CN108699882A - 门致动器、集成门致动器和操作运输车辆的门致动器的方法 - Google Patents

门致动器、集成门致动器和操作运输车辆的门致动器的方法 Download PDF

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J-P·迪昂纳
X·都维勒
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Abstract

一种门致动器，其通常具有：包括门滑架路径的接收结构；第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件均沿着共同的线圈组件平面安装到接收结构并且沿着门滑架路径彼此纵向间隔开一间隔距离；和门滑架，其由接收结构滑动地接收，所述门滑架具有沿磁体平面设置的多个交替极性的磁体，所述磁体平面与线圈组件平面平行且间隔开，所述第一线圈组件和第二线圈组件可操作成使得门滑架在导轨的两端之间来回滑动。

Description

门致动器、集成门致动器和操作运输车辆的门致动器的方法
技术领域
本改进通常涉及包括火车等在内的运输车辆领域，更具体地，涉及用于重复打开和关闭这些运输车辆的门的门致动器。
背景技术
运输车辆通常设置有门导轨系统，该门导轨系统由用于打开和关闭门的致动器来致动。
该门导轨系统邻近致动器安装到运输车辆的车身上。传统致动器的示例包括可以围绕其旋转轴线旋转的蜗杆组件。该传统致动器使用螺纹安装到蜗杆组件的滑架将旋转运动转换成直线运动。通过将传统致动器的滑架与门导轨系统机械连接，直线运动可以使门移动。在选择致动器系统时，通常考虑成本、耐用性、重量、体积(占地面积)、维护和功耗之类的因素。
尽管传统上使用的门导轨系统和致动器在一定程度上是令人满意的，但仍有改进的空间。
发明内容
根据一个方面，提供了一种门致动器，所述门致动器包括：具有门滑架路径的接收结构；第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件均沿着共同的线圈组件平面安装到所述接收结构并且沿着所述门滑架路径彼此纵向间隔开一间隔距离；和由所述接收结构滑动地接收的门滑架，所述门滑架具有沿磁体平面设置的多个交替极性的磁体，所述磁体平面与所述线圈组件平面平行且间隔开，所述第一线圈组件和第二线圈组件能够操作成在导轨的两端之间来回移动所述门滑架。
根据另一方面，提供了一种集成门致动器，所述集成门致动器包括：接收结构；门滑架，所述门滑架被限制在所述接收结构内并能够沿着所述接收结构直线地移动；和线性感应电动机，所述线性感应电动机具有安装到所述门滑架的可动部分和安装到所述接收结构的固定部分，所述线性感应电动机能够操作成沿着所述接收结构来回移动所述门滑架。
根据另一方面，提供了一种操作门致动器的方法，所述门致动器包括线性感应电动机，所述线性感应电动机包括：第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每个均具有多个线圈并安装到所述门致动器的接收结构；和多个交替极性的磁体，所述多个交替极性的磁体安装到门滑架，所述门滑架沿所述第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装到所述接收结构，所述方法包括以下步骤：使用控制器，以便从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈面对所述多个交替极性的磁体的休止位置开始，激活所有面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架，当所述门滑架朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件移动时，所述多个交替极性的磁体逐渐露出所述线圈；以及当所述门滑架朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件移动时，去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活。
根据另一方面，提供了一种操作门致动器的方法，所述门致动器包括线性感应电动机，所述线性感应电动机包括：第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每个均具有多个线圈并安装到所述门致动器的接收结构；和多个交替极性的磁体，所述多个交替极性的磁体安装到门滑架，所述门滑架沿所述第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装到所述接收结构，所述方法包括以下步骤：使用控制器，以便从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈中的一些线圈被激活而所述一个线圈组件的线圈中的其它线圈被去活的初始线圈激活状态开始、并且在所述门滑架从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件移动到所述一个线圈组件期间，激活所述一个线圈组件的被去活的线圈并同时将所述一个线圈组件的被激活的线圈保持为被激活，以制止所述门滑架的移动。
