C2包括轴向开口132。

在这些所谓的并联构造中，每个压缩室具有特定于其的入口流，每个流经由开口或径向区域进入压缩室。下游盖还包括开口，该开口的横截面至少等于中心自由区域的横截面。

参考图19，它是被称为串联的构造，其中下游压缩室的入口流经由机器的中心自由区域连接至上游压缩室的出口流。推力器包括用于将液体供应到上游压缩室的单个入口开口131。

可以组合这两种解决方案：轴向流和径向流，以供应压缩室。参考图21，上游盖C1包括由中心管延伸的开口131，该中心管开放到中心区域10以便产生文丘里效应。根据未示出的另一个实施方式，管可以开放到上游压缩室中。推力器还包括上游径向开口121和下游径向开口122。

Claims (16)

1.一种电磁机器(1)，其特征在于，所述电磁机器包括：

-机架，

-被布置成创建磁场的定子，所述定子包括面向彼此的至少两个定子元件(31a,31b,32a,32b,33a,33b,34a,34b,35a,35b,36a,36b)，

-线性可移动部分，所述线性可移动部分包括：

-至少两个杆(41a,41b,42a,42b,43a,43b,44a,44b,45a,45b,46a,46b)，所述至少两个杆能够沿着相应的驱动轴线(E1a,E1b,E2a,E2b,E3a,E3b,E4a,E4b,E5a,E5b,E6a,E6b)移动，每个杆布置在两个定子元件的一个端部处，

-与所述至少两个杆相关联的至少一个磁性元件(61a,61b)，所述至少一个磁性元件布置在所述两个定子元件之间并且能够关于所述至少两个定子元件磁性地移动，

-在所述至少一个磁性元件与所述杆之间的联接装置(51a,51b)。

2.根据权利要求1所述的电磁机器(1)，其中，每个磁性元件包括至少一对交替的磁极。

3.根据权利要求1或2所述的电磁机器(1)，其中，所述至少一个磁性元件是至少一个永磁体。

4.根据权利要求3所述的电磁机器(1)，所述电磁机器包括布置在两对磁极之间的至少一个间隔件。

5.根据前述权利要求中的一项所述的电磁机器(1)，其中，每个定子元件包括片状金属板的叠堆，所述片状金属板包括至少两个齿。

6.根据前述权利要求中的一项所述的电磁机器(1)，所述电磁机器包括与至少一个杆相关联的至少一个位置返回装置。

7.根据前述权利要求中的一项所述的电磁机器(1)，所述电磁机器包括用于相对于外部环境密封所述定子和/或所述可移动部分的装置。

8.根据前述权利要求中的一项所述的电磁机器(1)，其中，所述定子包括至少四个定子元件，所述至少四个定子元件形成围绕纵向轴线(L)布置并且相对于所述纵向轴线(L)在周向或径向正交方向上延伸的两对(31,32)两个定子元件，并且其中，所述线性可移动部分包括形成两对(41,42)两个杆的四个杆。

9.根据前一权利要求所述的电磁机器(1)，其中，至少两对定子元件沿着以所述纵向轴线(L)为中心的圆间隔开。

10.根据权利要求8或9所述的电磁机器(1)，其中，所述定子元件被布置成限定中心自由区域。

11.一种机械组件，所述机械组件包括：根据前述权利要求中的一项所述的电磁机器(1)、以及安装到所述至少两个杆的远侧端部中的至少一个远侧端部的至少一个执行器。

12.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述至少一个执行器包括至少一个膜(M1,M2)。

13.一种机械组件，所述机械组件包括：沿着纵向轴线(L)延伸的根据权利要求1至10中的一项所述的电磁机器(1)，所述机器包括：

-定子，所述定子包括形成两对定子元件的至少四个定子元件，

-线性可移动部分，所述线性可移动部分包括形成两对两个杆的至少四个杆，

所述组件包括安装到至少两个杆的远侧端部中的至少一个远侧端部的至少一个执行器。

14.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述至少四个杆包括至少两个上游杆和至少两个下游杆，所述组件包括连接至所述至少两个上游杆的远侧端部的上游膜(M1)和连接至所述至少两个下游杆的远侧端部的下游膜(M2)。

15.根据权利要求13所述的组件，其中，一对中的至少两个杆在所述机架的上游和下游两者延伸，所述组件包括至少两个执行器，一个执行器连接至所述杆的上游远侧端部，并且一个执行器连接至所述杆的下游远侧端部。

16.一种用于操作根据权利要求1至10中的一项所述的电磁机器的方法，所述机器包括：

-定子，所述定子包括形成两对定子元件的至少四个定子元件，

-线性可移动部分，所述线性可移动部分包括形成至少两对两个杆的至少四个杆，

所述方法包括在所述至少两对两个杆之间相移的致动步骤。