包括电永磁体的致动器及方法

文档序号:1382681 发布日期:2020-08-14 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 包括电永磁体的致动器及方法 (Actuator including an electropermanent magnet and method ) 是由 拉尔斯·塞尔斯马克 于 2018-12-05 设计创作,主要内容包括:一种致动器(10),该致动器包括:基部(14、14a、14b);永磁体(18、18a、18b);电永磁体(20、20a、20b);围绕电永磁体(20、20a、20b)定位的线圈(22、22a、22b);功率控制器(24、24a、24b);以及可移动构件(28),该可移动构件包括至少一个磁性目标部分(36),该可移动构件(28)布置成当电永磁体(20、20a、20b)采取第一极性时相对于基部(14、14a、14b)移动至第一位置(12),并且该可移动构件(28)布置成当电永磁体(20、20a、20b)采取第二极性时由于由永磁体(18、18a、18b)和电永磁体(20、20a、20b)组合产生并作用在磁性目标部分(36)上的磁场而相对于基部(14、14a、14b)移动至第二位置(46)。还提供了一种锁定装置(50)、一种手柄装置(86)以及一种方法。(An actuator (10) comprising: a base (14, 14a, 14 b); a permanent magnet (18, 18a, 18 b); an electropermanent magnet (20, 20a, 20 b); a coil (22, 22a, 22b) positioned around the electropermanent magnet (20, 20a, 20 b); a power controller (24, 24a, 24 b); and a movable member (28) comprising at least one magnetic target portion (36), the movable member (28) being arranged to move to a first position (12) relative to the base (14, 14a, 14b) when the electro-permanent magnet (20, 20a, 20b) assumes a first polarity, and the movable member (28) being arranged to move to a second position (46) relative to the base (14, 14a, 14b) when the electro-permanent magnet (20, 20a, 20b) assumes a second polarity due to a magnetic field generated by the combination of the permanent magnet (18, 18a, 18b) and the electro-permanent magnet (20, 20a, 20b) and acting on the magnetic target portion (36). A locking device (50), a handle device (86) and a method are also provided.)

包括电永磁体的致动器及方法

技术领域

本公开总体上涉及包括电永磁体的致动器。特别地,提供了包括电永磁体和布置成在第一位置与第二位置之间移动的可移动构件的致动器、包括该致动器的锁定装置、包括该致动器的手柄装置以及用于操作该致动器的方法。

背景技术

可以在锁定装置中使用各种类型的致动器。一种类型的动力致动器是使驱动轴旋转的马达,该马达需要动力来锁定和解锁锁定装置、例如电锁。另一种类型的动力致动器是螺线管,该螺线管具有柱塞,该柱塞响应于所提供的动力而相对于壳体运动。这种螺线管通常设置有弹簧,以在没有动力的情况下使柱塞返回到其原始位置。螺线管包括线圈和能够在线圈内轴向移动的轴。线圈通过连接到电流源而通电,从而产生磁通量,该磁通量使轴沿一个方向移动。当线圈断电时,弹簧使轴沿相反方向移动。与马达相比,螺线管的一个优势是在停电的情况下,柱塞仍可以返回其原始位置。

US 2012299315 A1公开了一种用于电锁的结构,该电锁包括两个旋转构件、闩锁组件和控制装置。两个旋转构件相应地固定到门的两个手柄。闩锁组件包括盒、滑动元件和分隔杆。分隔杆在盒中配装成用以限定分别与旋转构件的两个凹部对应的两个侧向区域。滑动构件以可滑动的方式配装在盒的侧向区域中的一个侧向区域中。控制装置包括推动组件和螺线管。当螺线管断电时,推动组件可以向前移动以锁定相应的手柄。当螺线管通电时,推动组件可以向后移动以释放相应的手柄。

