这是有关磁盘存储器读写头定位仪的一个发明，其特点是它利用自身的连接电缆和附加的器件使该部件实现完善的密封。 各种计算机系统，尤其是目前广泛使用的较小型的台式计算机，在它的输入输出系统中都采用软盘作为信息存储的介质，用读写头将信息存放在磁盘上，并从盘上读取信息。为了加大存储容量和读写操作的精度，则在磁盘上精确而又可靠地定位读写头是很重要的。该装置应是质轻而敏捷，因此，应避免使用永久磁铁作为其执行机构的部件。又因这些装置常被装入使用它的那些计算机系统之中，所以无需维修而能长期可靠的运转是很重要的。希望头定位仪是个完整密封的部件，且便于安装，同样亦希望单独一个部件就能同时驱动好几组读写头。而且自身产生的热和计算机系统中周围所用设备产生的热不致给头定位仪带来不利的热效应也是很重要的。同样也希望头定位仪自身备有自己的电缆，以便能很简单地装入计算机系统中去，只须插至计算机中对应的插头中去就行，免得单独接线。
本发明提供一种有自己的电缆和附件地用于磁盘存储器的读写头定位的密封完整的装置。该装置是一质轻、快捷、精确而又可靠的装置。该头定位仪包括一个直接与一组或二组读写头连接的小车，该小车与有精确导向控制的执行机构相连。执行机构包括一段封死的管形定子，其侧面中央部分有一个轴向的窗口及一个圆柱形的电枢，它在定子内能移至不同选中的轴向位置上。电枢用穿过定子侧面窗口的连杆与小车相接。当小车和电枢一起移动时，小车盖住整个定子的窗口，形成一个完全密闭的部件，所以尘埃不能干扰电枢在定子内的动作。电枢包括一个空心轴，其上装有一对滑动轴承，它对在定子内电枢移动时出现的步距，左右摆动，前后晃动和倾斜进行控制。步距是指在垂直面中电枢轴的转动。左右摆动是指电枢轴在水平面内的转动。上下摆动是指电枢轴在垂直面中的移动。而前后晃动是指在水平面中电枢轴前后移动。小车与电枢间的连接杆防止电枢绕轴转动。电枢可以在轴向自由移动。电枢还包括一些线轴，每个都带有轮体和二个法兰，电线绕在每个线轴的轮体上，可以按要求的顺序接通每个线轴上的引线在该线轴内产生一个磁场，跨过电枢与定子间的间隙并沿着定子对面部分形成一个环形磁场。
靠面对面放在定子内壁的细槽和在线轴法基的环形表面上的细槽相互间的相对位置来决定电枢的位置。在定子和电枢线轴上的细槽有相同的步距，但相邻线轴上的细槽有一提前量，所以只有一个线轴上的细槽能与定子上的细槽对准。按要求的顺序有选择地接通不同的线轴能使电枢在定子内移至指定的轴向位置上，这样一来，与它连在一起的小车也移至相应的位置。
电枢轴承的半径略大于线轴法兰的半径，所以只能使轴承与定子内壁直接接触。在电枢圆周上有一条沟，用它将装配好的线轴及其引线送往定子而不致危及线轴的线圈。在相邻线轴间备有调整垫，以此将每个线轴分开。然而每个调整垫的直径最好和线轴直径一样大或略小于轴承的直径，调整垫的直径和轴承的直径一样大，以此增加电枢在定子内的作导向作用的附加的支持表面。往每个调整垫的径向打一孔并往里插入一杆。该杆从电枢沿经向外伸，穿过定子侧面的窗口进入小车上准备好的孔内。小车内插杆孔的内侧有一条沟供线轴出来的引线穿过小车，因此它们能通过盖板与外接电缆相连接。单个线轴的引线间歇通电时在线轴内形成一个磁场将其细槽与定子内壁的细槽对准。电枢和定子的材料和大小都按照这样的条件来选定的，即电枢线圈引起的热膨胀不会使电枢和定子咬合。
电枢心轴是个空心的管子，能看作是电枢零件组装的一个夹具。
小车与定子邻接的表面是个与环形定子表面曲率相同的一凹面。在小车凹面上有个突出部分伸入定子侧面的窗口内。其侧缘有一个缓冲器以便在小车挨着定子窗口内侧时使小车停下来。在小车中杆的镗孔，缓冲器边缘内侧的某一点上，从面内的突出部分伸出来，因此当小车挨着窗口内壁停下时也不会损坏线圈。
在定子内壁和线轴法基环上的细槽的横截面是一等腰梯形，以定子的较大的底边对着电枢较大的底边。
本发明中为小车和执行机构备有一带槽的底座，以便在槽内放上执行机构。利用底座上的突缘将它们装到支承结构上去。换言之，底座可以不用，执行机构也可直接装到计算机的支承结构上去。
图的说明：
根据下列说明与附图更完整地了解本发明的特点、性能和优点。
图1 列出本发明中头定位仪的透视图;
图2 列出图2中所示某些部件的视图和剖面图;
图3 列出图2中3-3剖面的剖面图;
图4 列出了图2中取自4-4剖面的部分右视图;
图5 列出了在图2中取自5-5剖面的立面图以及
图6 列出了图2中所示局部细节图。