根据另一方面，提供了一种操作门致动器的方法，所述门致动器包括线性感应电动机，所述线性感应电动机包括：第一线圈组件和第二线圈组件，第一线圈组件和第二线圈组件中的每个线圈组件均具有多个线圈并安装到门致动器的接收结构；以及多个交替极性的磁体，所述多个交替极性的磁体安装在门滑架上，所述门滑架沿第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装在接收结构上，所述方法包括以下步骤：使用控制器，以便从第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈中的一些线圈面对所述多个交替极性的磁体中的一些的状态开始，激活面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而进行朝向第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架的移动和减速所述门滑架的移动中的至少一种，并且随着所述门滑架移动，所述多个交替极性的磁体逐渐露出所述线圈；和去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活。
根据另一方面，提供了一种门致动器，所述门致动器包括：线性感应电动机，所述线性感应电动机包括安装到门致动器的接收结构的第一线圈组件和第二线圈组件、以及安装到门滑架并且沿着第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装到接收结构的多个交替极性的磁体；电源，所述电源连接到第一线圈组件和第二线圈组件中的至少一个线圈组件；控制器，所述控制器连接到电源并且可操作成：从第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈面对所述多个交替极性的磁体的休止位置开始，激活所有面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而朝向第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架，在门滑架朝向第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，所述多个交替极性的磁体逐渐露出所述线圈；并且当门滑架继续朝向第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活；当所述门滑架朝向第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动并且所述交替极性的磁体逐渐面对所述另一个线圈组件的线圈时，激活所述另一个线圈组件的线圈中的至少一些线圈以减速所述门滑架的移动。在一些实施例中，通过使用至少一个位置检测器检测门滑架已经沿着接收结构到达阈值位置来触发激活所述去活的线圈。在一些其它实施例中，在激活所述至少一些线圈之后，控制器在执行激活所述线圈中的去活线圈之前等待给定的时间量。在其它实施例中，使用至少一个速度检测器在所述门滑架达到给定速度时触发激活所述线圈中的去活线圈。
在阅读本公开之后，涉及本改进的许多其它特征及其组合将对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
在附图中：
图1是根据一个实施例的运输车辆的车身的局部示意性侧视图，其示出了具有两个门致动器的双门系统；
图2是根据一个实施例的门致动器的第一示例的斜视图；
图2A是图2的门致动器的正视图；
图3是图2的门致动器的线圈组件的示例的分解图；
图4是图2的门致动器的门滑架的示例的斜视图；
图5是图2的门致动器的门吊架的示例的斜视图；
图6是根据一个实施例的门致动器的第二示例的斜视图；
图6A是图6的门致动器的正视图；
图7是根据一个实施例的门致动器的第三示例的正视图；
图8是根据一个实施例的门致动器的第四示例的正视图；和
图9A至9E是示出了根据一个实施例的线性感应电动机的可动部分相对于两个间隔开的线圈组件处于多个位置的示意图；和
图10是根据一个实施例的门致动器的第五示例的正视图。
具体实施方式
图1示出了运输车辆12(例如火车)的车身10的内部的局部侧视图。如图所示，在沿其侧部的某位置处，车身10具有双门系统，该双门系统包括两个门14，当由两个门致动器100中的相应一个致动器致动所述门时，所述门可允许用户在期望的火车站进入和/或离开运输车辆。如图所示，实线示出了处于它们各自的关闭位置的门14，而虚线示出了处于它们各自的打开位置的门14’。一些替代实施例可以具有单门系统而非双门系统。
具体参照图2，示出了门致动器200的一个示例。如图所示，门致动器200包括接收结构206、门滑架220和线性感应电动机226，如下所述。
接收结构206具有在其两个端部210a和210b之间纵向延伸的导轨208。因此，接收结构206可以经由导轨208以门滑架220可沿着门滑架路径207纵向移动的方式接收门滑架220。
在该示例中，接收结构206具有从导轨208的侧部214向上延伸的壁212和从壁212的顶部218垂直延伸并且在导轨208上方延伸的罩216。接收结构206可以由低导磁率材料(例如钢)制成，并且可以使用冷成型进行制造。在另一个实施例中，接收结构206由彼此组装的多个部件制成。
如图所示，门滑架220被限制在接收结构206内并且可沿其直线移动。更具体地，门滑架220经由多个第一导辊222(“第一导辊222”)可移动地安装到接收结构206的导轨208。门滑架220还经由多个第二导辊224(“第二导辊224”)可移动地安装到接收结构206的罩216上。在该实施例中，门滑架220具有框架254，门悬架256使用托架258安装到框架254。
