CN110249150A - 超越、非摩擦连接和控制组件及其中使用的可切换的线性致动装置和往复式机电设备 - Google Patents

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Abstract

提供了超越、非摩擦连接和控制组件、用在该组件中的可切换的线性致动装置和往复式机电设备。装置和设备控制至少一个非摩擦连接组件的操作模式。装置和设备具有多个磁源，该多个磁源产生相应的磁场以产生净平移力。净平移力包括由至少一个电磁源的通电引起的第一平移力和基于永磁体源沿着轴线的线性位置的磁锁定力。使用一个或多个凸轮来控制锁定构件是连接还是脱离其对应的连接组件。

Description

超越、非摩擦连接和控制组件及其中使用的可切换的线性致 动装置和往复式机电设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年2月2日提交的美国临时申请序列第62/453,578号的权益；要求2017年9月22日提交的美国序列第15/712,635号和2017年9月22日提交的美国序列第15/712,651号的优先权，它们的公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及：
1)可切换的线性致动装置，用于控制一个或多个非摩擦连接组件(例如，径向连接组件)的操作模式；
2)超越、非摩擦连接和控制组件，例如径向连接和控制组件；以及
3)往复式机电设备，用于控制成对的非摩擦连接组件(例如，径向连接组件)的操作模式。
背景技术
典型的单向离合器(OWC)包括内环、外环和两个环之间的锁定装置。单向离合器被设计为在一个方向上锁定并在另一个方向上允许自由旋转。通常用于车辆的自动传动装置的两种类型的单向离合器包括：
-滚子式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的弹簧加载的滚子(在一些应用上滚子式也在没有弹簧的情况下使用)；以及
-楔块式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的不对称形状的楔形物。
单向离合器通常用在传动装置中以防止在某些换档期间驱动扭矩(即，动力流)的中断并且在滑行期间允许发动机制动。
可控或可选的单向离合器(即，OWC)与传统的单向离合器设计不同。可选OWC常常加入与滑板组合的第二组锁定构件。该额外的一组锁定构件加上滑板为OWC增添了多个功能。根据设计的需要，可控OWC能够在一个或两个方向上在旋转轴或固定轴之间产生机械连接。此外，根据设计，OWC能够在一个或两个方向上超越运行。可控OWC包含外部控制的选择或控制机构。该选择机构的运动可以处于对应于不同操作模式的两个或多个位置之间。
美国专利第5,927,455号公开了一种双向超越棘爪式离合器。美国专利第6,244,965号公开了一种平面超越连接器，美国专利第6,290,044号公开了一种用于自动传动装置的可选单向离合器组件。
美国专利第7,258,214号和第7,344,010号公开了超越连接组件，并且美国专利第7,484,605号公开了一种超越径向连接组件或离合器。
适当设计的可控OWC在“关闭”状态下可以具有接近零的寄生损耗。它也可以通过机电装置启动，并且没有液压泵和阀的复杂性或寄生损失。
其他相关的美国专利公开文本包括：2011/0140451、2011/0215575、2011/0233026、2011/0177900、2010/0044141、2010/0071497、2010/0119389、2010/0252384、2009/0133981、2009/0127059、2009/0084653、2009/0194381、20009/0142207、2009/0255773、2009/0098968、2010/0230226、2010/0200358、2009/0211863、2009/0159391、2009/0098970、2008/0223681、2008/0110715、2008/0169166、2008/0169165、2008/0185253、2007/0278061、2007/0056825、2006/0252589、2006/0278487、2006/0138777、2006/0185957、2004/0110594；以及以下美国专利第7,942,781号、第7,806,795号、第7,695,387号、第7,690,455号、第7,491,151号、第7,484,605号、第7,464,801号、第7,349,010号、第7,275,628号、第7,256,510号、第7,223,198号、第7,198,587号、第7,093,512号、第6,953,409号、第6,846,257号、第6,814,201号、第6,503,167号、第6,328,670号、第6,692,405号、第6,193,038号、第4,050,560号、第4,340,133号、第5,597,057号、第5,918,715号、第5,638,929号、第5,342,258号、第5,362,293号、第5,678,668号、第5,070,978号、第5,052,534号、第5,387,854号、第5,231,265号、第5,394,321号、第5,206,573号、第5,453,598号、第5,642,009号、第6,075,302号、第6,065,576号、第6,982,502号、第7,153,228号、第5,846,257号、第5,924,510号以及第5,918,715号。
线性马达是一种电动马达，其定子和转子是“展开的”使得它不会产生扭矩(旋转)，而是沿着其长度产生线性力。最常见的操作模式是洛伦兹型致动器，其中施加的力与电流和磁场成线性比例。美国公开申请2003/0102196公开了一种双向线性马达。
线性步进马达用于需要以低质量有效载荷快速加速和高速运动的定位应用。机械简单性和精确的开放式操作是步进线性马达系统的额外的特征。
线性步进马达工作的电磁原理与旋转步进马达相同。固定零件或压板是在所需行程长度上延伸的被动带齿钢条。永磁体、带齿的电磁体和轴承结合到移动元件或活塞。活塞沿着压板双向移动，确保响应于磁场绕组中电流状态的分立位置。通常，马达是两相的，但是可以采用更多的相。
