CN106685174B - 一种谐拍电动直线冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种谐拍电动直线冲击装置，包括筒状铁芯、柱状铁芯、轴杆、壳体和谐拍电流线圈，铁芯为多段环形极，线圈是环形横着设置，筒状铁芯和柱状铁芯中一个是导磁体设置谐拍电流线圈，另一个是永磁体或也是导磁体设置直流电流线圈，导磁体铁芯采用铸铝等方法凝固硅钢片叠片组构成，结构简单紧凑，制造材料消耗少，谐拍电流电路由传感器控制，向谐拍电流线圈配电，产生的电动力与动子冲击运动谐拍同步且方向一致，电动力与回弹力叠加直接作用在直线冲击运动上，漏磁少，电动效率高，可高频率冲击工作。本发明技术可应用于凿岩机、潜孔钻机、振动冲击桩锤、冲击钻、射钉枪、弹射器、震击器、振捣器、振动器等冲击和振动机具。

Description

一种谐拍电动直线冲击装置

技术领域

本发明涉及一种谐拍电动直线冲击装置，其属于电工学领域。

背景技术

名称为“一种电动谐拍往复直线运动冲击装置”的发明专利（专利号ZL20081005453.X、授权公告号CN101262163B、授权公告日2010.12.08），其结构包括固定铁芯、可动铁芯、固定铁芯线圈、可动铁芯线圈、滑套、轴杆、冲头、反冲弹簧装置、机架和电源接线电路等，固定铁芯固定在机架上，固定铁芯两侧的机架上设置有滑套，可动铁芯固定在轴杆上，可动铁芯、可动铁芯线圈和轴杆构成一体的冲击运动装置，轴杆的两端安装在固定铁芯两侧的滑套上；在固定铁芯和可动铁芯上，顺着轴杆的轴向N极和S极交错对应设置多个电磁极，固定铁芯和可动铁芯的电磁极上都套有线圈，固定铁芯线圈和可动铁芯线圈分别与交流电源电路和直流电源电路连接，交流电和直流电产生的电磁场相互作用产生方向交替变换的轴向电动力，驱动冲击运动装置往复冲击运动。

在上述装置中，交流电源电路的频率是人为设定的，为解决冲头每次碰撞回弹力变化差异对谐拍往复运动的影响，利用强迫谐拍原理，采用加大电动力强度的措施，提高直线运动装置的冲击运动速度，使冲击运动的时间小于电动力变换方向的间隔时间，在电动力未变换方向前，冲头提前发生碰撞，利用未变方向的电动力抵消部分碰撞回弹力，降低回程的运行速度，使冲击运动时间与电动力变换方向的间隔时间平衡。在实践应用中，当冲击频率较高或每次碰撞的回弹力变化差别较大时不易实现谐拍条件，例如在凿岩机应用试验中，由于钎刃每次破岩的回弹力变化差异较大，冲击频率高时失拍，不能稳定谐拍冲击工作。

在上述装置中，固定铁芯线圈和可动铁芯线圈都是套在铁芯的极上的，固定铁芯线圈和可动铁芯线圈的导线都是绕着极中心前后横着穿过铁芯上线槽、又顺轴向绕过电磁极左右两侧构成回路，前后横着穿过铁芯上线槽的导线中电流产生电动力，顺轴向绕过电磁极左右两侧的导线中电流产生的电动力相互抵消，需在铁芯电磁极的两侧顺轴向留设绕制线圈导线的空间，线圈两边轴向的线圈导线内的电流是方向相反处在相同极性的电磁场内，产生的电动力相互抵消不出力，仅起着线圈导电回路的作用，线圈存在顺轴向绕制的导线，增加了结构的体积、自重、制造材料消耗和电能损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐拍电动直线冲击装置，交流电源电路改为谐拍驱动电流电路，谐拍驱动电流电路输出电流和电流方向由传感器控制，当电动直线冲击装置的动子发生撞击时传感器发出谐拍信号，控制驱动电流的方向始终与冲击运动的方向一致并且谐拍同步，而且结构合理。

本发明的技术方案如下：

一种谐拍电动直线冲击装置，包括筒状铁芯、柱状铁芯、轴杆、轴杆座、机壳和谐拍电流线圈，其特征在于：所述筒状铁芯在筒内表面顺着轴向横向设置有若干段孔面环形极，其设置的段数由筒状铁芯的长度和各孔面环形极的极间距设定，所述柱状铁芯在柱表面顺着轴向横向设置有若干柱面环形极，设置的段数由柱状铁芯的长度和各柱面环形极的极间距限定；所述筒状铁芯和柱状铁芯两者中任一为导磁体，另一者为永磁体或者也是导磁体；当筒状铁芯为导磁体时，所述孔面环形极的磁极为电磁极，相邻的孔面环形极之间横向设置有第一线槽，所述第一线槽是槽口设置在筒的内表面上的环形线槽；当柱状铁芯为导磁体时，所述柱面环形极的磁极为电磁极，相邻的柱面环形极之间横向设置有第二线槽，所述第二线槽是槽口设置在柱表面上环形线槽；所述筒状铁芯和柱状铁芯两者中任一为导磁体者的线槽中设有谐拍电流线圈，各相邻谐拍电流线圈的接线极性都是相反设置的，即相邻线槽中线圈的电流方向相反，在各环形极上产生的电磁极是顺着轴向N极和S极交替分布的；另一为永磁体时相邻环形极的磁极性顺着轴向N极和S极交替设置，或者也为导磁体时线槽中设有直流电流线圈，各相邻谐拍电流线圈的接线极性都是相反设置的，即相邻线槽中线圈的电流方向相反，在各环形极上产生的电磁极是顺着轴向N极和S极交替分布的。

所述谐拍电流线圈由谐拍电流电路供电，谐拍电流电路输出的是电流方向交替变换或电流产生和关断交替变化的电流，设置有谐拍电流线圈的铁芯的极是极性随谐拍电流线圈中电流方向变化的电磁极，磁场是随谐拍电流线圈中谐拍电流通过和消失而变化的电磁场。

所述直流电流线圈由直流电流电路供电，直流电流电路输出的是直流电流，没有设置谐拍电流线圈的铁芯的极是极性不变的永磁极或是极性不变的电磁极，磁场是永磁场或是直流电磁场。

所述的筒状铁芯包括圆筒状铁芯和偶数对边的方筒状铁芯，所述的柱状铁芯包括圆柱状铁芯和偶数对边的方柱状铁芯。

所述柱状铁芯与轴杆固定为一体穿在筒状铁芯的筒孔内，所述柱状铁芯的柱横截面轮廓和筒状铁芯的筒孔横截面轮廓大小形状相匹配且轴向一致，所述柱状铁芯与筒状铁芯的筒孔轴向活动配合；在所述筒状铁芯的两侧设置有轴杆座，所述轴杆的两端分别设置在两侧的轴杆座上，所述轴杆的两端与两侧的轴杆座轴向活动配合；在所述筒状铁芯的筒孔内，所述柱状铁芯上的各柱面环形极与筒状铁芯上的各孔面环形极在轴向错开对应设置且极间距相互对应一致。各柱面环形极与各孔面环形极在轴向错开对应设置是避免柱面环形极与孔面环形极在轴向处于对正位置时各环形极段之间产生的电动力前后方向抵消平衡而不能产生轴向的驱动力。

当所述筒状铁芯和轴杆座与机壳相固定组成定子时，所述柱状铁芯和轴杆为动子，组成筒状定子的电动直线冲击装置，筒状铁芯作为定子便于直接与机壳固定，整体结构简单；当所述柱状铁芯和轴杆与机壳相固定组成定子时，所述筒状铁芯和轴杆座为动子，组成柱状定子的电动直线冲击装置，柱状铁芯作为定子在冲击工作中所受的震动相对较小，便于柱状铁芯采用永磁体，减小剧烈震动对永磁体退磁的影响。

在动子上设置有活动引线装置，活动引线装置的一端与动子上的线圈连接，另一端与直流电流电路或谐拍电流电路连接，活动引线装置在动子前后冲击运动时向动子上的线圈引入电流。所述的活动引线装置是弯曲的弹性导线、或是螺旋形弹性导线、或是铰接的导电连扳、或是滑接的导电滑块等。