发明内容

本公开的一个目的是提供具有低功耗的致动器。

本公开的另一目的是提供具有小尺寸的致动器。

本公开的又一目的是提供具有可靠操作的致动器。

本公开的又一目的是提供具有简单设计的致动器。

本公开的又一目的是提供具有良好的防篡改保护的致动器。

本公开的又一目的是提供有效的致动器,即相对于其尺寸具有较高的磁保持力。

本公开的又一目的是提供解决前述目的中的两个或更多个目的的致动器。

本公开的又一目的是提供锁定装置,该锁定装置包括解决了一个或更多个前述目的的致动器。

本公开的又一目的是提供手柄装置,该手柄装置包括解决了一个、多个或所有前述目的的致动器。

本公开的又一目的是提供用于操作解决了一个、多个或所有前述目的的致动器的方法。

根据一个方面,提供了一种致动器,该致动器包括:至少一个基部;至少一个永磁体,所述至少一个永磁体布置在基部中;至少一个电永磁体,所述至少一个电永磁体布置在基部中,所述至少一个电永磁体构造成在受到磁场作用时在第一极性与第二极性之间切换极性,并且所述至少一个电永磁体构造成在磁场移除时保持极性;线圈,该线圈绕电永磁体定位;功率控制器,该功率控制器构造成向线圈施加电流脉冲以产生用于改变电永磁体的极化的磁场;以及可移动构件,该可移动构件包括至少一个磁性目标部分,可移动构件布置成当电磁永久磁体采取第一极性时相对于基部移动至第一位置,并且可移动构件布置成当电永磁体采取第二极性时,由于由永磁体和电永磁体组合产生并作用在磁性目标部分上的磁场而相对于基部移动至第二位置。

当将具有一定持续时间和水平的电流脉冲施加到缠绕在电永磁体上的线圈时,由电流脉冲产生的磁场使电永磁体的极性翻转。一旦电永磁体已经从第一极性翻转到第二极性,则永磁体和电永磁体结合以产生电场。该电场(例如通过吸引力或排斥力)作用在可移动构件的磁性目标部分上,使得可移动构件从第一位置移动到第二位置。一旦电永磁体的极性已经从第一极性切换到第二极性并且可移动构件已经从第一位置移动到第二位置,则由永磁体和电永磁体组合产生的电场可以在没有电力供给的情况下将可移动构件保持在第二位置。第一位置和第二位置可以构成可移动构件的不同位置。

在整个本公开中,基部可以包括固定结构。根据一种变型,致动器包括两个极靴、一个永磁体和布置在所述两个极靴之间的一个电永磁体。在这种情况下,基部可以由永磁体、电永磁体和两个极靴构成。然而,基部可以包括其他部件。可移动构件可以包括长形部分和头部部分,并且磁性目标部分可以由头部部分构成或布置在头部部分中。

所述至少一个电永磁体可以是中空的,例如呈圆筒形或大致圆筒形。在这种情况下,可移动构件可以布置成在电永磁体内移动。所述至少一个永磁体和/或极靴也可以是中空的。根据一个示例,基部包括外部圆筒形的电永磁体、内部圆筒形的永磁体以及附接至该电永磁体和永磁体的相应端部的两个环状极靴。在这种情况下,线圈可以缠绕在电永磁体上,并且可移动构件可以在电永磁体、永磁体、极靴和线圈内被引导。因此,基部可以是大致圆筒形的,并且可以具有仅几毫米的外径、比如最大5毫米。

根据本公开的致动器可以被称为低功率致动器。该致动器可以例如包括用于诸如锁头、锁盒或撞针组件的锁定装置的致动器、或者用于操作门、窗等的手柄装置的致动器。可以设想到其他的实施方式。

电永磁体的矫顽性低于永磁体。在整个本公开中,电永磁体可以替代性地被称为开关磁体或软磁体,而永磁体可以替代性地被称为硬磁体。硬磁材料可以例如包括钕合金、比如钕铁硼(NdFeB)、或者具有相对较高固有矫顽性的其他合金。软磁材料可以例如包括铝镍钴合金、铁钴钒或具有相对较低固有矫顽性的其他合金。永磁体和电永磁体可以被统称为双重材料永磁体。

当电永磁体采取第二极性时,可移动构件可以布置成由于磁吸引力或磁排斥力而移动至第二位置。致动器还可以包括至少一个复位元件,所述至少一个复位元件构造成当电永磁体采取第一极性时将可移动构件移动至第一位置。替代性地或另外地,可移动构件可以借助于重力被迫朝向第一位置或朝向第二位置。