为了在导轨208的两个端部210a和210b之间来回移动门滑架220，门致动器200设置有线性感应电动机226。线性感应电动机226具有：固定部分228，所述固定部分以平行于导轨208延伸的方式安装到接收结构206；和可动部分230，所述可动部分安装到门滑架220的框架254。
当操作线性感应电动机226时，产生电动力，该电动力使可动部分230以及因此使可动部分安装于其上的门滑架220沿接收结构206移动。如图所示，电动力根据线性感应电动机226的操作方式可以沿着接收结构206朝向第一方向F1或朝向相反的第二方向F2。如可以理解的那样，当门(诸如图1中所示的门14)安装到门滑架220上时，门可以在线性感应电动机226操作时在关闭位置和打开位置之间移动。
返回去参照图1，线性感应电动机226可经由电源102和控制器104操作，以在导轨208的两个端部210a和210b之间来回移动门滑架220。在使用期间，控制器可以将一个或多个控制信号(称为“控制信号”)发送到电源，该电源将基于控制信号操作线性感应电动机226。电源102可以是三相电力逆变器，其将直流电(DC)转换为交流电(AC)、尤其是三相AC。在该示例中，两个门致动器100以并联电路连接到电源102。根据该实施例，控制器104经由有线连接器、无线连接、或其组合连接到电源102。也可以使用构造为提供DC或单相AC电流的电源。控制器104可以与计算机可读存储器106通信，在该计算机可读存储器106上存储有操作电源102的合适软件。可以以微控制器、处理器等的形式提供控制器104。例如，控制器104可以与存储数据(例如，控制数据)的计算机可读存储器通信。
返回去参照图2，线性感应电动机226的固定部分228安装到接收结构206的罩216，第二导辊224可沿线性感应电动机226的固定部分228移动。如图所示，一个第二导辊224可沿固定部分228的一侧(远离壁212)移动，而两个第二导辊224可沿着线性感应电动机226的固定部分228的另一侧(靠近壁212)移动。因此，可以说第二导辊224可沿固定部分228的每个侧部228a、228b移动，如图2A中所最佳地示出的。
与具有例如2×2构造的四个第二导辊的门滑架相比，使用2×1构造的总共三个第二导辊224可以允许以更大的阻力抵抗接收结构206的扭转。如将理解的那样，根据情况，门致动器的示例可具有两个、三个、四个或多于四个的第二导辊。第一导辊的数量也可取决于应用。导辊和传统部件可以从入口系统创新公司(IFE)购买。
第二导辊224以轮的形式设置，每个轮均具有第一直径D1，该第一直径D1大于第一导辊222的第二直径D2。在该实施例中，第二导辊224构造成防止门滑架220向上移动(朝向罩212)。
已经发现的是，提供这样的第二导辊224可以允许在使用期间减少磨损和噪音。此外，还发现的是，通过提供沿着固定部分228的每个侧部228a和228b延伸的这种导辊224可以降低对与接收结构206的构造相关的精度的需要。此外发现的是，例如与可动部分230横向面向壁212的实施例相比，当可动部分230向上面向罩216时，灰尘不太可能积聚在可动部分230上。
如图所示，导轨208具有凸形引导表面246，而第一导辊222每个都具有凹形表面248，所述凹形表面构造成与导轨208的凸形引导表面246配合。类似地，第二导辊224的表面具有构造成与罩216的形状配合的形状。在所示实施例中，该形状是平面。在另一个实施例中，第二导辊具有凹形表面，并且罩设置有相应的凸形引导表面，该凸形引导表面从罩向下突出以与第二导辊的凹形表面配合。
返回去参照图2，以两个间隔开的线圈组件244a和244b的形式提供线性感应电动机226的固定部分228。每个线圈组件244a、244b分别布置在接收结构206的导轨208的两个端部210a和210b中的相应一个附近。对应地，以一系列交替极性的磁体242的形式提供线性感应电动机226的可动部分230。
图2A示出了每个线圈组件244a、244b经由由铁磁材料(例如铁)制成的背板250间接地安装到罩216。如图所示，背板250具有安装到接收结构206的第一面252a和安装到线圈组件244a、244b中的对应一个的第二面252b。在一个实施例中，背板可以具有防锈处理。
固定部分228通常限定第一平面232，而可动部分230通常限定平行于第一平面232但略微偏离第一平面232的第二平面234。换句话说，固定部分228放置在可动部分230附近，并且固定部分和可动部分都嵌入到接收结构206中。在一些实施例中，第一平面232和第二平面234可以分开几分之一英寸。更具体地，在该示例性构造中，固定部分228的第一平面232和可动部分230的第二平面234可以分别被称为“线圈组件平面232”和“磁体平面234”。应当理解的是，在一些其它实施例中，固定部分可包括沿接收结构的导轨纵向分布的一系列交替极性的磁体，并且可动部分可包括一系列纵向间隔开的线圈。在一些其它实施例中，固定部分可具有沿接收结构延伸的单个线圈组件。
图3中提供了线圈组件244a的分解图。如图所示，线圈组件包括一系列彼此纵向间隔开的线圈240。更具体地，线圈组件244a具有线圈壳体272和容纳在线圈壳体272中的一系列纵向间隔开的线圈240。在该示例中，所述一系列线圈240具有两个线圈三联体274或六个纵向间隔开的线圈240。在这种情况下，线圈壳体272可由塑料(例如环氧树脂)制成。如图所示，线圈组件244a具有用于紧密地接收线圈240的座部276和用于紧密地接收将连接在电源和线圈组件244a之间的电源线的电源线通道278。线圈壳体272被构造成紧密地接收部件，使得它们在使用期间不会移动。