顺着轴向在动子的前面和后面分别对应设置有冲击工件和反弹装置，冲击工件和反弹装置的承击面分别与动子的前后撞击面对面设置，冲击工件和反弹装置的承击面分别设置在动子前后撞击面前后运动的行程之内，动子冲击运动时前后撞击面可分别撞击到冲击工件的承击面和反弹装置的承击面；或者是在动子前后撞击面两侧设置的都是冲击工件，动子冲击运动时前后撞击的都是冲击工件。

所述的动子的前后撞击面是指轴杆的端面、或是轴杆座的套面、或是动子上专门设置的撞击面。所述的反弹装置是指机械弹簧、或是气弹簧、或是弹性材料构成的缓冲和回弹撞击动能的反弹装置，反弹装置的承击面为承接动子撞击的面。所述的冲击工件是与电动直线冲击装置配套的承接或传递冲击功的构件，可以是凿岩机的钎尾、或是凿岩机的钎尾套、或是打桩机的桩尾、或是冲击钻的钻尾套、或是射钉枪的撞杆、或是冲击器的冲头、或是震动器的震动板等，冲击工件的承击面为承接动子撞击的面。

所述的筒状铁芯由环形铁芯段同轴串联对接构成，串联的段数由筒状铁芯的长度和各环形铁芯段的间距设定，各环形铁芯段上孔面环形极的孔内表面顺着轴向一致，同轴串联组成筒状铁芯的筒孔，在各相邻的环形铁芯段的对接面沿着孔沿设置第一侧面凹槽，相邻两侧第一侧面凹槽对口形成第一线槽，相邻两侧第一侧面凹槽的外沿面相贴合，所述的凹槽的外沿面相贴合即凹槽外沿面的磁阻小，相邻两侧第一侧面凹槽的里沿面是隔开的，所述的凹槽里沿面是隔开的包括凹槽的里沿的边是接触的，即凹槽里沿面的磁阻大。在第一线槽中设置谐拍电流线圈或是直流电路线圈，筒状铁芯采用环形铁芯段同轴串联对接，便于在槽口设置在筒的内表面上的环形线槽中安装线圈。

当第一线槽中的线圈中有电流流过时，产生的磁力线将穿过紧贴在一起磁阻小的外沿面，在隔开的磁阻大的里沿面包括两侧的孔内表面分别产生N极和S极两个不同极性的电磁极，电磁极是360°环绕孔内表面的环形孔面环形极，由于前后相邻的第一线槽中线圈的接线极性是相反设置的，即前后相邻线圈中电流的方向是相反的，前后相邻线圈中方向相反的电流在两线圈中间的孔面环形极上产生的电磁极的极性是相同的，合并为一个N极或S极的孔面环形极，在筒状铁芯的通孔面上，顺着轴向前后相邻的孔面环形极的极性是N极和S极相反的，各段孔面环形极的极性是顺轴向N极和S极前后相互交替分布的，各段孔面环形极之间磁力线是在筒状铁芯通孔内360°环绕通孔的内表面轴向耦合的。

所述的柱状铁芯由柱形铁芯段同轴串联对接构成，串联的段数由柱状铁芯的长度和各柱形铁芯段的间距设定，各柱形铁芯段上柱面环形极的柱外表面轴向一致，同轴串联组成柱状铁芯的柱面，在相邻的各柱形铁芯段的对接面沿着柱沿设置第二侧面凹槽，相邻两侧第二侧面凹槽对口形成第二线槽，相邻两侧第二侧面凹槽的里沿面相贴合，所述的凹槽的里沿面相贴合即凹槽里沿面的磁阻小，相邻两侧第二侧面凹槽的外沿面是隔开的，所述的凹槽的外沿面是隔开的包括凹槽外沿的边是接触的，即凹槽外沿面的磁阻大。在第二线槽中设置直流电流线圈或是谐拍电流线圈，柱状铁芯采用柱形铁芯段同轴串联对接，便于在槽口设置在柱表面上的环形线槽中安装线圈。

当第二线槽中的线圈中有电流流过时，产生的磁力线将穿过紧贴在一起磁阻小的里沿面，在隔开的磁阻大的外沿面上包括两侧的柱表面分别产生N极和S极两个不同极性的电磁极，电磁极是360°环绕柱外表面的环形柱面环形极，由于前后相邻的第二线槽中线圈的接线极性是相反设置的，即前后相邻线圈中电流的方向是相反的，前后相邻线圈中方向相反的电流在两线圈中间的柱面环形极上产生的电磁极的极性是相同的，合并为一个N极或S极的柱面环形极，在柱状铁芯的柱面上，顺着轴向前后相邻的柱面环形极的极性是N极和S极相反的，各段柱面环形极的极性是顺轴向N极和S极前后相互交替分布的，各段柱面环形极之间磁力线是在柱状铁芯柱面上360°环绕柱外表面轴向耦合的。

所述的筒状铁芯包括环形铁芯段是由硅钢片或由硅钢片叠片组构成的，硅钢片的平面或硅钢片叠片组的平面顺着轴向和径向排列围成环形，所述硅钢片之间或硅钢片叠片组之间灌注有非导磁金属、非导磁合金、塑料或陶瓷材料。

所述的柱状铁芯包括柱状铁芯段是由硅钢片或由硅钢片叠片组构成的，硅钢片的平面或硅钢片叠片组的平面顺着轴向并且还顺着径向排列围成环形。所述硅钢片之间或硅钢片叠片组之间灌注有非导磁金属、非导磁合金、塑料或陶瓷材料。

所述硅钢片叠片组是硅钢片平面相叠组成铁芯单元块，便于硅钢片组装，硅钢片叠片组中各硅钢片的平面共同为硅钢片叠片组的平面，各硅钢片平面之间有电绝缘层，电绝缘层包括涂漆层、树脂层、涂陶瓷材料层、氧化层等电绝缘材料。铁芯采用硅钢片叠片组涡流损耗小。

所述的筒状铁芯是整体筒状铁芯，在整体筒状铁芯的通孔内表面，顺着轴向环绕着通孔面设置有若干段孔面环形极，在相邻的两段孔面环形极之间设置第一线槽，第一线槽的槽口设置在通孔面上。铁芯采用整体筒状结构轴向刚度好。

所述的柱状铁芯是整体柱状铁芯，在整体柱状铁芯的柱表面顺着轴向环绕着柱表面设置有若干段柱面环形极，在相邻的两段柱面环形极之间设置有第二线槽，第二线槽的槽口设置在柱面上。铁芯采用整体柱状结构轴向刚度好。

所述谐拍电流线圈包括谐拍电流线圈接线端，所述谐拍电流线圈接线端连接谐拍电流电路构成回路，谐拍电流电路有以下结线方式：

第一种，所述谐拍电流电路是晶闸管谐拍换向电流电路，晶闸管谐拍换向电流电路与谐拍电流线圈接线端连接构成回路，所述晶闸管谐拍换向电流电路是一种包括直流电源ZLDY、晶闸管SCR₁～SCR₄、换向电容C₁～C₄、换向电感L₁～L₄、二极管D₁～D₄和电阻R₁～R₄的单相桥式逆变电路；所述晶闸管SCR₁和SCR₂组成正向开关电路，所述晶闸管SCR₃和SCR₄组成反向开关电路，设置输出电流产生向前电动力的开关电路为正向开关电路，设置输出电流产生向后电动力的开关电路为反向开关电路；所述正向开关电路中的晶闸管SCR₁和SCR₂的控制极与后传感器联接，所述反向开关电路中的晶闸管SCR₃和SCR₄的控制极与前传感器联接。所述的换向电感L₁和L₃、换向电感L₂和L₄是紧密耦合的中心抽头电抗器，换向电感L₁和L₂分别与换向电容C₁和C₂串联后分别连接在晶闸管SCR₁和SCR₂的阳极和阴极上，换向电感L₃和L₄分别与换向电容C₃和C₄串联后分别连接在晶闸管SCR₃和SCR₄的阳极和阴极上。所述的换向电容C₁～C₄和换向电感L₁～L₄分别组成切换晶闸管SCR₁～SCR₄的辅助电路，所述的二极管D₁～D₄和电阻R₁～R₄组成释放换向电感中电流的通路，同时也是电感性负载能量由负载返回电源的通路；