线性步进马达在现有技术中是众所周知的，并且根据磁学理论的既定原理进行操作。线性步进马达的定子或压板部件包括细长的矩形钢条，该钢条具有多个平行的齿，并且在待穿过的距离上延伸并且以用于马达的所谓的活塞部件的轨道的方式起作用。
压板在马达运行期间完全被动，并且所有磁体和电磁体都被结合到活塞或电枢部件中。活塞沿着压板双向移动，响应于其磁场绕组中的电流状态呈现分立位置。
转让给与本申请相同的受让人并且与本申请有关的美国专利文献包括：美国专利第8,813,929号、第8,888,637号、第9,109,636号、第9,121,454号、第9,186,977号、第9,303,699号、第9,435,387号，以及美国公布的申请2012/0149518、2013/0256078、2013/0277164、2014/0100071和2015/0014116。所有上述共同转让的专利文献的公开内容都通过引用整体并入本文。
转让给本申请的受让人的上述相关专利文献中的一些公开了一种2位线性马达eCMD(可电控的机械二极管)。当两个座圈(即，凹口板和槽板)旋转时，该装置是动态单向离合器。线性马达或致动器通过由定子产生的磁场运动，该线性马达或致动器又使连接至支柱的柱塞运动。致动器具有永磁体的环，该环将离合器锁定在两种状态，即，开启和关闭。仅在从一种状态到另一种状态的转换期间消耗功率。一旦处于所需状态，磁体锁定并切断电源。
美国专利文献2015/0000442、2016/0047439以及美国专利第9,441,708号公开了三位线性马达的磁锁定用的双向CMD。
由本地或远程磁源(即，电流和/或永磁体(PM)材料)引起的机械力可以通过检查由磁源产生或“激发”的磁场来确定。磁场是矢量场，表示在空间中的任何点处本地或远程磁源的影响能力的大小和方向。在任何关注区域内的点处的磁场的强度或大小取决于激发磁源的强度、量和相对位置以及指定的关注区域和激发源的位置之间的各种介质的磁特性。磁特性是指决定单位体积的材料(即，建立一定程度的磁场强度)“磁化”的“容易程度”或所需的激发水平的“高低”的材料特性。通常，与含有空气或塑料材料的区域相比，含有铁材料的区域更容易“磁化”。
磁场可以表示或描述为三维力线，它们是跨越整个空间区域和材料结构内区域的闭合曲线。当在磁性结构内发生磁力“作用”(产生可测量水平的机械力)时，可以看到这些力线连接或链接结构内的磁源。如果磁力线环绕结构中的电流路径的全部或一部分，则磁力线连接/链接到电流源。如果力线穿过PM材料，通常在永久磁化的方向或反方向上，则力线连接/链接到PM源。不相互交叉的各个力线或场线在沿着线范围的每个点处呈现拉伸应力水平，非常像拉伸成闭合场线曲线的形状的拉伸的“橡皮筋”中的拉伸力。这是磁力机结构中越过气隙产生力的主要方法。
通常可以通过检查结构内的磁场线的曲线图来确定磁力机的各部分中的净力产生的方向。在跨过分离机器元件的气隙的任何一个方向上的场线越多(即，拉伸的橡皮筋越多)，机器元件之间在该指定方向上的“拉力”越大。
金属注射成型(MIM)是一种金属加工工艺，其中细小的粉末状金属与测定量的粘合材料混合，以构成能够通过称为注射成形的工艺由塑料加工设备处理的“原料”。该成型工艺允许在单个操作中大量成形复杂的零件。终端产品通常是用于各种行业和应用的构成物品。MIM原料流的性质由称为流变学的学科定义。目前的设备能力要求处理限于能够使用每次“注射”到模具中100克以下的典型的量来成型的产品。流变学确实允许这种“注射”分布到多个腔中，因此对于通过另外的或经典的方法生产来说相当昂贵的较小的、复杂的大量产品而言是成本有效的。能够在MIM原料中实施的各种金属被称为粉末冶金，并且这些金属含有与用于常见金属和异金属应用的工业标准中所发现的相同的合金成分。对成型的形状进行随后的调节操作，其中粘合材料被去除并且金属颗粒聚结成期望的金属合金状态。
U形夹紧固件是一种三件式紧固件系统，由U形夹、U形夹销和柄脚组成。U形夹是在叉形物的端部具有接收U形夹销的孔的U形件。U形夹销类似于螺栓，但只是部分地带有螺纹，或者无螺纹而具有用于开口销的十字孔。柄脚是装配在U形夹之间并由U形夹销保持到位的构件。与装配销的简单的U形夹的组合通常被称为钩环，但是U形夹和销仅是钩环可以采取的许多形式中的一种。
U形夹用在各种用于农业设备、帆船索具以及汽车、飞行器和建筑行业的紧固件中。它们还广泛用于将控制表面和其他附件附接于模型飞行器中的伺服系统。作为紧固件的一部分，U形夹提供了一种允许沿某些轴线旋转而限制沿其他轴线旋转的方法。
出于本申请的目的，术语“连接器”应该理解为包括离合器或制动器，其中一个板可驱动地连接至传动装置的扭矩输送元件，另一个板可驱动地连接至另一个扭矩输送元件或相对于传动装置壳体锚固并保持静止。术语“连接器”、“离合器”和“制动器”可互换使用。
发明内容
本发明的至少一个实施方式的目的是提供用于传动装置的超越、非摩擦连接和控制组件、用于该组件中的包括具有轮廓表面的凸轮的可切换的线性致动装置和往复式机电设备。
在实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的时，提供了一种用于控制非摩擦连接组件的操作模式的可切换的线性致动装置。装置具有多个磁源，该多个磁源产生相应的磁场以产生净平移力。装置包括能在脱离位置与连接位置之间枢转的锁定构件，连接位置的特征在于与连接组件的承载肩部抵接接合。定子结构包括至少一个电磁源以产生电子切换磁场。平移器结构包括具有轮廓表面的凸轮以及磁锁定用的永磁体源，该永磁体源越过径向气隙磁连接至定子结构。平移器结构被支撑成在与连接组件的不同操作模式对应的多个预定的、分立的轴向位置之间沿着轴线相对于定子结构进行平移运动。平移器结构在经受净平移力时沿着轴线在不同位置之间平移，以使锁定构件跨在凸轮的轮廓表面上，从而使锁定构件在与连接组件的不同操作模式对应的连接位置和脱离位置之间枢转。净平移力包括由至少一个电磁源的通电引起的第一平移力以及基于永磁体源沿着轴线的线性位置的磁锁定力。
结构可以实质上圆形对称。
永磁体源可以包括环形磁体。
平移器结构可以包括用于在凸轮沿着轴线运动时在凸轮上沿着轴线在相反方向上施加相应的偏置力的一对间隔开的偏置构件。
环形磁体可以是轴向磁化的。
平移器结构可以包括一对场重定向环，其中环形磁体夹在场重定向环之间。
连接组件可以是径向离合器组件。