复位元件可以包括弹性元件。在这种情况下,致动器可以构造成使得当电永磁体采取第二极性时,由永磁体和电永磁体组合产生并作用在磁性目标部分上的磁场将可移动构件移动至第二位置并使弹性元件变形。弹性元件的变形可以是压缩或延伸。例如,当可移动构件采取第一位置时,弹性元件可以被压缩较小的量,而当可移动构件处于第二位置时,弹性元件可以被压缩较大的量。替代性地,当可移动构件采取第一位置时,弹性元件可以延伸较小的量,而当可移动构件采取第二位置时,弹性元件可以延伸较大的量。

弹性元件可以固定至基部或固定至相对于基部固定的部分,并且固定至可移动构件或固定至相对于可移动构件固定的部分。弹性元件可以例如包括诸如螺旋弹簧的弹簧或橡胶部件。

根据一个变型,所述至少一个基部包括第一基部和第二基部;所述至少一个永磁体包括第一永磁体和第二永磁体;并且所述至少一个电永磁体包括布置在第一基部中的第一电永磁体和布置在第二基部中的第二电永磁体。在这种情况下,可移动构件可以布置成当第一永磁体采取第一极性时相对于第一基部和第二基部运动到第一位置,并且可移动构件布置成当第一电永磁体处于第二极性时,由于第一永磁体和第一电永磁体组合产生并作用在磁性目标部分上的磁场而相对于第一基部和第二基部运动到第二位置。第一基部和第二基部可以例如通过连接构件彼此固定地连接。

根据该变型的致动器可以包括两个弹性元件。第一弹性元件可以构造成将可移动构件推到第一位置,而第二弹性元件可以构造成将可移动构件推到第二位置。例如,当可移动构件移动到第一位置时,第一弹性元件可以被压缩较小的量而第二弹性元件可以被压缩较大的量,并且当可移动构件移动到第二位置时,第一弹性元件可以被压缩较大的量而第二弹性元件可以被压缩较小的量。反向构造(即通过使用弹性元件的延伸力)也是可能的。因此,两个弹性元件在可移动构件上提供平衡作用,并因此促进可移动构件在第一位置与第二位置之间的运动。

第一弹性元件可以固定至第一基部或固定至相对于第一基部固定的部分,并且固定至可移动构件或固定至相对于可移动构件固定的部分。第二弹性元件可以固定至第二基部或固定至相对于第二基部固定的部分,并且固定至可移动构件或固定至相对于可移动构件固定的部分。每个弹性元件可以例如包括诸如螺旋弹簧的弹簧或橡胶部件。

根据替代性示例,根据该变型的致动器不包括用于移动可移动构件的任何弹性元件。在这种情况下,可移动构件可以仅由于在第一电永磁体采取第二极性的情况下由第一永磁体和第一电永磁体组合产生的磁场而从第一位置移动到第二位置。

此外,在该变型中,第二电永磁体可以在第一电永磁体从第一极性切换到第一极性的同时或大致同时从第二极性切换到第一极性。

第一基部可以例如包括两个第一极靴,并且第一永磁体和第一电永磁体可以布置在两个第一极靴之间。第二基部可以例如包括两个第二极靴,并且第二永磁体和第二电永磁体可以布置在两个第二极靴之间。在这种情况下,第一基部可以包括第一永磁体、第一电永磁体和两个第一极靴,而第二基部可以包括第二永磁体、第二电永磁体和两个第二极靴。

第一电永磁体和第二电永磁体中的每个电永磁体可以是中空的,例如呈圆筒形或大致圆筒形。在这种情况下,可移动构件可以布置成在第一电永磁体和第二电永磁体中的每个电永磁体内移动。第一永磁体、第二永磁体和/或极靴也可以是中空的。根据一个示例,第一基部和第二基部中的每个基部包括外部圆筒形的电永磁体、内部圆筒形的永磁体和附接至电磁永磁体和永磁体的相应端部的两个环状极靴。在这种情况下,第一线圈可以缠绕在第一电永磁体上,第二线圈可以缠绕在第二电永磁体上,并且可移动构件可以在第一电永磁体、第一永磁体、第一极靴、第二电永磁体、第二永磁体、第二极靴、第一线圈以及第二线圈中被引导。因此,第一基部和第二基部中的每个基部可以是大致圆筒形的。