当后传感器发出谐拍信号时，谐拍信号触发正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂导通，输出正向谐拍电流，同时正向谐拍电流流过换向电感L₁和L₂，在换向电感L₃和L₄中产生感应电压关断反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄；当前传感器发出谐拍信号时，谐拍信号触发反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄导通，输出反向谐拍电流，同时反向谐拍电流流过换向电感L₃和L₄，在换向电感L₁和L₂中产生感应电压关断正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂；当前传感器和后传感器交替发出谐拍信号时，正向开关电路和反向开关电路交替导通和关断，输出方向交替变换的换向电流流过谐拍电流线圈，产生方向交替变换的电动力，驱动动子向前和向后往复冲击运动，换向电流方向变换与动子向前和向后往复冲击运动是谐拍同步、方向一致的。

第二种，所述谐拍电流电路是受控谐拍换向电流电路，受控谐拍换向电流电路与谐拍电流线圈接线端连接构成回路，所述受控谐拍换向电流电路包括电源、由电子开关器件组成的单相桥式逆变电路、控制电路KZDL和延时电路YSDL，所述电源为直流电源ZLDY或脉冲电源，所述电子开关器件包括门极可关断晶闸管、绝缘栅晶体管、晶闸管SCR或开关三极管，所述单相桥式逆变电路包括正向开关电路和反向开关电路，设置输出电流产生向前电动力的开关电路为正向开关电路，设置输出电流产生向后电动力的开关电路为反向开关电路；所述控制电路KZDL为两个，所述控制电路KZDL包括控制电流输出端、导通触发信号输入端和关断触发信号输入端，其中任一个控制电路KZDL的控制电流输出端与正向开关电路中的电子开关器件的控制极连接、所述控制电路KZDL的关断触发信号输入端与前传感器联接、所述控制电路KZDL的导通触发信号输入端与后传感器联接；其中另一个控制电路KZDL的控制电流输出端与反向开关电路中的电子开关器件的控制极连接、所述控制电路KZDL的关断触发信号输入端与后传感器联接、所述控制电路KZDL的导通触发信号输入端与前传感器联接，所述延时电路YSDL为RC电阻电容延时电路，所述延时电路YSDL为两个，在正向开关电路导通触发信号输入线路中和反向开关电路导通触发信号输入线路中各串接一个延时电路YSDL。

当电子开关器件是晶闸管SCR时电源采用脉冲电源，当前传感器发出谐拍信号时，谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路关断控制电流，正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂的控制极上的控制电流消失，晶闸管SCR₁和SCR₂中的脉冲电流过零点自行关断，同时前传感器发出的谐拍信号触发反向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流触发反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄处在导通状态，输出反向的谐拍电流；当后传感器发出谐拍信号时，谐拍信号触发的反向开关电路上的关断控制电流，反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄的控制极上的控制电流消失，晶闸管SCR₃和SCR₄中的脉冲电流过零点自行关断，同时后传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流触发正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂处在导通状态，输出正向的谐拍电流。

当电子开关器件是门极可关断晶闸管时电源采用直流电源或脉冲电源，当前传感器发出谐拍信号时，前传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路关断，正向开关电路上的门极可关断晶闸管因控制极上连接着的控制电流消失而自行关断,同一个前传感器发出的谐拍信号经延时电路YSDL延时后，触发反向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流输入门极可关断晶闸管控制极，控制电流驱动反向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO₃和门极可关断晶闸管GTO₄处在导通状态，输出反向的谐拍电流；当后传感器发出谐拍信号时，后传感器发出的谐拍信号触发反向开关电路上连接着的控制电路关断控制电流，反向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO₁和门极可关断晶闸管GTO₂因控制极上的控制电流消失而自行关断；同一个后传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上连接着的控制电路导通输出控制电流，控制电流驱动正向开关电路上的门极可关断晶闸管或绝缘栅晶体管处在导通状态，输出正向的谐拍电流；

当前传感器和后传感器交替发出谐拍信号时，正向开关电路和反向开关电路交替导通和关断，输出方向交替变换的谐拍换向电流，谐拍换向电流流过谐拍电流线圈，产生方向交替变换的电动力，驱动动子向前和向后往复冲击运动，换向电流方向变换与动子向前和向后往复冲击运动是谐拍同步、方向一致的。

采用触发电流经延时电路YSDL延时后触发晶闸管SCR导通，可使单相桥式逆变电路中正向开关电路和反向开关电路导通滞后关断时间差，避免发生短路。

第三种，所述谐拍电流电路是谐拍间断电流电路，所述谐拍间断电流电路包括电源、电子开关器件和控制电路KZDL，所述电源包括直流电源ZLDY或脉冲电源MCDY，所述电子开关器件包括门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅晶体管、晶闸管SCR或开关三极管；所述控制电路KZDL包括控制电流输出端、导通触发信号输入端和关断触发信号输入端，所述控制电路KZDL的控制电流输出端与电子开关器件的控制极连接、所述控制电路KZDL的关断触发信号输入端与前传感器联接、所述控制电路KZDL的导通触发信号输入端与后传感器联接。

当电子开关器件是晶闸管SCR时电源采用脉冲电源，当前传感器发出谐拍信号时，谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路关断控制电流，正向开关电路上的晶闸管SCR的控制极上的控制电流消失，晶闸管SCR中的脉冲电流过零点自行关断；当后传感器发出谐拍信号时，后传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流触发正向开关电路上的晶闸管SCR处在导通状态，输出正向的谐拍电流。

当电子开关器件是门极可关断晶闸管GTO、绝缘控制栅晶体管IGBT或开关三极管时电源采用直流电源，当前传感器发出谐拍信号时，前传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路关断，正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅晶体管IGBT或开关三极管因控制极上的控制电流消失而自行关断；当后传感器发出谐拍信号时，后传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流驱动正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅晶体管IGBT或开关三极管处在导通状态，输出正向的谐拍电流。

当前传感器和后传感器分别交替发出谐拍信号时，将交替触发控制电路KZDL交替导通和关断，控制电路KZDL输出间断的控制电流，间断的控制电流驱动门极可关断晶闸管GTO、绝缘控制栅晶体管IGBT或开关三极管交替导通和关断输出谐拍间断电流，谐拍间断电流流过谐拍电流线圈，产生谐拍间断电动力，驱动动子谐拍间断冲击运动，谐拍间断电流与动子谐拍间断冲击运动是谐拍同步的。

所述控制电路KZDL有以下几种结线方式：

第一种，所述控制电路KZDL为短路关断型控制电路，所述短路关断型控制电路包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路(GDDL)、控制电流输出端、导通触发信号输入端和关断触发信号输入端，所述导通电路DTDL为由晶闸管SCR作为开关的晶闸管开关电路，导通电路DTDL串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路(GDDL)为由三极管D作为开关的三极管开关电路，关断电路(GDDL)并接在晶闸管开关电路直流电流的输入端处。

当控制电路KZDL的导通触发信号输入端有触发电流输入时，触发电流触发晶闸管SCR导通，直流电流流过晶闸管SCR并使晶闸管SCR保持导通状态，控制电路KZDL输出控制电流；当控制电路KZDL的关断触发信号输入端有触发电流输入时，所述触发电流输入三极管D的基极，触发三极管D导通，三极管开关电路使晶闸管开关电路的输入端处短路，直流电流从三极管开关电路流回，晶闸管SCR中的控制电流断流，晶闸管SCR因电流中断而关断并保持关断状态。当控制电路KZDL的导通触发信号输入端再次有触发电流输入时，触发电流再次输入晶闸管SCR控制极，晶闸管SCR再次导通并保持导通状态，控制电路KZDL再次输出控制电流，当控制电路KZDL的关断触发信号输入端再有触发电流输入时，触发三极管D再次导通短路直流电流，使晶闸管SCR中电流再次中断保持关断状态。