每个电磁源可以包括环形的狭缝和设置在狭缝中的线圈。每个狭缝通向径向气隙。
进一步地，在实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的时，提供了一种往复式机电设备，用于控制一对非摩擦连接组件的操作模式。设备包括第一构件和第二构件，它们分别包括以很小的间隔彼此相对的第一面和第二面。第二构件被安装成围绕轴线旋转并沿着轴线往复运动。磁路部件包括第一磁源和第二磁源。第一磁源由第一构件在第一面处支撑成与由第二构件支撑的第二磁源以很小的间隔相对。磁源通过径向气隙分开。第二磁源是具有永久磁场的磁锁定用的永磁源，并且第一磁源是包括线圈以产生电切换磁场的电磁源。具有第一轮廓表面的第一凸轮在第一方向上从第二构件延伸，以使第一连接组件的第一锁定元件跨在第一轮廓表面上，从而将第一凸轮的往复运动转换为第一锁定元件的枢转运动。具有第二轮廓表面的第二凸轮在与第一方向相反的第二方向上从第二构件延伸，以使第二连接组件的第二锁定元件跨在第二轮廓表面上，从而将第二凸轮的往复运动转换为第二锁定元件的枢转运动。线圈通电产生临时磁场，该临时磁场使第二构件沿着轴线在分立的预定的第一位置和第二位置之间往复运动。永久磁场使第二构件保持第一位置和第二位置，而不需要保持线圈通电，从而提供磁锁定效应。
第一面可以具有至少一个凹部，线圈位于凹部中。
每个凹部可以包括环形凹部。
永磁体源可以是环形磁体。
每个连接组件可以都是径向离合器组件。
凸轮可以是漏斗形的。
进一步在实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的时，提供了一种超越、非摩擦径向连接和控制组件。该组件包括第一对连接构件和第一锁定构件，第一对连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，第一锁定构件用于选择性地将第一对连接构件机械地连接在一起，以防止第一对连接构件的围绕轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转。第二对连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，第二锁定构件选择性地将第二对连接构件机械地连接在一起，以防止第二对连接构件的围绕轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转。定子子组件包括至少一个线圈，以产生电磁切换的磁场并在至少一个线圈通电时产生磁通量。磁锁定用的致动器子组件包括单个双向可移动的结构。该结构的第一凸轮适于与第一锁定构件运动转换地接合，并且该结构的第二凸轮适于与第二锁定构件运动转换地接合，以使锁定构件进行选择性的径向运动。致动器子组件还包括磁致动器，磁致动器连接至所述结构并且安装成在第一伸出位置与第二伸出位置之间相对于第一对连接构件和第二对连接构件沿着旋转轴线进行受控的往复运动，第一伸出位置对应于第一对连接构件的第一模式，第二伸出位置对应于第二对连接构件的第二模式。在伸出位置分别是第一凸轮致动所述第一锁定构件以及第二凸轮致动第二锁定构件，使得第一锁定构件将第一对连接构件连接成围绕旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转，以及所述第二锁定构件将第二对连接构件连接成围绕旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转。磁致动器接通磁通量的路径以磁锁定在第一伸出位置和第二伸出位置。由磁通量引起的控制力被施加为使磁致动器在第一伸出位置和第二伸出位置之间沿着旋转轴线线性地运动。
致动器子组件可以包括用于在凸轮沿着轴线运动时在凸轮上沿着轴线在相反方向上施加相应的偏置力的一对间隔开的偏置构件。
在进一步实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的的同时，提供了一种超越、非摩擦连接和控制组件。该组件包括内部连接构件和外部连接构件以及锁定构件，内部连接构件和外部连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，锁定构件用于选择性地将连接构件机械地连接在一起，以防止连接构件的围绕轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转。定子子组件包括至少一个线圈，以产生电磁切换的磁场并在至少一个线圈通电时产生磁通量。磁锁定用的致动器子组件包括双向可移动的凸轮结构。凸轮结构适于与锁定构件运动转换地接合，以使锁定构件进行选择性的枢转运动。致动器子组件还包括磁致动器，磁致动器连接至凸轮结构并且被安装成在伸出位置与缩回位置之间相对于连接构件沿着旋转轴线进行受控的往复运动，伸出位置对应于连接构件的第一模式，缩回位置对应于连接构件的第二模式。在伸出位置凸轮结构致动锁定构件，使得锁定构件将连接构件连接成围绕旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转。磁致动器接通磁通量的路径以磁锁定在伸出位置。由磁通量引起的控制力被施加为使磁致动器在伸出位置与缩回位置之间沿着旋转轴线线性地运动。
磁致动器可以包括永磁体源。
组件是超越径向离合器和控制组件。
致动器子组件可以包括用于在凸轮沿着轴线运动时在凸轮上沿着轴线在相反方向上施加相应的偏置力的一对间隔开的偏置构件。
尽管上面描述了示例性实施方式，但是这些实施方式并不意图描述本发明的所有可能的形式。相反，说明书中所使用的词语是描述性而非限制性的词语，并且应理解的是可以在不脱离本发明的主旨和范围的情况下做出各种变化。另外，各个实施方式的特征可以组合，以形成本发明的另外的实施方式。
附图说明
图1是用于连接第一齿轮或第二齿轮与输出轴之间的扭矩的超越、非摩擦径向连接和控制组件的局部剖开的示意图；
图2是图1的视图的放大视图，示出了连接和控制组件的细节；
图3是示出弹簧偏置的锁定构件或棘爪在由凸轮的凸轮表面致动的各个枢转位置的端部示意图，这些枢转位置包括连接位置和脱离位置。
图4是第二实施方式的端部示意图，其中锁定构件或棘爪由凸轮的凸轮表面致动在各个枢转位置，这些枢转位置包括连接位置和脱离位置。