现在请参阅图1，其中出示了本发明的头定位装置10。头定位装置10包括有一塑料的小车12，它能与一组或二组软盘的读写头（末字）相连接。小车12上的塑料端板（电枢端板）14盖住软连接电缆16的一端，其另一端与插头18相配，以便接至定位装置10所使用的电源。小车12由执行机构20来驱动，后者包括一个定子22和一个电枢24。
如同在应用中进一步详细说明那样，电枢24的导向很精细，以便电枢24在定子内沿轴向移动至不同位置时不会倾斜，左右摆动，前后晃动和偏向一边。支柱25和26固定在电枢24上，从定子22的侧墙的窗口46中伸出来与小车12固定在一起，因此电枢24和小车一起移动，支柱25和26使电枢24和定子之间不会出现转动。
执行机构20和小车12可以放在任一底座上，后者包括一个底架30和支承执行机构的导槽。底座30和导槽32上伸出的凸缘，分别用于将头定位装置10装至支承结构上去（未示）。底座最好用铝制品。反之执行机构也可以直接固定在相邻的部件上。
现在新参阅图2，将十分详细的介绍头定位装置10的每个部件。
执行机构包括一个管形的定子，其两端40和42均是开启的，以及一个环形外壳41和内壁44。定子有一个穿透外壳41的窗口46，位于定子中央沿轴线方向处。定子开启端40和42彼此都有一退刀槽48和49，分别用于与端盖50和51相粘合在一起，或将端盖固定在退刀槽48和49处，使两端40和42密封住。沿管形定子22的内壁44是一连串步距间隔均匀的细槽52。环形定子22，内壁44处的每个细槽是环形状的，在有窗口46的地方则例外，在那里细槽52终止在窗口46的一侧，在其另一侧则重新开始。每个环形细槽52规定一个与环形定子22轴相垂直的一个平面。在具体装置中每个细槽52的横截面是个底角约为70°的等腰梯形。这个底角可以变动，例如在50°到90°之间变动，然而70°可使加工更方便些。细槽52较短的底边平行于定子22的轴线，并沿径向在细槽52的较大的底边之间形成一个谷58。邻近细槽52内壁44的材料是与细槽52的顶57一样。（参阅图6）
在具体装置中梯形细槽52短边的尺寸大约为0.008时，参阅图6中的“a”。细槽间的间隔或步距约为0.0214286时，参阅图6中的“b”。谷58的径向深度为0.0075时，参阅图6中的“θ”。再请看图2，从开端42沿定子22的内壁有一平坦的部分，并延伸至一预定的距离。同样，从开端40起沿内壁44也有一段平坦的部分56。窗口46在距平坦部分54和56与细槽52之间的边缘的距离大致相等。平坦部分54和56可任选。整个内壁44能有52个细槽。
定子22用高导磁率及加工性能良好的材料制成，最好用退过火的C-1214LFM钢，并在表面上电镀25至50微米的铬。
仍请参照图2，其中指出了在定子22内的电枢24，所以可以指出定子22和电枢24彼此之间的关系。电枢24包括一个沿其轴向两端装有滑动轴承62和64的环形心轴60。在具体的装置中轴承62和64之间装有三个线轴66，68，70。每个线轴包括有一个与心轴60同心的轮体部分84，法兰盘80和88亦与心轴60同心。在线轴66和68之间放有调整垫72，在线轴68和70之间放有调整垫74。轴承62和64，线轴66，68，70和调整垫72和74均组装在心轴60上。中空的心轴作为一夹具，将线轴、调整垫和轴承组装在其上。用含铅60%和锡40%的焊料将每个部件焊装在心轴上，分别往轴承62和64上钻埋头孔76和78。
因为62和64的直径大于法兰86和88以及线轴66，68，70的直径，所以轴承62和64直接与定子22的内壁44相接触。调整垫72和74的直径最好等于法兰86和86的直径。换言之，调整垫72和74能用与轴承相同的材料制成同样的直径，以便加強定子与电枢间的导向作用。
在轴承62端面82上钻一个轴向的加工孔，离心轴60的中心沿经向有一定的距离。往该加工孔80（挡）中插入一杆（未示）就能在法兰86和88上切削加工细槽110时，转动电枢24。这种用法以后会详细介绍。在电枢24端面82上放上个挡孔或加工孔80，可以在整个法兰86和88环上切削加工细槽110。待加工的环形工件抓住挡，不会影响加工表面。沿轴承64和细轴70的法兰部分86和88的环状表面穿过垫片74，穿过线轴68的法兰86和88，橫穿过垫片22和线轴66的法兰88切一轴向的调整槽90，它与线轴66上的轮体84，法兰86，88的环形外表面和定子壁之间的空隙相连通，不需橫穿过线轴66的法兰，也不需橫穿轴承62的表面，轮体部分84和线轴66，68和70的法兰相遇的表面上都涂上绝缘漆。线轴66轮体84上绕上约425匝＃36HPE红色线，线轴68的轮体84上同样绕上绿色的导线，线轴70轮体84上同样绕上淡黄色的导线。槽90为组装电枢24提供一种方法使装入定子22时不会损及线轴上的线。在使用时还会作解释。