第二种，所述控制电路KZDL为反电势型关断控制电路，所述反电势型关断控制电路包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路(GDDL)、控制电流输出端、导通触发信号输入端和关断触发信号输入端，导通电路DTDL为晶闸管SCR开关电路，所述晶闸管SCR开关电路串接在输出控制电流的线路中；所述关断电路(GDDL)为包括三极管D、变压器T和电容器C的反电势电路，三极管D的发射极和集电极串接在变压器T一次线圈引入电源的回路中，变压器T的二次线圈和电容器C串联后并接在晶闸管SCR的阳极和阴极上。当三极管D的基极上有触发电流时导通，变压器T一次线圈中有电流流过，在变压器T二次线圈中产生反电势，反电势产生的反向关断电流晶闸管SCR，三极管D的基极上的触发电流消失后，晶闸管SCR因控制极没有触发电流保持关断状态。当晶闸管SCR控制极上再有触发电流时再次导通，输出控制电流，当三极管D的基极上再有触发电流时再次导通，变压器T二次线圈再次产生反电势关断晶闸管SCR，控制电流再次中断，晶闸管SCR保持关断状态。

第三种，所述控制电路KZDL为脉冲型控制电路，所述脉冲型控制电路包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路(GDDL)、时间电路SJDL、控制电流输出端和导通触发信号输入端，所述导通电路DTDL为晶闸管SCR开关电路，所述晶闸管SCR开关电路串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路(GDDL)为由三极管D作为开关的三极管开关电路，所述三极管D的发射极和集电极并接在晶闸管开关电路直流电源的输入端处，所述时间电路SJDL为一种按动子往复冲击运动频率的时间函数设定的延时电路或由动子往复冲击冲击运动频率的时间函数反馈控制的延时电路，所述时间电路SJDL串接在三极管D的输入触发电流的线路中，所述晶闸管SCR的触发电流输入端和时间电路SJDL的电流输入端并联，与同一传感器联接。

当传感器发出触发电流时，触发电流输入到导通电路DTDL的晶闸管SCR控制极上，触发晶闸管SCR导通，脉冲型控制电路输出控制电流并保持导通状态，同一传感器发出的触发电流经时间电路SJDL延时后输入到关断电路(GDDL)的三极管D基极上，触发三极管D导通，三极管开关电路使晶闸管开关电路的输入端处短路，直流电流从三极管开关电路流回，晶闸管SCR中的控制电流断流，晶闸管SCR因电流中断而关断并保持关断状态，传感器每发出一次触发电流，导通电路DTDL和关断电路(GDDL)就先后导通和关断一次，脉冲型控制电路就输出一个或一组脉冲电流，由于延时电路(STDL)是按动子往复冲击运动频率的时间函数设定的，或由动子往复冲击冲击运动频率的时间函数反馈控制的，脉冲型控制电路输出的脉冲电流与动子冲击运动谐拍同步。

采用脉冲型控制电路只需一个传感器在动子撞击反弹装置时发出谐拍信号就可实现谐拍冲击运动。

本发明谐拍电动直线冲击装置的谐拍冲击工作原理：

当谐拍电流线圈输入的是方向交替变换的换向电流时，换向电流产生的极性交替变换磁场将与极性不变的磁场相互作用，在定子和动子之间产生方向交替变换的电动力，驱动动子前后运动。当动子向前运动撞击到冲击工件时，大部分动能将通过碰撞转变成冲击波通过冲击工件做功，少部分动能转变成向后回弹力，同时前传感器发出谐拍信号，控制谐拍电流电路同步变换输出电流的方向，电动力变成向后，与回弹力叠加，驱动动子向后运动。动子向后运动撞击到反弹装置时，大部分动能又通过反弹装置转变成向前的回弹力，少部分动能消耗在反弹装置上，同时后传感器发出谐拍信号，又控制谐拍电流电路同步变换输出电流的方向，电动力变成向前，与的回弹力叠加，驱动动子向前运动。依次循环，动子可进行稳定的谐拍往复冲击运动。可在动子与定子之间设置辅助弹簧，调整辅助弹簧可以平衡重力对运动的影响。采用换向电流的优点是电磁结构在往复冲击运动中都得到充分利用，缺点是反弹装置的受力较大。

当谐拍电流线圈输入的是单方向间断电流时，间断电流产生的极性不变间断磁场将与另一极性不变的磁场相互作用，在定子和动子之间产生单方向的间断电动力，设置电动力为向前，便可驱动动子向前运动，当动子向前运动撞击到冲击工件时，大部分动能通过碰撞将转变成冲击波通过冲击工件做功，少部分动能转变成向后回弹力，同时前传感器发出谐拍信号，控制谐拍电流电路同步关断电流，电动力消失，向后的回弹力驱动动子向后运动。动子向后运动撞击到反弹装置时，大部分动能通过反弹装置又转变成向前的回弹力，少部分动能消耗在反弹装置上，同时后传感器又发出谐拍信号，又控制谐拍电流电路同步导通输出电流，产生向前的电动力，与回弹力叠加，驱动动子向前运动。依次循环，动子可进行稳定的谐拍往复冲击运动。为保证动子稳定进行往复冲击运动，可在动子与定子之间设置辅助弹簧，利用辅助弹簧的弹力驱动回程运动，调整辅助弹簧还可以平衡重力对运动的影响。采用间断电流的优点是反弹装置受力较小，缺点是电磁结构在回程时未做功，没有充分利用。

当谐拍电流线圈输入的是脉冲电流时，脉冲电流产生的脉冲磁场将与极性不变的磁场相互作用，在定子和动子之间产生单方向的电动力，设置电动力为向前，便可驱动动子向前运动，设置为当动子向前运动撞击到冲击工件时，脉冲电流结束，电动力自动消失，此时，动子的大部分动能通过碰撞转变成冲击波通过冲击工件做功，少部分动能转变成向后的回弹力，利用向后的回弹力驱动动子向后回程运动。动子向后运动撞击到反弹装置时，大部分回程运动的动能通过反弹装置又转变成向前的反弹力，少部分回程运动的动能消耗在反弹装置上，同时后传感器发出谐拍信号，控制谐拍电流电路同步再次输出脉冲电流，又产生向前的电动力，与回弹力叠加，驱动动子向前运动。依次循环，动子可进行稳定的谐拍往复冲击运动。为保证动子稳定进行往复冲击运动，可在动子与定子之间设置辅助弹簧，利用辅助弹簧的弹力驱动回程运动，调整辅助弹簧还可以平衡重力对运动的影响。采用脉冲电流的优点是反弹装置受力较小且只需一个传感器，布置简单，缺点是电磁结构在回程时未做功，没有充分利用。

本发明所述的传感器包括压电传感器、或磁电传感器、或电容传感器、或光电传感器、或加速度传感器、或音量传感器、或声波传感器、或频率传感器，发出谐拍信号是指反弹装置或冲击工件受到撞击时在传感器上检测到的或压力、或电感、或电容、或光照、或加速度、或音量、或声波、或频率突变量并发出信息。

本发明中控制电流电路与传感器的联接包括有线连接、无线电波联接和声波联接。

本发明所述的直流电流线圈包括直流电流线圈的接线端连接着直流电流电路构成回路，所述的直流电路包括三相整流电路、或者单相整流电路、或者单方向的脉冲电流电路，直流电路与导磁体铁芯上的励磁线圈连接，在导磁体铁芯上建立极性不变的电磁场，脉冲电流与永磁体上的充磁线圈连接，对永磁体补充磁，对在剧烈震动和高温下冲击工作的永磁体补充损失的磁场强度，可以利用动子回程的时间进行补充磁。

本发明积极效果如下：

本发明中驱动电流的方向由传感器感生的谐拍信号控制，保持电动力方向始终与冲击运动的方向一致并且谐拍同步，并且电动力与回弹力叠加，直接作用在直线冲击运动上，实现谐拍冲击运动，电动效率高，不受撞击回弹力变化的影响，冲击运动稳定，可高频率工作。