如可以理解的是，当线圈240中的一个由电源供电时，被供电的线圈240变为电磁体，其中，其每个面的特征在于要么为南极、要么为北极，这取决于电流通过被供电的线圈240的方向。通过这样做，每个线圈240均被供电，以便以可以使门滑架220沿所需方向移动的方式吸引磁体242中的一个或排斥磁体242中的另一个。
门致动器可以设置有与控制器(有线和/或无线)通信的一个或多个位置传感器(称为“位置传感器”)，以准瞬时的方式检测线性感应电动机的可动部分的位置。位置传感器可以设置为可动部分或固定部分、或其组合的一部分。例如，位置传感器280设置为线圈组件244a的一部分。更具体地，位置传感器280紧密地接收在线圈壳体272中。在该示例中，在使用期间，位置传感器280用于在磁体242靠近位置传感器280通过时检测磁体242，以确定门滑架220的位置。在该示例中，位置传感器280是固态且无接触式的。
图4示出了根据一个实施例的框架254的示例的斜视图。如可以看出的那样，框架254具有三个第二导辊224，所述第二导辊224通过例如轴孔260、轴承262和螺母264可旋转地安装在框架254上。如上所述，在该示例中，线性感应电动机的可动部分以所述一系列交替极性的磁体242形式设置。为了清楚起见，磁体的向上表面用表示“北极”的“N”表示或表示“南极”的“S”表示。
图5示出了根据一个实施例的门吊架256的示例的斜视图。如图所示，门吊架256具有两个第一导辊222，所述第一导辊222通过轴孔、轴承和螺母266可旋转地安装在门吊架256上。门吊架256具有门安装表面268，所述门安装表面适于在使用期间安装到运输车辆的门上。门吊架的形状可以变化以与运输车辆的门的形状匹配。门吊架256可设置有一个或多个偏心螺母270，以调节安装到门吊架256的门的高度。
如下面将描述的那样，线性感应电动机的其它实施例也是可行的。如图6、7和8所示的实施例所示，线性感应电动机的固定部分可以安装在接收结构的壁上，而不是安装在罩上。因此，代替具有与接收结构的罩平行的线圈平面和磁体平面(即，当参照图2的实施例时是水平的)，线圈平面和磁体平面可以平行于接收结构的壁(即，当参照图6、7和8的实施例时是竖直的)。在一个替代实施例中，线圈平面和磁体平面可以与罩平行但是靠近接收结构的导轨。
例如，图6示出了门致动器600的一个示例的斜视图，而图6A示出了门致动器600的正视图。相似的元件将用相似的附图标记表示，但使用600系列而非200系列。参照图6和6A，门致动器600具有接收结构606，线性感应电动机626安装在接收结构606上。
如图6A中最佳所示，固定部分628(相关的线圈组件644a和644b)被安装到接收结构606的壁612上。因此，可动部分630(相关的磁体642)安装到门滑架620上，所述门滑架620平行于接收结构606的壁612。如图所示，罩616具有唇缘684，唇缘684从罩616的与壁612的侧部相对的一侧686朝向导轨608延伸。在这种情况下，第二导辊624可移动地安装到罩616的唇缘684。
可选的多个第三导辊688(称为“第三导辊688”)设置在门滑架620上，并可移动地安装在唇缘684和导轨608的外表面上。第三导辊688具有与第一导辊622和第二导辊624的旋转轴线垂直的旋转轴线，并且在使用期间帮助将门滑架620保持在适当位置中。
如在图6和图6A中看到的那样，门致动器600具有连接到线圈组件644a和644b的电源线690。如图所示，与图2和2A中所示的实施例相比，门致动器600的这个示例具有另外一组导辊。
图7示出了根据另一实施例的门致动器700的示例的正视图。类似的元件将用类似的附图标记表示，但为700系列而非200和/或600系列。如图所示，门致动器700具有可移动地安装到导轨708的第一导辊722、可移动地安装到接收结构706的罩716的第二导辊724、和在该实施例中可移动地安装在接收结构706的壁712上的第三导辊788。
如将理解的那样，门滑架720的构造类似于门滑架220的结构，原因在于第三导辊788沿着线圈组件744的每个侧部728a、728b设置。如图所示，第三导辊788以轮的形式提供，所述第三导辊788相对于第一导辊722和第二导辊724的直径具有更大的直径。
图8示出了根据另一实施例的门致动器800的示例的正视图。类似的元件将用类似的附图标记表示，但为800系列而非200、600和/或700系列。在该实施例中，以线圈组件844的形式提供的固定部分828安装到壁812的背朝接收结构806的导轨808的面812a上。类似于门致动器700，门致动器800具有可移动地安装在导轨808上的第一导辊822、可移动地安装在接收结构806的罩816上的第二导辊824、和在该实施例中可移动地安装到接收结构806的壁812的第三导辊888。该实施例代表门致动器的另一示例性构造的初步原型。应当理解的是，在该原型的高级版本中，可以在门滑架820和门吊架856之间提供机械联接零件。
还发现期望门致动器限制其功率消耗，并且更具体地限制在打开或关闭门时产生的峰值功耗。
基于此，本文提出了一种操作门致动器的方法，其中，功率要求可以基本恒定，直到线性感应电动机在其行程结束时减慢门的速度为止。如将理解的那样，该操作方法可以使用例如图2中所示的门致动器来执行。参考该实施例并参考图9A-E，门致动器200可以具有线性感应电动机，该线性感应电动机包括彼此纵向间隔开的第一线圈组件244a和第二线圈组件244b。第一线圈组件244a和第二线圈组件244b中的每一个均具有两个彼此纵向间隔开的线圈三联体274a、274b(即，总共六个线圈240)。