图5是图4的锁定构件或棘爪中的一个由凸轮的凸轮表面致动在连接位置的局部剖开的放大侧视图；
图6是锁定构件或棘爪中的一个在脱离位置的另一个实施方式的局部剖开的放大侧视图；以及
图7是与图6的视图类似的视图，但锁定构件由凸轮的凸轮表面致动在其连接位置。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本发明的详细的实施方式；然而，应理解的是，所公开的实施方式仅仅是可以体现为不同的和替代的形式的、本发明的示例。附图不一定成比例，为了示出特定的部件的细节，一些特征可能被放大或最小化。因此，本文所公开的特定的结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
根据本发明的至少一个实施方式构造的超越、非摩擦径向连接和控制组件总体上在图1和图2中用10表示。组件10优选包括一个或多个具有轴承支撑的径向棘爪式离合器组件。
组件10包括第一对连接构件12和13。构件12是槽板，构件13包括凹口板，该凹口板与粉末状金属制的第一齿轮11集成为一体，该第一齿轮11可以安装成随轴14旋转。槽板具有槽16，凹口板具有凹口17。构件12和13被支撑成围绕输出轴19的共同的旋转轴线15相对于彼此旋转。构件13通过轴承21支撑为在轴19上旋转。连接构件12通过花键25与输出轴19花键连接以随其旋转。
第一锁定构件或棘爪23在其槽16中自由浮动，并且在接合凹口17时选择性地将第一对构件12和13机械地连接在一起，从而防止第一对构件12和13的围绕轴线15在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转。
组件10还包括第二对连接构件32和33以及第二锁定构件或棘爪43，第二对连接构件32和33被支撑成围绕共同的旋转轴线15相对于彼此旋转，第二锁定构件或棘爪43自由地在其槽36中浮动，以选择性地将第二对构件32和33机械地连接在一起，从而防止第二对构件32和33的围绕轴线15在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转。粉末金属制的第二齿轮31与构件33一体地形成，并且安装成随轴14旋转。构件33通过轴承41支撑成在轴19上旋转。连接构件32通过花键45与输出轴19花键连接以随其旋转。
内部板状构件12和32分别具有外周表面18和38(图2)。外部板状构件13和33分别具有内周表面20和40，内周表面20和40分别邻近外周表面18和38并且呈径向内部和径向外部的关系(图2)。每一个构件12和32分别包括围绕轴线15成角度地间隔开的槽16和36。每一个槽16和36分别具有封闭端22和42以及与其封闭端22或42轴向相对的开口端(图2)。
每一个棘爪23和43位于其各自的槽16或36中并且被支撑为朝向其构件13或33的内周表面20或40枢转。棘爪23和43通过板状衬套或保持器27和47保持在它们各自的槽16和36内，板状衬套或保持器27和47通过锁定或卡环28和48固定到它们各自的构件12或32上。保持器27和47分别部分地覆盖槽16和36的开口端。
内周表面20和外周表面18分别限定靠近每个槽16的封闭端22的第一径向支承界面。保持器27具有支承表面29，该支承表面29限定了靠近每个槽16的开口端的支承界面。
内周表面40和外周表面38分别限定靠近每个槽36的封闭端42的第二径向支承界面。保持器47具有支承表面49，该支承表面49限定了靠近每个槽36的开口端的支承界面。
如图3中最佳所示，组件10包括多组致动器，总体用51表示，包括偏置构件，例如弹簧50。每个致动器51包括滑动销52，滑动销52具有接收在形成于其相应的棘爪23的端部部分54的下表面中的孔口内的头部53。每个棘爪23的相对的端部部分55被构造为接合凹口17。每个偏置构件50推动其相应的销52以使其相应的棘爪23朝向构件13的外周表面20移动。
再次参照图1和图2，组件10还包括3位线性步进马达，总体用144表示。步进马达144通常由控制器控制，并且包括定子结构或子组件135，定子结构或子组件135包括至少一个线圈166(示出三个)以产生电磁切换的磁场并在至少一个线圈166通电时产生磁通量。
步进马达144还包括总体用170表示的磁锁定用的平移器结构或致动器子组件，该平移器结构或致动器子组件包括至少一个双向可移动的连接结构，例如弹簧偏置的杆或轴，总体用172表示。每个杆172包括一对间隔开的漏斗形凸轮174和176，各凸轮分别具有轮廓表面175和177，以分别使第一锁定构件23和第二锁定构件43跨在它们相应的轮廓表面175和177上，从而在大体如图3所示的连接位置和脱离位置之间引起小位移的锁定构件的枢转运动。
致动器子组件170还包括磁致动器，总体用171表示，该磁致动器连接至每个杆172并且安装成在第一伸出位置和第二伸出位置之间分别相对于第一对连接构件12和13以及第二对连接构件32和33沿着旋转轴线15进行受控的往复运动，第一伸出位置对应于第一对连接构件12和13的第一模式，第二伸出位置对应于第二对连接构件32和33的第二模式。凸轮174在其伸出位置致动第一锁定构件23，使得第一锁定构件23将第一对连接构件12和13连接成围绕旋转轴线15在至少一个方向上彼此一起旋转。
凸轮176致动第二锁定构件43以将第二对连接构件32和33连接成围绕旋转轴线15在至少一个方向上彼此一起旋转。磁致动器171接通磁通量的路径以磁锁定在第一伸出位置和第二伸出位置。由磁通量引起的控制力被施加为使磁致动器171沿着旋转轴线15在第一伸出位置与第二伸出位置之间线性地运动。
磁致动器171优选包括夹在一对环形场重定向环179之间的永磁体源178。磁源178优选是轴向磁化的环形稀土磁体。
换言之，机电设备或马达144控制一对连接设备的操作模式，每个连接设备具有驱动构件和从动构件，驱动构件和从动构件被支撑成围绕输出轴19的共同的旋转轴线15相对于彼此旋转。每个从动构件可以是槽板12或32，并且驱动构件可以是凹口板13或33。每个连接设备或组件可包括两个或更多个摇杆或棘爪23或43，以选择性地将每个连接组件的构件机械地连接在一起并改变每个连接组件的操作模式。优选地，摇杆或棘爪23和43围绕轴线15以间隔隔开(即，图3)。