可移动构件可以布置成由于由第二永磁体和第二电永磁体组合产生并作用在磁性目标部分上的磁场而相对于第一基部和第二基部移动到第一位置。

同样在该变型中,致动器可以包括如上所述的两个弹性元件。替代性地,致动器不需要包括用于移动可移动构件的任何弹性元件。在这种情况下,当第二电永磁体处于第二极性时,可移动构件可以仅由于由第二永磁体和第二电永磁体组合产生的磁场而从第二位置移动到第一位置。

此外,在该变型中,当第二电永磁体从第一极性切换到第二极性时,第一电永磁体可以同时或基本同时从第二极性切换到第一极性。

致动器还可以包括第一机械止动件,该第一机械止动件限定了可移动构件相对于基部的第一位置。第一机械止动件可以例如包括可移动构件的长形部分上的与基部接合的突出部、比如轴环。替代性地,第一机械止动件可以包括可移动构件的头部部分上的与基部接合的轮廓、比如倾斜表面。

致动器还可以包括第二机械止动件,该第二机械止动件限定了可移动构件相对于基部的第二位置。第二机械止动件也可以包括可移动构件的头部部分上的与基部接合的轮廓、比如倾斜表面。替代性地,第二机械止动件也可以包括可移动构件的长形部分上的与基部接合的突出部、比如轴环。

可移动构件可以布置成相对于基部部分在第一位置与第二位置之间大致线性地或线性地移动。可以想到可移动构件的其他移动路径,包括例如弯曲的移动路径。

当电永磁体采取第一极性时,基部外部的磁场可以是大致中性或者中性的。在包括布置在第一基部中的第一电永磁体和布置在第二基部中的第二电永磁体的变型中,当第一电永磁体处于第一极性时,第一基部外部的磁场可以是大致中性的,并且当第二电永磁体处于第一极性时,第二基部外部的磁场可以是大致中性的。

当电永磁体采取第二极性时,永磁体和电永磁体可以沿相同方向极化。致动器还可以包括用于为功率控制器供电的电池。替代性地,可以使用外部电源来为功率控制器提供电力。在致动器包括布置在第一基部中的第一电永磁体和布置在第二基部中的第二电永磁体的情况下,每个电永磁体可以与一个功率控制器相关联,或者可以共同使用一个共用的功率控制器。

根据另一方面,提供了一种锁定装置,该锁定装置包括根据本公开的致动器。当致动器与锁定装置一起使用时,致动器可以构成锁定装置的锁定机构。根据本公开的致动器可以代替常规锁定装置中的许多阻挡机构,例如由螺线管、马达或音圈驱动的阻挡机构。

根据一种变型,锁定装置包括锁头。在这种情况下,锁头可以包括固定结构和以可旋转的方式容纳在固定结构中的锁芯,其中,可移动构件的第一位置构成断开位置,在该断开位置中,允许锁芯相对于固定结构旋转,并且其中,可移动构件的第二位置构成互连位置,在该互连位置中,可移动构件接合锁芯和固定结构两者,从而防止锁芯相对于固定结构旋转。

根据另一变型,锁定装置包括锁盒。在这种情况下,锁盒可以包括具有毂和联接装置的从动单元,其中,联接装置可以在致动器的控制下在使毂的两个部分接合的接合位置与使毂的两个部分脱离的脱离位置之间移动。

根据另一方面,提供了一种用于操作门、窗等的手柄装置,该手柄装置包括根据本公开的致动器。除了致动器之外,手柄装置还可以包括能够绕轴线旋转的第一元件、能够绕轴线旋转的第二元件、在致动器的控制下能够在使第一元件和第二元件接合的接合位置与使第一元件和第二元件脱离的脱离位置之间移动的联接装置。第一元件可以包括手柄抓握部或凸台,而第二元件可以包括手柄饰框或圆筒形端部。