在图9A-9E中示意性示出了操作门致动器200的方法，其中，每个图均示出了在执行该方法的同时在不同时刻处经由门滑架220移动的多个交替极性的磁体242。从图9A中可以看出，可以限定两个纵向间隔开的线圈组件244a和244b之间的间隔距离d1、相同线圈组件的相邻线圈之间的线圈间间隔距离d2、和多个交替极性的磁体242的长度d3。
在图9A中，该方法包括以下步骤：从第一线圈组件244a的线圈面对门滑架220的多个交替极性的磁体242的休止位置开始，激活所有面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体242，从而使门滑架220朝向第二线圈组件244b加速。可以理解的是，当门滑架220朝向第二线圈组件244b移动时，所述多个交替极性的磁体242逐渐地露出第一线圈组件244a的线圈。在图9B中，当门滑架220向右移动时，第一线圈组件244a的线圈中的最左边的一个线圈将被所述多个交替极性的磁体242露出。仍然参考图9B，该方法还包括以下步骤：当门滑架220朝向第二线圈组件244b移动时，线圈中的露出的线圈(最左边的线圈)被去活，而与此同时保持线圈中的面对的线圈(最右边的线圈)被激活。如将理解的那样，可以沿着相反的方向执行该方法，以使得所述多个交替极性的磁体242从第二线圈组件244b朝向第一线圈组件244a加速，在这种情况下，在图9E中示出了休止位置。
在图9C和9D中，该方法包括以下步骤：从第二线圈组件244b的线圈中的一些线圈被激活而第二线圈组件244b的线圈中的其它线圈被去活的初始线圈激活状态开始并且在门滑架220从第一线圈组件244a移动到第二线圈组件244b期间，激活第二线圈组件244b中的被去活的线圈并同时保持第二线圈组件244b的激活线圈被激活，以便制止所述门滑架220的移动。初始线圈激活状态指的是可以使门滑架220移动的激活线圈的任何组合。预期该方法可以沿着相反的方向执行，其中，第一线圈组件244a用于制止从第二线圈组件244b进入的门滑架220的移动。
如本领域技术人员将理解的那样，激活给定线圈组件的所有线圈的步骤可以包括以给定方式(例如，顺序的方式)为给定线圈组件的线圈供电，以引起门滑架沿着期望方向移动的步骤。
现在将详细描述操作门致动器200的方法的一个实施例。例如，现在参见图9A，所述多个交替极性的磁体242被示出为面对第一线圈组件244a。在该阶段，该方法具有激活(即，使用电源根据给定的顺序供电)所有面对的线圈(即，第一线圈组件244a的两个线圈三联体274、274b)以使得门滑架220朝向第二线圈组件244b加速的步骤。如将理解的那样，当参照图9A至图9E时，在该示例中由线性感应电动机产生的电动力指向右侧。在这些图中，空心圆意在表示去活的线圈，而阴影圆意在表示激活的线圈。如上所述，激活的线圈不一定需要始终供电，这取决于激活的线圈的顺序供电。
如图9B所示，该方法具有使第一线圈组件244a的露出的线圈(即，首先被门滑架220的后边缘294抛在后面的线圈三联体274a)去活的步骤。
概括地说，该方法有利于激活面对磁体的线圈(即，面对的线圈)，并且优选地，仅有利于激活能够在磁体上产生足够电动力的线圈。此外，发现保持不再面对的磁体的线圈(即，露出的线圈)的激活不会产生由电动力引起的感应电压。因此，露出的线圈在仍然被激活时比面对的线圈消耗更多的功率，该面对的线圈具有与电动机的速度成比例的感应力。
因此，后一种设计可以允许降低门致动器消耗的峰值功率。尽管门致动器在开启/关闭循环中消耗的总能量在实践中可忽略不计，但装置消耗的峰值功率限定了其电缆的尺寸(因此其重量和成本)以及车身内部的电源的大小。由于峰值功率在门滑架加速期间达到，因此使一些不太有用的线圈去活有助于减小门致动器将消耗的峰值功率，从而限制其尺寸、重量和成本。
在一个实施例中，通过使用位置检测器检测门滑架已经沿接收结构到达阈值位置来触发去活步骤。在另一个实施例中，一旦从激活步骤开始经过了给定的时间量，就执行去活步骤。换句话说，在所述激活之后，所述方法包括在执行所述去活之前等待给定的时间量。在另一个实施例中，使用至少一个速度检测器在门滑架达到给定速度时触发去活步骤。
图9C示出了在门滑架从第一线圈组件244a朝向第二线圈组件244b行进时的门滑架220。在这种情况下，在第一线圈组件244a中激活一个线圈，而在第二线圈组件244b中激活两个线圈。实际上，如将理解的那样，在该实施例中，由于用于为线性感应电动机供电的三相AC，同时被激活的线圈的数量是三的倍数。
如图9D所示，减速阶段类似于加速阶段。例如，在这种情况下，第二线圈组件244b的两个线圈三联体274a和274b中的仅一个被激活，以在所述多个交替极性的磁体242从第一线圈组件244a到达时开始减速所述多个交替极性的磁体242，即，第二线圈组件244b的线圈三联体274a。
图9E示出了第二线圈组件244b的两个线圈三联体274a和274b被激活，直到门滑架220停止为止。
在已知了电动力取决于由线圈施加的磁场强度、匝数和流过线圈的电流的情况下，发现如果可以在一个线圈中利用电流I获得电动力F，则可以在两个线圈中利用电流I/2获得相同的电动力F。以因子2减小电流能够以因子4减小线圈的铜中的损耗。考虑到两个线圈被激活而不是一个，总损耗可以除以因子2。这意味着在该方法的加速阶段期间使用相同的功率获得了两倍强的电动力。通过激活两个线圈而不是一个线圈获得的增益随着门滑架的加速而减小；这是由电动力产生的感应张力而引起的现象。在该方法的加速阶段期间具有六个激活的线圈允许在加速阶段期间提高效率。然而，一旦加速结束，便只有三个线圈被去活，因为由该额外的三个线圈所引起的增益由于门滑架的速度和电动力而受限。还应注意，限制线圈的数量可以减小门致动器的重量而且还可以降低其成本。