致动器子组件170被构造为或适于与两个连接设备的构件或板连接以随其旋转。子组件170在输出轴19上被支撑成围绕旋转轴线15相对于线圈166旋转。子组件170通常包括两个或更多个可双向移动的杆或轴172。其漏斗形凸轮174和176的每个杆部分180或182分别适于在锁定构件的选择性的小位移的枢转运动期间在其相应的连接构件中的孔口184或186内滑动。衬套188或190可滑动地支撑分别在孔口184和186内的杆部分180或182。
致动器171可操作地连接至杆172，以在致动器171的第一位置与致动器171的第二位置之间沿着旋转轴线15进行选择性的双向移位运动，致动器171的第一位置对应于第一连接设备(板12和板13)的模式(即，第一齿轮)，致动器171的第二位置对应于连接设备(板32和板33)的模式(即，第二齿轮)。如图3所示，两个或更多个杆172可以彼此间隔开。不同的模式可以是锁定和解锁(即，自由转动)模式，并且可以在围绕轴线15的一个或两个旋转运动方向上锁定。
在至少一个线圈166通电时，第一磁控制力被施加到致动器171，以使致动器171沿着轴线15在其第一位置、第二位置和中立位置之间运动。
致动器171包括用于每个杆172的一对间隔开的偏置弹簧构件192和194，用于在轮毂196沿着轴线15在其第一位置、第二位置和第三位置之间移动时在I形轮毂或支撑件196上沿着轴线15在相反方向上施加相应的偏置力。轮毂196具有用于可滑动地接收和支撑连接杆或轴172的孔197。当支撑件196运动时，它在支撑件196的相对面195与漏斗形凸轮174和176的圆柱形部分193之间推动/拉动其相应的弹簧192和194。
轮毂196与轴19一起围绕旋转轴线15旋转。轮毂196在通过安装在孔197内的衬套198沿着旋转轴线15的相应的移位运动期间可滑动地支撑轴172的互连轴部分199。
构件12可包括间隔开的止动件，以限定致动器171的伸出位置。
致动器171还优选包括一组间隔开的引导销(未示出)，该组间隔开的引导销夹在构件12的内表面与轮毂196的外表面之间并且沿着旋转轴线15延伸。内表面和外表面可以具有形成在其中以保持引导销的V形的凹槽或凹口(未示出)。在轮毂196沿着旋转轴线15的移位运动期间，轮毂196在引导销上滑动。引导销在构件12上引导轮毂196。轮毂196还可以将油分配给引导销。
定子子组件135包括具有间隔开的指状物168的铁磁壳体167以及容纳在相邻的指状物168之间的电磁感应线圈166。
致动器171是环形部分，其具有夹在一对铁磁垫环179之间的环形磁性环178。在线圈通电时，磁控制力用磁力将指状物168及其对应的垫环179偏置成对准。这些力将致动器171锁定在两个“开启”或伸出位置以及“关闭”或中性位置。环179受到定子子组件135的作用使致动器171运动。
永磁体(PM)线性马达的轴向平移锁定力(摘自美国专利第9,435,387号)
考虑在美国公开的申请第2015/0014116号的图13中以主题线性马达结构的剖视图示出的磁场线曲线图，也称为磁力线曲线图。这是圆形对称的机器结构，其中平移器的轴向移动方向在x方向上示出，径向方向在y方向上示出。定子24、28的横截面是三个铁齿72、两个狭缝/线圈26结构，其中狭缝开口隔着径向气隙面对移动元件或平移器。平移器结构包括夹在两个场重定向铁环80之间的单个轴向磁化的稀土PM环78。可以通过在x和y轴上以米为单位的比例来估计各个部件的尺寸。磁场线已通过商业磁力有限元分析(MFEA)软件包确定。图13所示的方案针对的是定子绕组中没有线圈电流的情况，并且平移器的轴向位置稍微转到“中立”或中心位置的右侧。由平移器磁体环78单独引起的磁场线看起来在闭合路径中“流动”，其中大部分线在定子铁-气隙-平移器铁/磁体的圆形路径中流动。
通常，由于铁材料内场产生的容易性，力线被限制在具有大部分铁含量的路径中。检查穿过定子与平移器之间的气隙的场线，它们中的大多数遵循从平移器重定向铁环向上并向右到达定子中的铁齿构件的路径。考虑到如拉伸橡皮筋一样的场线，人们将会预期将整个平移器向右拉的净力。在上述公开申请的图14中给出了针对这种情况的在轴向方向的中间气隙线处的实际净力密度或x方向的净应力，该实际净力密度或x方向的净应力也是通过MFEA分析确定的。在图14A中看出向左和向右的剪切应力，它们可能与气隙场线的分布相匹配，所述气隙场线沿着气隙向右和向左“倾斜”，但是总的力(在气隙的x方向范围上的综合剪切)示出了，对于这个特定的平移器位置，平移器上的净力向右。
如果从左到右“扫描”平移器位置并重新计算每个位置处的场线，可以获得由平移器位置引起的磁场线产生的“幻灯片放映(slide show)”。当平移器结构位于中心或中性位置的左侧时，大部分磁力线径向向上流到平移器位置的左侧，因此预期平移器主体上存在向左的力。相反，同样如图13所示，当平移器结构位于中心位置的右侧时，大部分磁力线的流动是径向向上且向右，因此预期在平移器主体上存在向右的力。随轴向位置而变的平移器主体上的实际总轴向力(以牛顿为单位给出)的曲线图在上述公开申请的图15A中示出。如果平移器位于中心的右侧，则由于其自身的磁场而将其向右推，如果位于中心的左侧，则将其进一步向左推。这被称为组件的“锁定”动作。左右推力恰好平衡为零时的精确的中心位置是不稳定的平衡点，此处即使是微小的运动也会产生倾向于将平移器推离该中心位置的力。靠近定子结构的两个轴向端部示出的另外两个点(其中净平移力也穿过零值)是稳定的平衡点，此处微小的运动导致位置恢复力的产生。
对于线圈电流的情况的永磁体线性马达的轴向平移力(摘自美国专利第7,435,387号)
考虑与图13中给出的相同的机器结构，但是在两个定子绕组中增加了稳定的电流。用于这种情况的磁场线的方案在上述申请的图16中示出。假定在绕组横截面中呈现均匀分布的稳定电流在定子右侧的狭缝中的线圈的导线中朝向观察者流出页面。环形磁体的轴向磁化方向在图13的纯锁定力的情况下无关紧要，但是在这种“双重”磁激励的情况下非常重要。对于所示的情况，磁体轴向磁化被规定为在正x方向上向右，因此由磁体单独引起的磁力线闭合“流动”路径的方向或极性将是逆时针循环。由电流引起的循环磁力线的极性方向通过“右手定则”给出。如果右手的拇指指向导线或导线线圈中的电流流动的方向，其中手指环绕导线或线圈的横截面，则磁场线或磁力线也环绕导线或线圈的横截面并且具有与蜷曲手指在相同方向上的循环方向。