根据另一方面,提供了一种用于操作致动器的方法,该致动器包括至少一个基部、布置在基部中的至少一个永磁体、布置在基部中的至少一个电永磁体以及包括至少一个磁性目标部分的可移动构件,该方法包括:向电永磁体提供第一极性,使得基部外部的磁场是大致中性的;将电永磁体的极性从第一极性切换到第二极性,使得永磁体和电永磁体结合以产生作用在磁性目标部分上的磁场,从而使可移动构件从相对于基部的第一位置移动到相对于基部的第二位置。用于该方法的致动器可以是根据本公开的任何类型。

在该方法与包括布置在第一基部中的第一永磁体和第一电永磁体以及布置在第二基部中的第二永磁体和第二电永磁体的致动器一起使用的情况下,该方法还可以包括:向第一电永磁体提供第一极性,使得第一基部外部的磁场是大致中性的;将第一电永磁体的极性从第一极性切换到第二极性,使得第一永磁体和第一电永磁体结合以产生作用在磁性目标部分上的磁场,并使得可移动构件从相对于第一基部和第二基部的第一位置移动至相对于第一基部和第二基部的第二位置。该方法还可以包括:在第一电永磁体从第一极性切换到第二极性的大致相同的时间,将第二电永磁体从第二极性切换到第一极性,使得第二电永磁体外部的磁场是大致中性的。

该方法还可以包括:将第二电永磁体的极性从第一极性切换到第二极性,使得第二永磁体和第二电永磁体结合以产生作用在磁性目标部分上的磁场,并且使得可移动构件从相对于第一基部和第二基部的第二位置移动到相对于第一基部和第二基部的第一位置。该方法还可以包括:在第二电永磁体从第一极性切换到第二极性的大致相同的时间,将第一电永磁体从第二极性切换到第一极性,使得第一电永磁体外部的磁场是大致中性的。

附图说明

通过结合附图的以下实施方式将使本公开的更多细节、优点和方面变得明显,在附图中:

图1a:示意性地示出了处于第一位置的致动器的侧视图;

图1b:示意性地示出了处于第二位置的图1a中的致动器的侧视图;

图2a:示意性地示出了处于第一位置的另一致动器的侧视图;

图2b:示意性地示出了处于第二位置的图2a中的致动器的侧视图;

图3a:示意性地示出了包括处于第一位置的致动器的锁定装置的侧视图;

图3b:示意性地示出了处于第二位置的致动器和图3a中的锁定装置的侧视图;

图4:示意性地示出了包括致动器的另一锁定装置的立体分解图;

图5:示意性地示出了包括致动器的手柄装置的侧视图;

图6a:示意性地示出了处于第一位置的致动器和图5中的手柄装置的横截面侧视图;以及

图6b:示意性地示出了处于第二位置的致动器以及图5和图6a中的手柄装置的横截面侧视图。

具体实施方式

在下文中,将对包括电永磁体和布置成在第一位置与第二位置之间移动的可移动构件的致动器、包括该致动器的锁定装置、包括该致动器的手柄装置以及用于操作该致动器的方法进行描述。相同的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。

图1a示意性地示出了致动器10的侧视图。在图1a中,致动器10处于第一位置12。致动器10包括基部14。基部14包括两个极靴16、永磁体18和电永磁体20。永磁体18和电永磁体20布置在两个极靴16之间。如图1a中所示,电永磁体20是中空的。永磁体18也是中空的。

永磁体18可以例如包括钕合金,而电永磁体20可以例如包括铝镍钴合金。在图1a中,永磁体18和电永磁体20具有相反的极性,使得基部14外部的磁场是基本中性的。

极靴16可以例如由继电器钢制成、比如合金。至少右极靴16可以具有光滑的外表面以使气隙最小化。

线圈22缠绕在永磁体18和电永磁体20上。线圈22的绕组数可以变化。线圈22可以包括铜布线。

致动器10还包括功率控制器24。在该示例中,功率控制器24由电池26供电。功率控制器24构造成为向线圈22施加电流脉冲,从而产生磁场。功率控制器24可以包括开关、脉冲控制晶体管和用于保护脉冲控制晶体管的续流二极管。电池26可以提供高功率电源(例如,最大60V且最大20A)。替代性地,功率控制器24可以连接至针对电永磁体20的特定脉冲而优化的充电电容器。

致动器10还包括可移动构件28。该示例的可移动构件28布置成沿着运动轴线30线性移动。在图1a中,可移动构件28已经沿着运动轴线30在第一方向32上移动至所示的第一位置12。