应当理解，两个线圈组件244a和244b纵向间隔开所述间隔距离d1，该间隔距离d1大于线圈间的间隔距离d2，该线圈间的间隔距离d2定义为一共同线圈组件的两个线圈之间的距离并且等于或小于门滑架220的长度d3。
门致动器的部件的长度可以在不同实施例间变化。例如，在一个实施例中，线圈组件244a和244b各自均具有12英寸的长度并且特征在于间隔距离d1为12英寸，并且门滑架220具有18英寸的长度d3。在另一个实施例中，线圈组件244a和244b各自均具有6英寸的长度并且特征在于间隔距离d1为6英寸，并且门滑架220具有18英寸的长度d3。实际上，在该实施例中，相对于具有连续纵向阵列线圈的传统线性致动器，在两个线圈组件244a和244b之间提供间隔距离d1可以节省与一个完整线圈组件(例如，6个线圈)相关的成本和重量。
图10示出了根据一个实施例的门致动器1000的另一示例的正视图。相似的元件将用相似的附图标记表示，但为1000系列而不是200、600、700和/或800系列。在该实施例中，接收结构1006具有在其两端之间纵向延伸的壁1012和从壁1012的顶部1018延伸的罩1016。如在其它实施例中，线性感应电动机1026包括固定部分1028和可动部分1030。固定部分1028安装在罩1016的一侧，并以线圈组件1044的形式提供。可动部分1030安装在门滑架1020的框架1054上，并以多个磁体1042的形式提供。门滑架1020具有安装在其框架1054上的门吊架1056。在该实施例中，门滑架1020的框架1054经由多个第一导辊1024(称为“第一导辊1024”)可移动地安装到接收结构1006的罩1016。接收结构1006包括安装在罩1016上并位于固定部分1028后面的铁磁材料的背板1050'。这样，线圈组件1044位于多个磁体1042和背板1050'之间。在使用期间，门滑架1020的第一导辊1024通过所述多个磁体1042和铁磁材料的背板1050'之间的磁吸引力(参见力F3)而保持抵靠罩1016。在一些实施例中，磁吸引力可以承受400磅的重量。另外，接收结构1006可以具有导轨1008，该导轨1008沿着门滑架1020的方向远离壁1012的侧部1014延伸。在以相反方向的更大力克服磁吸引力的情况下，导轨1008可以为第一导辊1014中的至少一些提供支撑。
如可以理解的那样，上面描述和示出的示例仅旨在是示例性的。例如，门致动器可用于车辆(例如运输车辆)和建筑物中。在另一个实施例中，接收结构由彼此组装的多个部件制成。接收结构可具有至少一个适于接收门滑架的开口端。在一个替代实施例中，每个门致动器均具有其自己的电源和其自己的控制器。如将理解的那样，当两个元件被称为安装到彼此时，意味着包括例如两个元件被紧固到彼此或者替代地两个元件被制成彼此一体。由所附权利要求指示范围。

Claims (43)

1.一种门致动器，包括：
具有门滑架路径的接收结构；
第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件均沿着共同的线圈组件平面安装到所述接收结构并且沿着所述门滑架路径彼此纵向间隔开一间隔距离；和
由所述接收结构滑动地接收的门滑架，所述门滑架具有沿磁体平面设置的多个交替极性的磁体，所述磁体平面与所述线圈组件平面平行且间隔开，所述第一线圈组件和第二线圈组件能够操作成在导轨的两端之间来回移动所述门滑架。
2.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述间隔距离是等于和小于所述门滑架的长度中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述间隔距离至少为6英寸。
4.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述门滑架的长度约为18英寸。
5.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每一个线圈组件均具有线圈壳体和容纳在所述线圈壳体中的多个纵向间隔开的线圈。
6.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的相应线圈组件的纵向间隔开的线圈中的两个相邻线圈之间的线圈间间隔距离小于所述第一线圈组件和所述第二线圈组件之间的间隔距离。
7.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每一个线圈组件的所述多个纵向间隔开的线圈是六个纵向间隔开的线圈。
8.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述线圈壳体由塑料材料制成。
9.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述第一线圈组件和所述第二线圈组件中的每一个线圈组件均具有背板，所述背板具有安装到所述接收结构的第一面和安装到所述线圈壳体的第二面。
10.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述线圈壳体具有电源线通道，用于接收连接在电源与所述第一线圈组件和第二线圈组件之间的电源线。
11.根据权利要求5所述的门致动器，其中，所述线圈壳体的长度约为12英寸。