在图16中，由左侧线圈中的电流单独引起的磁线在逆时针方向上环绕该线圈，而由右侧线圈中的电流引起的磁线在顺时针方向上环绕该线圈。如图16所示，磁场线的净产生量或总产生量是由全部三个磁源(即，两个线圈中的电流以及平移器磁体)引起的，因此显然在机器结构中存在各个磁激励源彼此实施并相加的区域，并且在机器结构中存在各个磁激励源彼此抵消或相减的区域。由于线圈电流是可逆的(正或负)，因此机器结构内、最重要是机器气隙内的双源实施区域和抵消区域可以相对于彼此移动。这是本文公开的可控/可逆方向线性马达的基础。
对于图13所示的指定的平移器位置，由平移器磁体单独引起的大部分磁力线的流动导致平移器上的净力向右。但是对于相同的平移器位置，通过增加线圈电流，对于图16所示的情况，大部分磁力线的流动已经转移到净环绕左侧线圈和平移器结构。因此，关于这种情况现在大多数磁力线穿过气隙向上且向左确认了这一点，并且在上述公开申请的图17A的曲线图中被示出。如果平移器“停止”在引入到平移器磁体之前，则如图16那样引入线圈电流会克服向右的锁定力，并产生向左的净电动力，引起平移器向左运动。如果平移器进行了运动并随后越过中心或中性位置，则甚至可以移除动力或切换电流，因为现在由磁体单独引起的向左的锁定力将强行保持向左运动到中心或中立位置的左侧的类似关闭状态的锁定位置。因此，在中心位置的左侧和右侧的两个锁定位置之间的净轴向间距被称为机器的“行程”长度。
与图16所示的情况具有相同的线圈电流驱动并类似于针对前面单独磁体激励的情况给出的随平移器的轴向位置而变的用于线性马达结构内的总磁场线的幻灯片放映的一组方案表明，对于假定的线圈电流水平，无论平移器位置的假定值如何，平移器结构上的净力总是向左。
最后，分别在上述公开申请的图18和图19中给出了针对线圈电流辅助驱动(即，在磁体锁定力的方向上的驱动)的情况的磁场和轴向净应力方案。对于图18和图19A的情况的线圈电流的极性仅与图16和图17A中所示的情况相反，平移器位置与图16和图17A的情况相同。在这种情况下，当平移器位置移动到中心位置的左侧时，线圈电流在磁体锁定力的方向上驱动。
现在参照图4和图5，示出了第一连接构件12’、第二连接构件(未示出)的凹口17’和锁定构件或棘爪23’的另一个实施方式，锁定构件或棘爪23’通过形成在连接构件12’的连接面内的槽16’接收并保持。第二实施方式中与第一实施方式的部分相同或相似的部分具有相同的附图标记，但具有单撇号标记。
超越、非摩擦径向连接和控制组件的第二实施方式具有与第一实施方式基本相同的部分，只是这些部分具有单撇号标记。该组件优选包括具有轴承支撑的一个或多个径向棘爪式离合器组件。
第二实施方式的连接和控制组件包括第一连接构件或槽板12’和第二连接构件或凹口板，如前所述，第二连接构件或凹口板未整体示出，而是出于简单的目的示出了其凹口17’。第一和第二构件或板被支撑成围绕输出轴19’的共同的旋转轴线15’相对于彼此旋转。第二构件通过轴承(未示出)支撑成在轴19’上旋转，并且第一构件12’通过花键(未示出)与输出轴19’花键连接以随其旋转。
锁定构件或棘爪23’通过槽板12’的上部和下部杯形或插座部分200’和202’可枢转地支撑在它们各自的槽16’内。每一个插座部分200’和202’分别具有凹形的支承表面204’和206’，凹形的支承表面204’和206’适于分别配合锁定构件23’的突出的、凸形的上部和下部枢轴212’和214’各自对应的支承表面208’和210’。优选地，当锁定构件23’围绕其枢转轴线216’在其相对于连接构件或板的接合位置和脱离位置之间枢转时，枢轴212’和214’为锁定构件23’提供平滑的球形支承表面，使得可以在连接构件之间发生单向扭矩传递。
上枢轴212和下枢轴214’分别从锁定构件23’的主体部分218’延伸。主体部分218’在构件接合的第一端面220’和构件接合的第二端面222’之间延伸。
质心或质量(即重力)中心实质上以枢转轴线216’为中心，使得锁定构件23’实质上是离心中立或平衡的。在槽板12’旋转时，离心力作用在锁定构件23’的质心上。枢转轴线216’实质上位于第一端面220’和第二端面222’之间的中点处。如果锁定构件23’实质上不是离心中立或平衡的，则使锁定构件23’旋转所需的力在高转速(例如，10,000RPM)下将会很高。虽然可以抵消锁定构件不平衡的问题，但是这些措施通常是不切实际的。通过使锁定构件23’的质心或质量的中心位于其槽16’内的旋转轴线216’上，锁定构件16’变为实质上是离心中立或平衡的，从而使单向离合器更轻且更紧凑。
诸如弹簧(未示出)的一个或多个偏置构件设置在形成在它们各自的槽16’中的凹部224’中，以将它们各自的锁定构件23’的端部部分54’进行偏置，从而将锁定构件23’在它们的脱离位置推入它们各自的槽16’中。当锁定构件23’的相对的端部部分的下侧跨在轮廓表面175’上时，弹簧力抵抗凸轮174’的凸轮力。如在第一实施方式中那样，漏斗形凸轮174’的杆部分180’适于在锁定构件的枢转运动期间在槽板12’中的孔口(图4和图5中未示出)内滑动。
随着eCMD越来越被公认为先进混合动力和电动汽车的可行技术，离合器的规格和要求正在迅速增加。电动马达的性质是零/低速时的扭矩高，其转动能力比传统的ICE应用快3倍。eCMD需要能够在至少15,000RPM的速度下导通和断开。旋转产生的径向力的公式是：
Fc＝MV2/r
因此径向力以速度的平方增加。因此，根据重4.17克、速度为15,000转/分钟的离合器中支柱设计的一个例子转化为支柱在其槽中的径向力为151磅。这些是eCMD设计师现在面临的新现实。eCMD的控制系统(机电部分)必须能够在存在这些巨大的径向力的情况下使支柱旋转。这些径向力不受到槽板的外壁的反作用。产生摩擦力，该摩擦力产生与支柱的期望旋转相反的力矩。摩擦力方程(公式)是：
Ff＝μN，其中N＝Fc，μ＝摩擦系数
相反的力矩方程是：
M＝Ffr
其中r＝力矩臂，即，从枢转点到支柱与槽的接触点的距离。
M的值越小，eCMD的机电部分越容易使支柱旋转。因此，对于给定的离合器速度，为了减小力矩可以操纵的参数是支柱的质量、μ的值和力矩臂的长度。针对图6和图7的实施方式及其减小力矩臂的目的公开以下描述。
现在参照图6和图7，示出了第一连接构件12”、第二连接构件13”的凹口17”以及锁定构件或棘爪23”的又一个实施方式，锁定构件或棘爪23”被接收并保持在形成在连接构件12”的连接面内的槽16”内。第三实施方式的与第一和第二实施方式的部分相同或相似的部分具有相同的附图标记，但具有双撇号标记。