在该示例中,极靴16、永磁体18、电永磁体20以及因此整个基部14是圆筒形的。可移动构件28在圆筒形的基部14内被引导。

可移动构件28包括长形部分和头部部分34。头部部分34包括由强烈响应于磁场的材料制成的磁性目标部分36。可移动构件28还包括此处在长形部分上实现为轴环的第一机械止动件38和此处由头部部分34上的倾斜表面构成的第二机械止动件40。

致动器10还包括复位元件42。在该示例中,复位元件42由呈弹簧形式的弹性元件构成,该弹性元件连接在基部14与可移动构件28之间并且环绕可移动构件28。复位元件42沿第一方向32推动可移动构件28,使得第一机械止动件38接合基部14,更具体地,接合基部14的左极靴16。

通过向线圈22施加具有足够的持续时间和水平的电流脉冲,产生了下述磁场:该磁场将电永磁体20的极性从第一极性切换到第二极性,但是不切换具有较高矫顽性的永磁体20的极性。使电永磁体20翻转/切换极性的磁场的阈值和使永磁体18翻转极性的磁场的阈值取决于相应材料的矫顽性。

所施加的电流脉冲的持续时间可以例如在30μs至750μs之间、比如在50μs至450μs之间、比如在75μs至300μs之间、比如100μs至200μs、比如150μs。若干电流脉冲可以例如在时间上间隔10ms。电源电压可以例如是10V至40V、比如20V至30V。

图1b示意性地示出了图1a中的致动器10的侧视图。如图1b中所示,当电永磁体20已经从图1a中的第一极性翻转到图1b中的第二极性时,永磁体18和电永磁体20结合以在基部14外部产生磁场。该磁场作用在磁性目标部分36上并沿着移动轴线30在第二方向44上线性地将可移动构件28拉动至第二位置46。可移动构件28在电永磁体20内移动。同时,复位元件42被进一步压缩,直到第二机械止动件40接触基部14的右极靴16。可移动构件28由于由永磁体18和电永磁体20组合在一起产生的磁力而被保持在第二位置46,直到电永磁体20的极性被再次切换。右极靴16的右表面也倾斜成使得在第二机械止动件40与基部14之间提供紧密配合。

由于仅在使电永磁体20的极性翻转时在短时间内供应电力,因此可以在确保安全性和可靠性的同时节省能量。另外,由于仅在使电永磁体20的极性翻转时才供应电力,因此不会使温度上升。这防止了致动器10产生热量。

通过在线圈22中沿相反方向施加具有足够的持续时间和水平的电流脉冲,可以将电永磁体20的极性从第二极性切换到第一极性。因此,基部14外部的磁场再次是大致中性的,并且复位元件42沿第一方向32将可移动构件28推回到图1a中的第一位置12,在该位置,第一机械止动件38接触基部14。

图2a示意性地示出了另一致动器10的侧视图。将描述相对于图1a和图1b的主要差异。在图2a中,致动器10处于第一位置12。

图2a中的致动器10包括第一基部14a和第二基部14b。第一基部14a和第二基部14b相对于彼此固定。在图2a的示例中,第一基部14a和第二基部14b借助于连接构件48连接。

第一基部14a包括两个第一极靴16a、第一永磁体18a和第一电永磁体20a,而第二基部14b包括两个第二极靴16b、第二永磁体18b和第二电永磁体20b。第一永磁体18a和第一电永磁体20a布置在两个第一极靴16a之间,而第二永磁体18b和第二电永磁体20b布置在两个第二极靴16b之间。在该示例中,第一基部14a和第二基部14b中的每个基部都是圆筒形的。如图2a中所示,电永磁体20a、20b中的每个电永磁体都是中空的。同样,永磁体18a、18b中的每个永磁体都是中空的。

图2a中的可移动构件28包括两个长形部分和位于所述两个长形部分之间的头部部分34。类似于图1a和图1b,头部部分34包括磁性目标部分36。

图2a中的可移动构件28包括第一机械止动件40a和第二机械止动件40b。在该示例中,第一机械止动件40a和第二机械止动件40b中的每个机械止动件均由头部部分34上的倾斜表面构成。