12.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述门滑架包括框架和多个轮，所述多个轮可旋转地安装到所述框架并且可移动地安装到所述接收结构的壁和罩中的至少一者上。
13.根据权利要求12所述的门致动器，其中，所述多个轮包括三个轮。
14.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述门滑架包括：框架，所述多个交替极性的磁体安装到所述框架；和门吊架，所述门吊架安装到所述框架。
15.根据权利要求14所述的门致动器，其中，门通过多个偏心螺母能够可调节地安装到所述门吊架上。
16.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述多个交替极性的磁体包括大约十二个磁体。
17.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述接收结构由低导磁率材料制成。
18.根据权利要求1所述的门致动器，其中，所述第一线圈组件和所述第二线圈组件能够操作成：
从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件中的线圈面对所述多个交替极性的磁体的休止位置开始，激活所有面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架，当所述门滑架朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，所述多个交替极性的磁体逐渐地露出所述线圈；并且当所述门滑架继续朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活；和
当所述门滑架继续向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动并且所述交替极性的磁体逐渐面对所述另一个线圈组件的线圈时，激活所述另一个线圈组件的线圈中的至少一些线圈以减速所述门滑架的移动。
19.一种集成门致动器，包括：
接收结构；
门滑架，所述门滑架被限制在所述接收结构内并能够沿着所述接收结构直线地移动；和
线性感应电动机，所述线性感应电动机具有安装到所述门滑架的可动部分和安装到所述接收结构的固定部分，所述线性感应电动机能够操作成沿着所述接收结构来回移动所述门滑架。
20.根据权利要求19所述的集成门致动器，其中，所述接收结构具有：在所述接收结构的两端之间纵向延伸的导轨、从所述导轨的侧部延伸的壁、和从所述壁的顶部延伸的罩，所述门滑架经由多个第一导辊可移动地安装到所述接收结构的导轨并且经由多个第二导辊可移动地安装到所述接收结构的罩。
21.根据权利要求20所述的集成门致动器，其中，所述线性感应电动机的固定部分安装在所述接收结构的罩上，并且其中，所述多个第二导辊能够沿所述线性感应电动机的固定部分的每一侧移动。
22.根据权利要求21所述的集成门致动器，其中，所述多个第二导辊中的一个导辊能够沿所述固定部分的一侧移动，而所述多个第二导辊中的两个导辊能够沿所述线性感应电动机的所述固定部分的另一侧移动。
23.根据权利要求21所述的集成门致动器，其中，所述多个第二导辊以轮的形式设置，每个所述轮的直径大于所述多个第一导辊中的一个导辊的直径。
24.根据权利要求20所述的集成门致动器，其中，所述线性感应电动机的固定部分安装在所述接收结构的壁上。
25.根据权利要求24所述的集成门致动器，其中，所述罩具有唇缘，所述唇缘从与所述壁相对的一侧朝向所述导轨延伸，并且其中，所述多个第二导辊可移动地安装到所述唇缘。
26.根据权利要求25所述的集成门致动器，其中，所述门滑架具有多个第三导辊，所述多个第三导辊可移动地安到所述接收结构的唇缘。
27.根据权利要求24所述的集成门致动器，其中，所述门滑架具有可移动地安装到所述接收结构的壁上的多个第三导辊，并且其中，所述多个第三导辊能够沿所述线性感应电动机的固定部分的每一侧移动。
28.根据权利要求27所述的集成门致动器，其中，所述多个第三导辊以轮的形式设置，每个所述轮的直径大于所述多个第一导辊中的一个导辊的直径。
29.根据权利要求24所述的集成门致动器，其中，所述线性感应电动机的固定部分安装到所述壁的背离所述接收结构的导轨的面上。
30.根据权利要求19所述的集成门致动器，其中，所述线性感应电动机的固定部分具有沿所述接收结构的导轨的多个线圈，并且其中，所述线性感应电动机的可动部分包括多个交替极性的磁体。
31.根据权利要求30所述的集成门致动器，其中，以两个间隔开的线圈组件的形式提供所述多个线圈，每个所述线圈组件均布置在所述导轨的两个端部中的相应一个端部附近。
32.根据权利要求20所述的集成门致动器，其中，所述导轨具有凸形表面，并且其中，所述多个第一导辊各自均具有凹形表面，所述凹形表面构造成与所述导轨的凸形表面配合。
33.根据权利要求30所述的集成门致动器，其中，所述接收结构具有在其两端之间纵向延伸的壁和从所述壁的顶部延伸的罩，所述门滑架经由多个第一导辊可移动地安装到所述接收结构的罩，所述固定部分安装到所述罩并面向所述可动部分，并且所述可动部分安装到所述门滑架，所述接收结构包括安装到所述罩并位于所述固定部分后面的铁磁材料背板，其中，所述门滑架包括安装到所述门滑架的门吊架，所述多个第一导辊经由所述多个交替极性的磁体和所述铁磁材料背板之间的磁引力保持抵靠所述罩。
34.根据权利要求19所述的集成门致动器，其中：
所述接收结构具有门滑架路径；