超越、非摩擦径向连接和控制组件的第三实施方式具有与第一实施方式和第二实施方式实质相同的部分，只是这些部分具有双撇号标记。该组件优选包括具有轴承支撑的一个或多个径向棘爪式离合器组件。
第三实施方式的连接和控制组件包括第一连接构件或凹口板12”和第二连接构件或凹口板13”，如前所述，第二连接构件或凹口板13”未整体示出，而是出于简单的目的示出了其凹口17”。第一和第二构件或板被支撑成围绕输出轴(未示出)的共同的旋转轴线相对于彼此旋转。第二构件通过轴承(未示出)支撑成在轴上旋转，并且第一构件12”通过花键(未示出)与输出轴花键连接以随其旋转。
锁定构件或棘爪23”通过槽板12”的上部和下部杯形或插座部分200”和202”支撑在其槽16”内。插座部分202”具有凹形的支承表面206”，凹形的支承表面206”适于配合锁定构件23”的突出的、凸形的下部枢轴214”的对应的支承表面210”。优选地，当锁定构件23”围绕其枢转轴线216”在其相对于连接构件或板的接合位置和脱离位置之间枢转时，枢轴214”提供锁定构件23”的平滑的球形支承表面，使得可以在连接构件之间发生单向扭矩传递。
图6和图7的设计示出了对图4和图5的径向支柱和槽的修改。径向支柱23”是MIM零件，其具有以支柱的质心为中心形成的椭圆形孔240”。槽板具有直径约为2mm的压入的硬化和抛光的销242”。椭圆形支架的狭缝的宽度约为2.2毫米。如果不存在销242”，则径向支柱的接触将发生在A点，力矩臂为C。在存在销242”时，滑动接触发生在B点，力矩臂为D。优点是D比C短得多，因此M随着力矩臂长度的减小而线性减小。
径向支柱23”和销242”都可以涂有减小μ的类似与特氟龙(Teflon)的摩擦减小涂层。
销242”不与径向支柱23”中的孔紧密配合的原因是，在支柱23”被锁定并承载载荷时，必须与销242”有间隙。点242”的功能是在从关到开和从开到关转换时提供反作用点。该点的载荷不应该超过由旋转产生的径向力的载荷，因此存在椭圆形间隙孔240”。
下部枢轴214”从锁定构件23”的主体部分218”延伸。主体部分218”在构件接合的第一端面220”与构件接合的第二端面222”之间延伸。
质心或质量(即重力)中心实质上以枢转轴线216”为中心，使得锁定构件23”实质上是离心中立或平衡的。在槽板12”旋转时，离心力作用在锁定构件23”的质心上。枢转轴线216”实质上位于第一端面220”和第二端面222”之间的中点处。如果锁定构件23”实质上是离心中立或平衡的，则使锁定构件23”旋转所需的力在高转速(例如10,000RPM)下将会很高。虽然可以抵消锁定构件不平衡的问题，但是这些措施通常是不切实际的。通过使锁定构件23”的质心或质量中心位于其槽16”内的旋转轴线216”上，锁定构件23”变为实质上是离心中立或平衡的，从而使单向离合器更轻且更紧凑。
诸如弹簧(未示出)的一个或多个偏置构件设置在形成在其槽16”的凹部224”中，以将锁定构件23”的端部部分54”进行偏置，从而将锁定构件23”在其脱离位置推入槽16”中。当锁定构件23”的相对的端部部分的下侧跨在轮廓表面175”上时，弹簧力抵抗凸轮174”的凸轮力。如在第一实施方式中那样，漏斗形凸轮174”的杆部分180”适于在锁定构件的枢转运动期间在槽板12”的孔口(图6和图7中未示出)内滑动。
尽管上面描述了示例性实施方式，但是这些实施方式并不意图描述本发明的所有可能的形式。相反，说明书中所使用的词语是描述性而非限制性词语，并且应理解的是在不脱离本发明的主旨和范围的情况下可以做出各种变化。另外，不同实施方式的特征可以组合，以形成本发明的另外的实施方式。

Claims (20)

1.一种可切换的线性致动装置，其用于控制非摩擦连接组件的操作模式，所述装置具有多个磁源，所述多个磁源产生相应的磁场以产生净平移力，所述装置包括：
锁定构件，其能在脱离位置与连接位置之间枢转，所述连接位置的特征在于与连接组件的承载肩部抵接接合；
定子结构，其包括至少一个电磁源以产生电切换磁场；
平移器结构，其包括具有轮廓表面的凸轮以及磁锁定用的永磁体源，所述永磁体源越过径向气隙磁连接至所述定子结构，所述平移器结构被支撑成在与所述连接组件的不同操作模式对应的多个预定的、分立的轴向位置之间沿着轴线相对于所述定子结构进行平移运动，所述平移器结构在经受所述净平移力时沿着所述轴线在不同位置之间平移，以使所述锁定构件跨在所述凸轮的所述轮廓表面上，从而使所述锁定构件在与所述连接组件的不同操作模式对应的所述连接位置和脱离位置之间枢转，所述净平移力包括由所述至少一个电磁源的通电引起的第一平移力以及基于所述永磁体源沿着所述轴线的线性位置的磁锁定力。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述结构实质上圆形对称。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述永磁体源包括环形磁体。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平移器结构包括一对间隔开的偏置构件，所述一对间隔开的偏置构件用于在所述凸轮沿着所述轴线运动时在所述凸轮上沿着所述轴线在相反方向上施加相应的偏置力。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述环形磁体是轴向磁化的。
6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述平移器结构包括一对场重定向环，并且其中所述环形磁体夹在所述场重定向环之间。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连接组件是径向离合器组件。
8.根据权利要求2所述的装置，其中，每个电磁源包括环形的狭缝和设置在所述狭缝中的线圈，每个狭缝朝向所述径向气隙开口。
9.一种往复式机电设备，其用于控制一对非摩擦连接组件的操作模式，所述设备包括：
第一构件和第二构件，它们分别包括以很小的间隔彼此相对的第一面和第二面，所述第二构件被安装成围绕轴线旋转以及沿着轴线往复运动；