采用筒状铁芯的孔面环形极和柱状铁芯的柱面环形极均横向设置的环形极，其磁力线沿着环形极面在轴向N极和S极耦合，漏磁少，电动力大。

本发明中谐拍电流线圈或直流电流线圈为横着设置的环形线圈，与套在铁芯极上的线圈相比，线圈不存在顺轴向绕制的导线，横着设置的环形线圈全部为在磁场中产生电动力的导线，此种安装方式在达到同样功率的情况下，环形线圈用料少，且线圈为圆环形，制作简单；各相邻的环形铁芯段的对接面沿着孔沿设置第一侧面凹槽，在相邻的各柱形铁芯段的对接面沿着柱沿设置第二侧面凹槽，在对接的凹槽中设置上述线圈，这种凹槽结构使得谐拍电流线圈或直流电流线圈安装方便。

本发明中的硅钢片或硅钢片叠片组未采用紧固件连接固定，而是采用非导磁金属、非导磁合金、塑料或陶瓷材料凝固硅钢片或硅钢片叠片组，结构紧凑，体积小，自重小，工艺简单。硅钢片的平面或硅钢片叠片组的平面顺着轴向和径向排列围成环形，轴向和径向磁阻小。

本发明技术用途广泛，可应用于凿岩机、潜孔钻机、振动冲击桩锤、冲击钻、射钉枪、弹射器、震击器、振捣器、振动器等冲击和振动机具。

附图说明

图1是本发明谐拍电动直线冲击装置的示意图；

图2是谐拍电流电路输出电流改换了方向的示意图；

图3是筒状铁芯作为定子时的示意图；

图4是本发明筒状铁芯示意图；

图5是本发明柱状铁芯示意图；

图6是本发明环形铁芯段示意图；

图7是本发明多段环形铁芯段串联对接的剖视图；

图8是本发明柱状铁芯段示意图；

图9是本发明多段柱状铁芯段串联对接的剖视图；

图10是本发明柱状铁芯穿在筒状铁芯的筒孔内的示意图；

图11是本发明硅钢片叠片组排列成环形铁芯段的示意图；

图12是本发明整体筒状铁芯示意图；

图13是本发明整体柱状铁芯示意图；

图14是本发明硅钢片叠片组示意图；

图15是本发明硅钢片叠片组在铸铝模具中排列的平面图；

图16是本发明硅钢片叠片组铸铝凝固后加工成型的侧面剖视图；

图17是图18中的A—A剖视图；

图18是本发明的晶闸管谐拍换向电流电路示意图；

图19是本发明的谐拍控制换向电流电路示意图；

图20是本发明的谐拍间断电流电路示意图；

图21是本发明的短路型关断控制电路示意图；

图22是本发明的反电势型关断控制电路示意图；

图23是本发明的脉冲型控制电路示意图。

附图中：1机壳、2反弹装置、3反弹装置承击面、4活动引线装置、5轴杆座、6锁紧螺母、7环形铁芯段、8第一线圈、9第二线圈、10柱形铁芯段、11轴向、12轴杆、13紧固件、14冲击工件承击面、15冲击工件、16前传感器、17后传感器、18谐拍电流电路、19直流电流电路、20筒状铁芯、21孔面环形极、22第一线槽、23柱状铁芯、24柱面环形极、25第二线槽、26第一侧面凹槽、27第一侧面凹槽外沿面、28第一侧面凹槽里沿面、29第一线圈磁力线、30第二侧面凹槽、31第二侧面凹槽外沿面、32第二侧面凹槽里沿面、33第二线圈磁力线、34耦合磁力线、35径向、36硅钢片、37硅钢片叠片组、38整体筒状铁芯、39整体柱状铁芯、40燕尾槽、41铸铝模具套壳、42模具定位芯、43压铸液态铝的空间、44凝固后的铸造铝、45环形凹槽、46铁芯环孔、47螺栓孔、48线圈引线孔、49谐拍电流线圈、50谐拍电流线圈接线端、51晶闸管SCR谐拍换向电流开关电路、52受控谐拍换向电流电路、53导通触发信号输入端、54关断触发信号输入端、55控制电流输出端、56谐拍间断电流电路、57短路型关断控制电路、58反电势型关断控制电路、59脉冲型控制电路。

附图中的符号：“～”表示交流电源。线圈截面中圆圈中有“＋”表示电流自图面从上向下流进，线圈截面中圆圈中有“·”表示电流自图面从下向上流出，箭头表示方向，导线旁边标注的“I _z ”表示导线中流过的是直流电流，导线旁边标注“I _d”表示导线中流过的是谐拍驱动电流。“N”和“S”分别表示铁心上的电磁极性或永磁极性。轴杆上的“F _Q ”和箭头分别表示向前的电动力，轴杆上的“F _H ”和箭头分别表示向后的电动力。“XPDL”表示谐拍电流电路，“ZLDL”表示直流电路，“CGQ”表示传感器，“CGQ_-q”表示前传感器，“CGQ_-h”表示后传感器，“KZDL”表示控制电路，“DTDL”表示导通电路、“GDDL”表示关断电路，“YSDL”表示延时电路，“SJDL”表示时间电路，“SCR”表示普通晶闸管，“GTO”表示门极可关断晶闸管，“ZLDY”表示直流电源，“XPXQ”表示谐拍电流线圈。

具体实施方式

如图1所示，图中所示的电动直线冲击装置是在轴中心线的侧面剖视图。筒状铁芯由环形铁芯段7顺着轴向11串联对接组成，各环形铁芯段7的内径面组成筒状铁芯的通孔面，在环形铁芯段7对接面之间的线槽内设置有第一线圈8，顺着轴向11相邻的第一线圈8中电流的方向是相反的，图中线圈截面中圆圈中有“＋”表示电流自图面从上向下流进，线圈截面中圆圈中有“·”表示电流自图面从下向上流出；在筒状铁芯的通孔面上，第一线圈8在环形铁芯段7上产生的电磁极性在轴向是N极和S极交替分布的；柱状铁芯由柱形铁芯段10顺着轴向11串联对接组成，各柱形铁芯段10的柱表外经面组成柱状铁芯的柱表外经面，在柱形铁芯段10对接面之间的线槽内设置有第二线圈9，顺着轴向11相邻的第二线圈9中电流的方向是相反的，在柱状铁芯的柱表外经面上，第二线圈9在柱形铁芯段10上产生的电磁极性在轴向11是N极和S极交替分布的。柱状铁芯23穿在筒状铁芯20的通孔内，柱状铁芯23的柱表面与筒状铁芯20的通孔面横截面大小形状相匹配且轴向一致，柱状铁芯23在筒状铁芯20的通孔内是轴向11活动配合的，可以轴向11前后运动；在筒状铁芯20的通孔的两端分别设置轴杆座5，柱形铁芯段10由锁紧螺母6固定在轴杆12上，轴杆12的两端穿在筒状铁芯通孔两端的轴杆座5上的轴孔中，轴杆12的两端与两端的轴杆座5是活动配合的，可以轴向11前后活动，环形铁芯段7、和轴杆座5由紧固件13固定，环形铁芯段7、第一线圈8、轴杆座5和紧固件13构成一体安装在机壳1上构成筒状定子，柱形铁芯段10、第二线圈9、轴杆12和锁紧螺母6构成一体的柱状动子，反弹装置承击面3与轴杆12的后端面对应设置，冲击工件承击面14与轴杆12的前端面对应设置，组成筒状定子的直线电动冲击装置。在筒状铁芯的通孔内，各环形铁芯段7和各柱形铁芯段10的极性是顺轴向11互相对应错开设置的。筒状定子上的第一线圈8为谐拍电流线圈49，谐拍电流电路18与谐拍电流线圈的接线端50连接。柱状动子上的第二线圈9为直流电流线圈，活动引线装置4的一端与柱状动子上的第二线圈9连接，活动引线装置4的另一端与直流电流电路19的输出端连接。

如图1所示，当谐拍电流电路18输出如图所示方向的谐拍驱动电流“I _d”，谐拍驱动电流“I _d”流过第一线圈8，在各环形铁芯段7上产生如图所示极性的磁场，直流电流电路19输出直流电流“I _z”，直流电流流过第二线圈9，在各柱形铁芯段10上产生如图所示极性的磁场，各环形铁芯段7的磁极与各柱形铁芯段10的磁极在轴向是错开的，各环形铁芯段7的磁极与各柱形铁芯段10的磁极的磁场相互作用产生轴向的电动力，驱动动子轴向运动，运动的方向为如图中“F _Q ”和箭头所示，向前运动。