所述固定部分具有第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和所述第二线圈组件都沿着共同的线圈组件平面安装到所述接收结构并沿所述门滑架路径彼此纵向间隔开一间隔距离；
所述门滑架具有沿磁体平面设置的多个交替极性的磁体，所述磁体平面与所述线圈组件平面平行且间隔开，所述第一线圈组件和第二线圈组件能够操作成在所述导轨的两端之间来回移动所述门滑架。
35.根据权利要求19所述的集成门致动器，其中：
所述线性感应电动机具有：安装到所述门致动器的接收结构的第一线圈组件和第二线圈组件；以及安装到门滑架并沿所述第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装到所述接收结构的多个交替极性的磁体；
所述第一线圈组件和第二线圈组件能够操作成：
从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件中的线圈面对所述多个交替极性的磁体的休止位置开始，激活所有面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速门滑架，当所述门滑架朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，所述多个交替极性的磁体逐渐地露出所述线圈；并且当所述门滑架继续朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动时，去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活；以及
当所述门滑架继续朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件移动并且所述交替极性的磁体逐渐面对所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件中的线圈时，激活所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件中的线圈中的至少一些线圈，以减速所述门滑架的移动。
36.一种操作门致动器的方法，所述门致动器包括线性感应电动机，所述线性感应电动机包括：第一线圈组件和第二线圈组件，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每个均具有多个线圈并安装到所述门致动器的接收结构；和多个交替极性的磁体，所述多个交替极性的磁体安装到门滑架，所述门滑架沿所述第一线圈组件和第二线圈组件可移动地安装到所述接收结构，所述方法包括以下步骤：
使用控制器，以便
从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈中的一些线圈面对所述多个交替极性的磁体中的一些磁体的状态开始，激活面对的线圈以电磁地接合所述多个交替极性的磁体，从而进行朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架的移动和减速所述门滑架的移动中的至少一种，当所述门滑架移动时，所述多个交替极性的磁体逐渐露出所述线圈；以及
去活所述线圈中的露出的线圈并同时保持所述线圈中的面对的线圈被激活。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述状态是休止状态，在所述休止状态中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的所有线圈都面对所述多个交替极性的磁体中的一些磁体，所述激活使得电磁地接合所述多个交替极性的磁体，以朝向所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件加速所述门滑架的移动。
38.根据权利要求36所述的方法，其中，所述状态是初始线圈激活状态，在所述初始线圈激活状态中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的线圈中的一些线圈被激活而所述一个线圈组件的线圈中的其它线圈被去活，并且在所述门滑架从所述第一线圈组件和第二线圈组件中的另一个线圈组件移动到所述一个线圈组件期间，激活所述一个线圈组件的被去活的线圈并同时将所述一个线圈组件的被激活的线圈保持为被激活，以使所述门滑架的移动减速到停止。
39.根据权利要求36所述的方法，其中，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的每一个线圈组件均具有两个彼此纵向间隔开的线圈三联体，其中，所述去活包括去活所述第一线圈组件和第二线圈组件中的一个线圈组件的所述两个线圈三联体中的已经首先被所述门滑架抛在后面的那个线圈三联体。
40.根据权利要求36所述的方法，其中，通过使用至少一个位置检测器检测所述门滑架已经沿所述接收结构到达阈值位置来触发所述去活。
41.根据权利要求36所述的方法，还包括：在所述激活之后，在执行所述去活之前等待给定的时间量。
42.根据权利要求36所述的方法，其中，使用至少一个速度检测器在所述门滑架已经到达给定速度时触发所述去活。
43.根据权利要求36所述的方法，其中，在所述门滑架的移动期间，所述第一线圈组件和第二线圈组件中的所述另一个线圈组件的线圈重新面对所述多个交替极性的磁体，并且其中，所述去活还包括在所述门滑架移动时激活重新面对的线圈。
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