包括第一磁源和第二磁源的磁路部件，所述第一磁源由所述第一构件在所述第一面处支撑成与由所述第二构件支撑的所述第二磁源以很小的间隔相对，磁源通过径向气隙分开，其中所述第二磁源是具有永久磁场的磁锁定用的永磁源，并且所述第一磁源是包括线圈以产生电切换磁场的电磁源；以及
第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮具有第一轮廓表面并且在第一方向上从所述第二构件延伸，以使第一连接组件的第一锁定元件跨在所述第一轮廓表面上，从而将所述第一凸轮的往复运动转换为所述第一锁定元件的枢转运动，所述第二凸轮具有第二轮廓表面并且在与所述第一方向相反的第二方向上从所述第二构件延伸，以使第二连接组件的第二锁定元件跨在所述第二轮廓表面，从而将所述第二凸轮的往复运动转换为所述第二锁定元件的枢转运动，其中线圈通电产生临时磁场，所述临时磁场使所述第二构件沿着所述轴线在分立的预定的第一位置和第二位置之间往复运动，并且其中所述永久磁场使所述第二构件保持所述第一位置和第二位置，而不需要保持线圈通电，从而提供磁锁定效应。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一面具有至少一个凹部，所述线圈位于所述凹部中。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，每个凹部包括环形凹部。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，所述永磁体源是环形磁体。
13.根据权利要求9所述的设备，其中，每个所述连接组件都是径向离合器组件。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述凸轮是漏斗形的。
15.一种超越、非摩擦径向连接和控制组件，其包括：
第一对连接构件和第一锁定构件，所述第一对连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，所述第一锁定构件用于选择性地将所述第一对连接构件机械地连接在一起，以防止所述第一对连接构件的围绕所述轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转；
第二对连接构件和第二锁定构件，所述第二对连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，所述第二锁定构件用于选择性地将所述第二对连接构件机械地连接在一起，以防止所述第二对连接构件的围绕所述轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转；
定子子组件，其包括至少一个线圈，以产生电磁切换的磁场并在所述至少一个线圈通电时产生磁通量；以及
磁锁定用的致动器子组件，其包括单个双向可移动的结构，所述结构的第一凸轮适于与所述第一锁定构件运动转换地接合，并且所述结构的第二凸轮适于与所述第二锁定构件运动转换地接合，以使锁定构件进行选择性的径向运动，所述致动器子组件还包括磁致动器，所述磁致动器连接至所述结构并且安装成在第一伸出位置与第二伸出位置之间相对于所述第一对连接构件和所述第二对连接构件沿着所述旋转轴线进行受控的往复运动，所述第一伸出位置对应于所述第一对连接构件的第一模式，所述第二伸出位置对应于所述第二对连接构件的第二模式，在伸出位置分别是所述第一凸轮致动所述第一锁定构件以及所述第二凸轮致动所述第二锁定构件，使得所述第一锁定构件将所述第一对连接构件连接成围绕所述旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转，以及所述第二锁定构件将所述第二对连接构件连接成围绕所述旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转，所述磁致动器接通所述磁通量的路径以磁锁定在所述第一伸出位置和所述第二伸出位置，其中，由所述磁通量引起的控制力被施加为使所述磁致动器在所述第一伸出位置和所述第二伸出位置之间沿着所述旋转轴线线性地运动。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述致动器子组件包括一对间隔开的偏置构件，所述一对间隔开的偏置构件用于在所述凸轮沿着所述轴线运动时在所述凸轮上沿着所述轴线在相反方向上施加相应的偏置力。
17.一种超越、非摩擦连接和控制组件，其包括：
内部连接构件和外部连接构件以及锁定构件，所述内部连接构件和外部连接构件被支撑成围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，所述锁定构件用于选择性地将连接构件机械地连接在一起，以防止所述连接构件的围绕所述轴线在至少一个方向上相对于彼此的相对旋转；
定子子组件，其包括至少一个线圈，以产生电磁切换的磁场并在所述至少一个线圈通电时产生磁通量；以及
磁锁定用的致动器子组件，其包括双向可移动的凸轮结构，所述凸轮结构适于与所述锁定构件运动转换地接合，以使锁定构件进行选择性的枢转运动，所述致动器子组件还包括磁致动器，所述磁致动器连接至所述凸轮结构并且被安装成在伸出位置与缩回位置之间相对于所述连接构件沿着所述旋转轴线进行受控的往复运动，所述伸出位置对应于所述连接构件的第一模式，所述缩回位置对应于所述连接构件的第二模式，在所述伸出位置所述凸轮结构致动所述锁定构件，使得所述锁定构件将所述连接构件连接成围绕所述旋转轴线在至少一个方向上彼此一起旋转，所述磁致动器接通所述磁通量的路径以磁锁定在所述伸出位置，其中，由所述磁通量引起的控制力被施加为使所述磁致动器在所述伸出位置与所述缩回位置之间沿着所述旋转轴线线性地运动。
18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述磁致动器包括永磁体源。
19.根据权利要求17所述的组件，其中，所述组件是超越径向离合器和控制组件。
20.根据权利要求17所述的组件，其中，所述致动器子组件包括一对间隔开的偏置构件，所述一对间隔开的偏置构件用于在所述凸轮沿着所述轴线运动时在所述凸轮上沿着所述轴线在相反方向上施加相应的偏置力。
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