如图1所示，在反弹装置承击面3处设置后传感器17，反弹装置2由反冲弹簧与反冲弹簧帽构成，反冲弹簧顶着反冲弹簧帽，反冲弹簧帽顶在后传感器17上；在冲击工件承击面14处设置前传感器16，冲击工件15由复位弹簧顶在前传感器16上。前传感器16和后传感器17与谐拍电流电路18联接。

如图2所示，谐拍电流电路18输出的谐拍驱动电流“I _d”改变了方向，改变了方向的谐拍驱动电流“I _d”在各环形铁芯段7上产生如图所示极性的磁场，直流电流电路19输出的直流电流“I _z”的方向是不变的，直流电流“I _z”在各柱形铁芯段10上产生的磁场的极性是不变的，各环形铁芯段7上改变了极性的磁场与各柱形铁芯段10上极性不变的磁场相互作用产生改变了方向的轴向电动力，驱动动子向后运动，运动的方向为如图中“F _H ”和箭头所示。

如图3所示，柱形铁芯段10和第二线圈9由锁紧螺母6与轴杆12固定为一体、在轴杆12的尾部固定在机壳1上构成柱状定子，环形铁芯段7、第一线圈8和轴杆座5和紧固件13为一体构成筒状动子，两端轴杆座5上的套管安装在两端机壳1上的轴孔内，反弹装置承击面3和冲击工件承击面14分别与两端轴杆座5上套管的端面对应设置，组成柱状定子的电动直线冲击装置。

如图4所示，环形铁芯段7顺着轴向11方向串联对接组成筒状铁芯20，环形铁芯段7的孔面环形极21的内表面组成筒孔内表面，相邻的两段环形铁芯段7侧面上的环形凹槽对接组成第一线槽22。

如图5所示，柱形铁芯段10顺着轴向11方向串联对接组成柱状铁芯23，柱形铁芯段10的柱面环形极24的外表面组成柱表面，相邻的两段柱形铁芯段10侧面上的环形凹槽对接组成第二线槽25。

如图6所示，在环形铁芯段7的侧面上沿着孔沿设置第一侧面凹槽26，第一侧面凹槽外沿面27和第一侧面凹槽里沿面28的位置如图所示，第一线圈8设置在对接的两个第一侧面凹槽26之间。

如图7所示，第一线圈8设置在对接的线槽中，各段环形铁芯段7的内径面一致，组成筒状铁芯的通孔，线槽的外沿面紧贴在一起，线槽的里沿面是隔开的，各相邻的第一线圈8中的电流方向相反设置，在筒状铁芯的通孔面上，各段环形铁芯段7的极性是顺着轴向11N极和S极交替分布的，各第一线圈磁力线29在筒状铁芯的通孔内轴向耦合。

如图8所示，在柱形铁芯段10的侧面上沿着柱沿设置第二侧面凹槽30，第二侧面凹槽外沿面31和第二侧面凹槽里沿面32的位置如图所示，第二线圈9设置在对接的两个第二侧面凹槽30之间。

如图9所示，第二线圈9设置在对接的线槽中，各段柱形铁芯段10的外径面一致，组成柱状铁芯的柱面，线槽的里沿面紧贴在一起，线槽的外沿面是隔开的，各相邻的第二线圈9中的电流方向相反设置，在柱状铁芯的柱面上，各段柱形铁芯段10的极性是顺着轴向11N极和S极交替分布的，各第二线圈磁力线33在柱状铁芯的柱面上空间轴向耦合。

如图10所示，柱状铁芯穿在筒状铁芯的通孔中，柱形铁芯段10和环形铁芯段7上各磁极相互对应顺着轴向11错开设置，环形铁芯段7和柱形铁芯段10的磁力线顺着轴向11耦合，形成耦合磁力线34。

如图11所示，由硅钢片叠片组37的平面顺着轴向11和顺着径向35环绕轴向11围成环形铁芯段，在硅钢片叠片组37围成环形铁芯段的的侧面上，设置第一侧面凹槽26，第一侧面凹槽外沿面27和第一侧面凹槽里沿面28都是由硅钢片的边组成的平面，硅钢片叠片组37围成通孔的面为孔面环形极面。

如图12所示，筒状铁芯是整体筒状铁芯38，整体筒状铁芯38是导磁体或者是永磁体。整体筒状铁芯38的筒孔内表面顺着轴向11环绕着通孔面设置有多段孔面环形极21，在相邻的孔面环形极21之间设置有第一线槽22。

如图13所示，柱状铁芯是整体柱状铁芯39，整体柱状铁芯39是导磁体或者是永磁体。整体柱状铁芯39的柱表面上顺着轴向11环绕着柱面设置有多段柱面环形极24，在相邻的柱面环形极24之间设置有第二线槽25。

如图14所示，硅钢片叠片组37由硅钢片36平面相叠组成，在硅钢片36上设置有燕尾槽40。

如图15所示，在铸铝模具套壳41中，6组硅钢片叠片组37的平面顺着轴向同时还顺着径向在铸铝的模具定位芯42上环绕轴心围成环形，硅钢片叠片组37与铸铝模具套壳41之间的空间为压铸液态铝的空间43。

如图16所示为硅钢片叠片组铸铝凝固后的剖视图，凝固后的铸造铝44在硅钢片36上的燕尾槽40中的牢固地挂住硅钢片36，在侧面有环形凹槽45。

如图17所示为如图16中的A—A剖视图，在定位孔中加工出铁芯环孔46，利用排列硅钢片叠片组37之间凝固后的铸造铝44的三角位置加工出螺栓孔47和线圈引线孔48。

如图18所示，所述谐拍电流电路是晶闸管SCR谐拍换向电流电路51，晶闸管SCR谐拍换向电流电路51与谐拍电流线圈接线端50连接，所述晶闸管谐拍换向电流电路51是一种包括直流电源ZLDY、晶闸管SCR₁～SCR₄、换向电容C₁～C₄、换向电感L₁～L₄、二极管D₁～D₄和电阻R₁～R₄的单相桥式逆变电路；所述晶闸管SCR₁和SCR₂组成正向开关电路，所述晶闸管SCR₃和SCR₄组成反向开关电路，正向开关电路和反向开关电路组成单相桥式逆变电路，设置输出电流产生向前电动力的开关电路为正向开关电路，设置输出电流产生向后电动力的开关电路为反向开关电路；所述正向开关电路中的晶闸管SCR₁和SCR₂的控制极与后传感器17连接，所述反向开关电路中的晶闸管SCR₃和SCR₄的控制极与前传感器16连接。所述的换向电感L₁和L₃、换向电感L₂和L₄是紧密耦合的中心抽头电抗器，换向电感L₁和L₂分别与换向电容C₁和C₂串联后分别连接在晶闸管SCR₁和SCR₂的阳极和阴极上，换向电感L₃和L₄分别与换向电容C₃和C₄串联后分别连接在晶闸管SCR₃和SCR₄的阳极和阴极上。所述的换向电容C₁～C₄和换向电感L₁～L₄分别组成切换晶闸管SCR₁～SCR₄的辅助电路，所述的二极管D₁～D₄和电阻R₁～R₄组成释放换向电感中电流的通路，同时也是电感性负载能量由负载返回电源的通路；

当后传感器17发出谐拍信号时，谐拍信号触发正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂导通，输出正向谐拍电流，同时正向谐拍电流流过换向电感L₁和L₂，在换向电感L₃和L₄中产生感应电压关断反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄；当前传感器16发出谐拍信号时，谐拍信号触发反向开关电路上的晶闸管SCR₃和SCR₄导通，输出反向谐拍电流，同时反向谐拍电流流过换向电感L₃和L₄，在换向电感L₁和L₂中产生感应电压关断正向开关电路上的晶闸管SCR₁和SCR₂；当前传感器16和后传感器17交替发出谐拍信号时，正向开关电路和反向开关电路交替导通和关断，输出方向交替变换的换向电流流过谐拍电流线圈49，产生方向交替变换的电动力，驱动动子向前和向后往复冲击运动，换向电流方向变换与动子向前和向后往复冲击运动是谐拍同步、方向一致的。