第一线圈22a缠绕在第一永磁体18a和第一电永磁体20a上,而第二线圈22b缠绕在第二永磁体18b和第二电永磁体20b上。图2a中的示例的致动器10包括构造成向第一线圈22a施加电流脉冲的第一功率控制器24a和构造成向第二线圈22b施加电流脉冲的第二功率控制器24b。第一功率控制器24a和第二功率控制器24b由共用的电池26供电。

图2a中的致动器10包括第一复位元件42a和第二复位元件42b。在该示例中,第一复位元件42a和第二复位元件42b中的每个复位元件均由呈弹簧形式的弹性元件构成。第一复位元件42a连接在第一基部14a与可移动构件28之间,而第二复位元件42b连接在第二基部14b与可移动构件28之间。第一复位元件42a沿第一方向32推动可移动构件28,使得第二机械止动件40b接合第二基部14,更具体地,接合第二基部14b的左第二极靴16b。

在图2a的第一位置12中,第一永磁体18a和第一电永磁体20a具有相反的极性,使得第一基部14a外部的磁场是大致中性的。同时,第二永磁体18b和第二电永磁体20b在相同方向上极化,从而使它们结合以产生作用在磁性目标部分36上的磁场。该磁场将可移动构件28保持在图2a中所示的第一位置12。

为了使可移动构件28从图2a中的第一位置12移动,具有足够持续时间和水平的电流脉冲被施加到第一线圈22a,从而产生下述磁场:该磁场将第一电永磁体20a的极性从第一极性切换到第二极性,但是不会切换具有较高矫顽性的第一永磁体18a的极性。同时,具有足够持续时间和水平的电流脉冲被施加到第二线圈22b,从而产生下述磁场:该磁场将第二电永磁体20b的极性从第二极性切换到第一极性,但是不会切换具有较高矫顽性的第二永磁体18b的极性。

图2b示意性地示出了图2a中的致动器10的侧视图。如图2b中所示,当第一电永磁体20a从图2a中的第一极性翻转到图2b中的第二极性时,第一永磁体18和第一电永磁体20结合以产生在第一基部14外部的磁场。

同时,当第二电永磁体20b从图2a中的第二极性翻转到图2b中的第一极性时,第二电永磁体20b和第二永磁体18b被相反极化,使得第二基部14b外部的磁场是大致中性的。由第一永磁体18a和第一电永磁体20a组合产生的磁场作用在磁性目标部分36上并沿着移动轴线30在第二方向44上线性地将可移动构件28拉动至第二位置46。可移动构件28在电永磁体20a、20b内移动。同时,第一复位元件42a被进一步压缩并且第二复位元件42b被稍微释放,直到第二机械止动件40b接触第一基部14a的右第一极靴16a。

图3a示意性地示出了包括致动器10的锁定装置50的一个示例的侧视图。在图3a中,致动器10是图1a和图1b中所示的类型,但是也可以替代地采用图2a和2b中的变型或者根据本公开的其他变型。

图3a中的锁定装置50由锁头52构成。锁头52包括固定结构54、以可旋转的方式容纳在固定结构54中的锁芯56和连接至锁芯56的旋钮58。在该示例中,固定结构54包括锁头壳体60和尾件62。固定径向孔64设置在锁头壳体60中,并且锁头径向孔66设置在锁芯56中。

锁芯56通过与锁芯56上的圆周槽接合的锁头锁销68轴向固定。尾件62借助于与尾件62上的圆周槽接合的尾件锁销70轴向固定。

致动器10的可移动构件28和基部14布置在锁芯56内,并且功率控制器24和电池26布置在旋钮58内。在图3a中,可移动构件28处于第一位置12,使得致动器10采取断开位置。在图3a的断开位置中,由于可移动构件28未突出到固定径向孔64中,因此允许锁芯56相对于固定结构54旋转。

图3b示意性地示出了图3a中的锁定装置50的侧视图。在图3b中,可移动构件28已经从第一位置12移动到第二位置46,使得致动器10采取互连位置。在图3b的互连位置中,可移动构件28接合锁芯56和固定结构54两者。由于可移动构件28穿过锁头径向孔66突出并突出到固定径向孔64中,因此防止了锁芯56相对于固定结构54旋转。