如图19所示，谐拍电流电路是受控谐拍换向电流电路52，受控谐拍换向电流电路52与谐拍电流线圈接线端50连接，受控谐拍换向电流电路52包括直流电源ZLDY、由门极可关断晶闸管GTO₁～GTO₄组成的单相桥式逆变电路、控制电路KZDL和延时电路YSDL，所述单相桥式逆变电路包括正向开关电路和反向开关电路，设置输出电流产生向前电动力的开关电路为正向开关电路，设置输出电流产生向后电动力的开关电路为反向开关电路；所述控制电路KZDL为两个，所述控制电路KZDL包括控制电流输出端55、导通触发信号输入端53和关断触发信号输入端54，其中一个控制电路KZDL的控制电流输出端55与正向开关电路中的电子开关器件的控制极连接、关断触发信号输入端54与前传感器16联接、导通触发信号输入端53与后传感器17联接；其中另一个控制电路KZDL的控制电流输出端55与反向开关电路中的电子开关器件的控制极连接、关断触发信号输入端54与后传感器17联接、导通触发信号输入端53与前传感器16联接，所述延时电路YSDL为RC电阻电容延时电路，所述延时电路YSDL为两个，在正向开关电路导通触发信号输入线路中和反向开关电路导通触发信号输入线路中各串接一个延时电路YSDL。

当前传感器16发出谐拍信号时，前传感器16发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路KZDL关断，正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO₁和GTO₂因控制极上的控制电流消失而自行关断,同时前传感器(16)发出的谐拍信号经延时电路YSDL延时后，触发反向开关电路上的控制电路KZDL导通输出控制电流，控制电流输入反向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO₃和GTO₄控制极，控制电流驱动门极可关断晶闸管GTO₃和GTO₄处在导通状态，输出反向的谐拍电流；当后传感器17发出谐拍信号时，后传感器17发出的谐拍信号触发反向开关电路上的控制电路KZDL关断控制电流，反向开关电路上的门极可关断晶闸管或绝缘栅晶体管因控制极上的控制电流消失而自行关断；同时后传感器发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路KZDL导通输出控制电流，控制电流驱动正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO₁和GTO₂处在导通状态，输出正向的谐拍电流；

当前传感器16和后传感器17交替发出谐拍信号时，正向开关电路和反向开关电路交替导通和关断，输出方向交替变换的谐拍换向电流，谐拍换向电流流过谐拍电流线圈49，产生方向交替变换的电动力，驱动动子向前和向后往复冲击运动，换向电流方向变换与动子向前和向后往复冲击运动是谐拍同步、方向一致的。

触发电流经延时电路YSDL延时后触发晶闸管SCR导通，可使单相桥式逆变电路中正向开关电路和反向开关电路导通滞后关断时间差，避免发生短路。

如图20所示，谐拍电流电路是谐拍间断电流电路56，谐拍间断电流电路56与谐拍电流线圈接线端50连接，所述谐拍间断电流电路56包括直流电源、门极可关断晶闸管GTO开关电路和控制电路KZDL，所述控制电路KZDL包括控制电流输出端55、导通触发信号输入端53和关断触发信号输入端54，所述控制电路KZDL的控制电流输出端55与电子开关器件的控制极连接、所述控制电路KZDL的关断触发信号输入端54与前传感器16联接、所述控制电路KZDL的导通触发信号输入端53与后传感器17联接。

当前传感器16发出谐拍信号时，前传感器16发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路关断，正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO因控制极上的控制电流消失而自行关断；当后传感器17发出谐拍信号时，后传感器17发出的谐拍信号触发正向开关电路上的控制电路导通输出控制电流，控制电流驱动正向开关电路上的门极可关断晶闸管GTO处在导通状态，输出正向的谐拍电流；

当前传感器16和后传感器17分别交替发出谐拍信号时，将交替触发控制电路KZDL交替导通和关断，控制电路KZDL输出间断的控制电流，间断的控制电流驱动门极可关断晶闸管GTO交替导通和关断,输出谐拍间断电流，谐拍间断电流流过谐拍电流线圈49，产生谐拍间断电动力，驱动动子谐拍间断冲击运动，谐拍间断电流与动子谐拍间断冲击运动是谐拍同步的。

如图21所示，所述控制电路KZDL为短路关断型控制电路57，所述短路关断型控制电路57包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路GDDL、控制电流输出端55、导通触发信号输入端53和关断触发信号输入端54，所述导通电路DTDL为由晶闸管SCR作为开关的晶闸管开关电路，导通电路DTDL串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路GDDL为由三极管D作为开关的三极管开关电路，关断电路GDDL并接在晶闸管开关电路直流电流的输入端处。

当控制电路KZDL的导通触发信号输入端53有触发电流输入时，触发电流触发晶闸管SCR导通，直流电流流过晶闸管SCR并使晶闸管SCR保持导通状态，控制电路KZDL输出控制电流；当控制电路KZDL的关断触发信号输入端54有触发电流输入时，所述触发电流输入三极管D的基极，触发三极管D导通，三极管开关电路使晶闸管开关电路的直流电源输入端处短路，直流电流从三极管开关电路流回，晶闸管SCR中的控制电流断流，晶闸管SCR因电流中断而关断并保持关断状态。当控制电路KZDL的导通触发信号输入端53再次有触发电流输入时，触发电流再次输入晶闸管SCR控制极，晶闸管SCR再次导通并保持导通状态，控制电路KZDL再次输出控制电流，当控制电路KZDL的关断触发信号输入端54再有触发电流输入时，触发三极管D再次导通短路直流电流，使晶闸管SCR中电流再次中断保持关断状态。

如图22所示，所述控制电路为反电势型关断控制电路，所述反电势型关断控制电路包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路GDDL、控制电流输出端55、导通触发信号输入端53和关断触发信号输入端54，导通电路DTDL为晶闸管SCR开关电路，所述晶闸管SCR开关电路串接在输出控制电流的线路中；所述关断电路GDDL为包括三极管D、变压器T和电容器C的反电势电路，三极管D的发射极和集电极串接在变压器T一次线圈引入电源的回路中，变压器T的二次线圈和电容器C串联后并接在晶闸管SCR的阳极和阴极上。

当控制电路KZDL的导通触发信号输入端53有触发电流输入时，触发电流触发晶闸管SCR导通，直流电流流过晶闸管SCR并使晶闸管SCR保持导通状态，控制电路KZDL输出控制电流；当控制电路KZDL的关断触发信号输入端54有触发电流输入时，三极管D的基极上有触发电流流过而导通，变压器T一次线圈中有电流流过，在变压器T二次线圈中产生反电势，反电势产生的反向关断电流晶闸管SCR，三极管D的基极上的触发电流消失后，晶闸管SCR因控制极没有触发电流保持关断状态。当控制电路KZDL的导通触发信号输入端53再次有触发电流输入时，晶闸管SCR控制极上再次有触发电流流过而导通，输出控制电流，当控制电路KZDL的关断触发信号输入端54再次有触发电流输入时，三极管D的基极上再次有触发电流时导通，变压器T二次线圈再次产生反电势关断晶闸管SCR，控制电流再次中断，晶闸管SCR保持关断状态。

如图23所示，所述控制电路为脉冲型控制电路，所述脉冲型控制电路包括直流电源、导通电路DTDL、关断电路GDDL、时间电路SJDL、控制电流输出端55和导通触发信号输入端53，所述导通电路DTDL为晶闸管SCR开关电路，所述晶闸管SCR开关电路串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路GDDL为由三极管D作为开关的三极管开关电路，所述三极管D的发射极和集电极并接在晶闸管开关电路直流电源的输入端处，所述时间电路SJDL为一种按动子往复冲击运动频率的时间函数设定的延时电路或由动子往复冲击冲击运动频率的时间函数反馈控制的延时电路，所述时间电路SJDL串接在三极管D的输入触发电流的线路中，所述晶闸管SCR的触发电流输入端和时间电路SJDL的电流输入端并联，与同一传感器联接。