图4示意性地示出了包括根据本公开的致动器10的另一锁定装置50的立体分解图。图4中的锁定装置50由锁盒72构成。

图4中的示例的锁盒72包括前端部74、闩锁螺栓76、毂78、杠杆手柄从动单元80、联接装置82以及盖板84。毂78具有毂轴线并适于接纳至少一个杠杆手柄销。毂78包括:外毂部分,该外毂部分能够围绕毂轴线旋转,并且该外毂部分适于接纳第一杠杆手柄销;以及中间毂部分,该中间毂部分能够围绕毂轴线旋转并联接至锁定装置50中的螺栓,以用于使螺栓在外端部位置与内端部位置之间运动。联接装置82能够在致动器10的控制下移动。通过将致动器10移动至第一位置12,联接装置82移动至联接位置,在该联接位置中,中间毂部分与外毂部分一起旋转。通过将致动器10移动至第二位置46,联接装置82移动至释放位置,在该释放位置中,外毂部分相对于中间毂部分自由旋转。

图5示意性地示出了用于操作门、窗等的手柄装置86的侧视图,该手柄装置86包括根据图1a和图1b的致动器(未示出)。该示例的手柄装置86包括手柄抓握部88、手柄颈部90、手柄饰框或手柄板92以及呈方柄形式的能够绕手柄旋转轴线96旋转的旋转销或手柄主轴94。

图6a示意性地示出了图5中的手柄装置86的横截面侧视图。如图6a中所示,该示例的手柄装置86还包括圆筒形端部98,该圆筒形端部98牢固地连接至手柄主轴94。圆筒形端部98以可旋转的方式容纳在凸台100中,该凸台100又被接纳在手柄颈部90中。

该示例的手柄装置86还包括致动构件102和在此实施为球体的接合构件104。致动构件102可以在圆筒形端部98内沿手柄旋转轴线96移动。接合构件104可以在圆筒形端部98的径向孔106内移动。致动构件102包括腰部108。致动构件102、接合构件104、圆筒形端部98以及凸台100形成联接装置110。

在图6a中,可以看到处于第一位置12的致动器10。在第一位置12中,致动器10已经采取第一位置12,使得致动构件102已经被拉动至使致动构件102的腰部108不与圆筒形端部98的径向孔106对准的位置。由于致动构件102的这种运动,接合构件104被从腰部108推出到使接合构件104从圆筒形端部98径向向外突出并突出到凸台100中的位置。因此,圆筒形端部98和凸台100同时被接合构件104接合。以这种方式,手柄抓握部88被联接至手柄主轴94,并且因此可以被用于操作制动栓、长插销或手柄主轴94所联接的一些其他构件或装置。因此,当致动器10采取第一位置12时,联接装置110采取接合位置,在该接合位置,第一元件(凸台100)与第二元件(圆筒形端部98)接合。

图6b示意性地示出了图5和图6a中的手柄装置86的横截面侧视图。在图6b中,可移动构件28已经将致动构件102推到使致动构件102的腰部108与圆筒形端部98的径向孔106对准的位置。因此,接合构件104被压入到致动构件102的腰部108中,使得接合构件104不从圆筒形端部98突出。

如果手柄抓握部88(参见图5)旋转,则手柄颈部90和凸台100也旋转。然而,旋转运动未传递至手柄主轴94、致动构件102和接合构件104。因此,手柄抓握部88与手柄主轴94脱离,从而允许手柄抓握部88相对于手柄主轴94自由转动,从而实现了手柄装置86的脱离状态,即所谓的自由旋转功能。因此,在该位置中,不可能通过手柄抓握部88来操纵制动栓、长插销或手柄主轴94可以联接至的任何其他装置。因此,当致动器10采取第二位置46时,联接装置110采取脱离位置,在该脱离位置,第一元件(凸台100)与第二元件(圆筒形端部98)脱离。

尽管已经参考示例性实施方式描述了本公开,但是将理解的是,本发明不限于以上已经描述的内容。例如,将理解的是,部件的尺寸可以根据需要改变。因此,本发明旨在仅由所附权利要求的范围来限制。

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