当控制电路KZDL的导通触发信号输入端53有触发电流输入时，触发电流输入到晶闸管SCR控制极上，触发晶闸管SCR导通，脉冲型控制电路输出控制电流并保持导通状态，控制电路KZDL的导通触发信号输入端53输入的同一触发电流通过时间电路SJDL控制延时后输入到关断电路GDDL的三极管D基极上，触发三极管D导通，三极管开关电路使晶闸管开关电路的输入端处短路，直流电流从三极管开关电路流回，晶闸管SCR中的控制电流断流，晶闸管SCR因电流中断而关断并保持关断状态，控制电路KZDL的导通触发信号输入端53每输入一次触发电流，脉冲型控制电路就输出一幅脉冲电流，时间电路SJDL延时时间按动子往复冲击运动频率的时间函数设定，或者由动子往复冲击冲击运动频率的时间函数反馈控制，保持脉冲型控制电路就输出的脉冲电流的幅宽与动子冲击运动的时间一致。

本发明的最佳实施例：

最佳实施例的筒状铁芯设置为定子，环形铁芯段7采用硅钢片叠片组37构成，可减小驱动电流在铁芯中的涡流损耗。硅钢片叠片组37采用铸铝或注塑等凝固方法固定，不用紧固件固定，结构紧凑，工艺简单。柱状铁芯设置为动子，柱状铁芯采用整体材料构成，结构刚度大。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种谐拍电动直线冲击装置，包括筒状铁芯（20）、柱状铁芯（23）、轴杆（12）、轴杆座（5）和谐拍电流线圈（49），其特征在于：所述筒状铁芯（20）在其筒内表面顺着轴向（11）设置有若干孔面环形极（21），所述柱状铁芯（23）在其柱表面顺着轴向（11）设置有柱面环形极（24）；所述筒状铁芯（20）和柱状铁芯（23）两者中任一为导磁体，另一者为永磁体或导磁体；当所述筒状铁芯（20）为导磁体时，相邻的孔面环形极（21）之间横向设置有第一线槽（22），当柱状铁芯（23）为导磁体时，相邻的柱面环形极（24）之间横向设置有第二线槽（25）；所述筒状铁芯（20）和柱状铁芯（23）两者中任一为导磁体，其中作为导磁体者其上的第一线槽（22）或第二线槽（25）内设有谐拍电流线圈（49），所述筒状铁芯（20）和柱状铁芯（23）两者中另一为永磁体时，相邻孔面环形极（21）或柱面环形极（24）的磁极性顺着轴向N极和S极交替设置，所述筒状铁芯（20）和柱状铁芯（23）两者中另一为导磁体时，其上的第一线槽（22）或第二线槽（25）内设有直流电流线圈；所述柱状铁芯（23）与轴杆（12）固定为一体穿在筒状铁芯（20）的筒孔内，所述柱状铁芯（23）与筒状铁芯（20）的筒孔轴向活动配合；在所述筒状铁芯（20）的两侧设置有轴杆座（5），所述轴杆（12）的两端分别设置在两侧的轴杆座（5）上，所述轴杆（12）的两端与两侧的轴杆座（5）轴向活动配合；在所述筒状铁芯（20）的筒孔内，所述柱状铁芯（23）上的各柱面环形极（24）与筒状铁芯（20）上的各孔面环形极（21）在轴向对应设置；所述谐拍电流线圈（49）包括谐拍电流线圈接线端（50），所述谐拍电流线圈接线端（50）连接谐拍电流电路（18）构成回路，所述谐拍电流电路（18）是受控谐拍换向电流电路（52）或谐拍间断电流电路（56）。

2.根据权利要求1所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述筒状铁芯（20）由环形铁芯段（7）同轴串联对接构成，各环形铁芯段（7）上孔面环形极（21）的孔顺着轴向一致，同轴串联组成筒状铁芯（20）的筒孔，在相邻的环形铁芯段（7）的对接面上沿着孔沿设置第一环形凹槽（26），相邻两侧第一环形凹槽（26）对口形成第一线槽（22），相邻两侧的第一环形凹槽外沿面（27）相贴合，相邻两侧的第一环形凹槽里沿面（28）相隔开。

3.根据权利要求1所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述柱状铁芯（23）由柱形铁芯段（10）同轴串联对接构成，各柱形铁芯段（10）上柱面环形极（24）轴向一致，组成柱状铁芯（23）的柱面，在相邻的柱形铁芯段（10）的对接面上沿着柱沿设置第二环形凹槽（30），相邻两侧第二环形凹槽（30）对口形成第二线槽（25），相邻两侧第二环形凹槽外沿面（31）相贴合，相邻两侧第二环形凹槽里沿面（32）相隔开。

4.根据权利要求1所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述筒状铁芯（20）包括环形铁芯段（7），所述环形铁芯段（7）由硅钢片（36）或由硅钢片叠片组（37）构成，所述硅钢片（36）的平面或硅钢片叠片组（37）的平面顺着轴向（11）和径向（35）排列围成环形，所述硅钢片（36）之间或硅钢片叠片组（37）之间灌注有非导磁金属、非导磁合金、塑料或陶瓷材料。

5.根据权利要求1所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述受控谐拍换向电流电路（52）包括电源、由电子开关器件组成的单相桥式逆变电路、控制电路（KZDL）和延时电路（YSDL），所述单相桥式逆变电路包括正向开关电路和反向开关电路；所述控制电路（KZDL）为两个，所述控制电路（KZDL）包括控制电流输出端(55)、导通触发信号输入端(53)和关断触发信号输入端(54)，其中任一个控制电路（KZDL）的控制电流输出端(55)与正向开关电路中的电子开关器件的控制极连接，其中另一个控制电路（KZDL）的控制电流输出端(55)与反向开关电路中的电子开关器件的控制极连接。

6.根据权利要求1所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述谐拍间断电流电路（56）包括电源、电子开关器件和控制电路（KZDL），所述控制电路（KZDL）包括控制电流输出端（55）、导通触发信号输入端（53）和关断触发信号输入端（54），所述控制电路（KZDL）的控制电流输出端（55）与电子开关器件的控制极连接。

7.根据权利要求5或6所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述控制电路（KZDL）为短路关断型控制电路（57），所述短路关断型控制电路（57）包括直流电源、导通电路（DTDL）、关断电路(GDDL)、控制电流输出端(55)、导通触发信号输入端(53)和关断触发信号输入端(54)，导通电路（DTDL）为晶闸管（SCR）开关电路，所述导通电路（DTDL）串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路(GDDL)为由三极管（D）作为开关的三极管开关电路，所述三极管（D）的发射极和集电极并接在晶闸管开关电路直流电源的输入端处。

8.根据权利要求5或6所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述控制电路（KZDL）为反电势关断型控制电路（58），所述反电势关断型控制电路（58）包括直流电源、导通电路（DTDL）、关断电路(GDDL)、控制电流输出端(55)、导通触发信号输入端(53)和关断触发信号输入端(54)，所述导通电路（DTDL）为晶闸管（SCR）开关电路，所述晶闸管（SCR）开关电路串接在输出控制电流的线路中；所述关断电路(GDDL)为包括三极管（D）、变压器（T）和电容器（C）的反电势电路，所述三极管（D）的发射极和集电极串接在变压器（T）一次线圈引入电源的回路中，所述变压器（T）的二次线圈和电容器（C）串联后并接在晶闸管（SCR）的阳极和阴极上。

9.根据权利要求6所述的一种谐拍电动直线冲击装置，其特征在于：所述控制电路（KZDL）为脉冲型控制电路（59），所述脉冲型控制电路（59）包括直流电源、导通电路（DTDL）、关断电路(GDDL)、时间电路（SJDL)、控制电流输出端(55)和导通触发信号输入端(53)，所述导通电路（DTDL）为晶闸管（SCR）开关电路，所述晶闸管（SCR）开关电路串接在输出控制电流的线路中，所述关断电路(GDDL)为由三极管（D）作为开关的三极管开关电路，所述三极管（D）的发射极和集电极并接在晶闸管开关电路直流电源的输入端处，所述时间电路（SJDL）串接在三极管（D）的输入触发电流的线路中，所述晶闸管（SCR）开关电路的触发电流输入端和时间电路（SJDL）的电流输入端并联。