调整垫72和74分都分别有个镗孔93和94沿径向分别穿过调整垫和心轴60，从心轴沿经向向外延伸到调整垫72的环形边缘的镗孔93的一部分95，是带螺纹的。而镗孔93的另一部分97有一个装杆25的空孔。调整垫74的镗孔94也是带螺纹的，而空的部分分别是98和99，后者供装杆26时使用。杆25的一端104有供穿入镗孔93的一致的螺纹，其余部分穿过镗孔93空的部分经过定子22的窗口46进入小车12。杆26和26防止电枢在定子22内转动。用螺丝刀在杆25和26末端的缺口27上将杆固定到位。
每个线轴66，68和70的法兰部分86和88在其外形面上都车有细槽110。与槽52一样，在线轴法兰部分上的每条细槽的截面为一底角约70°的等腰梯形和一个。008吋的短底边或谷112，即图6中的R“C”，一个。008吋的顶部114，即图6中的“d”，一个谷112的经向深度为0.0075，即图6中的f。除了槽90处之外每个细槽110指定一个与电枢24的轴相垂直的某个平面。在线轴70的法兰86和88上细槽与定子上的细槽有一均匀的步距。在线轴68的法兰86和88上的细槽亦以与细轴27上细槽同样的均匀的步距为其间距，但超前1/3步。在线轴的法兰86和88的细槽其间距与另两个线轴上均匀的步距亦相同，但再超前1/3步距。线轴66，68和70每个都是用高导磁率而加工性能又很好的，象C-1214FM钢制成的。轴承62和64都用低导磁率的如932一类的青铜制成的。调整垫72和74都用低导磁率材料如黃铜，亦用黃铜来制作心轴和杆25和26。换言之，如前面讨论到的那样，调整垫亦可用932青铜来做，具直径与轴承62和64相等，以便对定子22中的电枢24加強其导向作用。
从线轴66，68，70法兰的环形表面径向向内的每一细槽110的深度大约为0.0075吋。靠近轴承64处线轴70的法兰88上的细槽比标准的0.008吋更宽些，且伸入越过线轴70和轴承64之间的交界面111（参阅图6）。形成一个更宽的梯形槽。这一轴承/线轴界面处的凹槽，保证轴承62和64轴承表面全部都是黃铜，其中不包括轴承和相邻线轴向的连接焊料或线轴上的钢。
如图6中所示，靠近轮体84的线轴70上，法兰的边缘89往里切深些，形成一倒角，与之相对应的边缘91亦以同样方式倒个角，在线轴66和68的相似的边缘上也都倒个角。这个倒角使线轴66，68，70的轮体上绕线时更方便些，因此线不会受尖的边缘的划伤。
仍请看图2，其中有一小车12的正视图，其中有二个用来分别接受杆25和26的孔120和122。
现在请看图5，能看到每个孔120和122在孔壁上有条沟124以便分别让线轴66和70中的导线出入。第3个孔126在120和122之间，供线轴68的导线出入。现在请参阅图4，能看到面对定子22的小车12表面128是一个具有与定子表面有同样曲率的凹面。凹面128中心处的凸出部伸入定子22侧墙的窗口中去，与窗口46形成一种配合。孔120和122通过凸出部130凸入其内。凸出部130的侧向缓冲132和134分别从孔120和122中伸出来，并且具备与窗口46两端45和47一致弧度的圆形表面。侧向缓冲132和134为由电枢驱动的小车作轴向移动时提供可靠的制动。沟124和孔120和122均在侧向缓冲132和134两端之内，所以当小车停靠在窗口两端的45和47处时来自线轴66和70的电线仍受其保护。装配孔140和142，供往小车12上安装读写头时使用（未示）。本发明就是这样做的。小车的每一面上都可装上一组头，或小车上只装上一组头。
再请参阅图4，小车有一车体146，从那里伸出一条腿144。如图1所示：腿144备有一面能将电缆16固定在其上的盖板14。最好腿144不要触及底板30。如要求这样做，它可以挨在底板上。小车12有一带腿144的车体146。请再参阅图2，能看到小车12的车体146的两端148和150超出了窗口46的两个边，所以当电枢24从一个位置滑到另一个位置时，端部148和150与定子22侧墙保持紧密接触总是盖住窗口46致使用密封来保护电枢免受灰尘之害。
请再参阅图2，能看到轴承62和64的环状表面直接放在定子22内壁44的表面上，亦直接处在定子22内壁细槽52的顶部57上。因为轴承62和64的直径大于电枢的其它部分的直径，所以当电枢24在定子22沿轴向移动时，全由轴承62和64来支承。通过对步距，左右摆动，前后晃动和倾斜的控制，轴承62和64为电枢24在定子22内移动提供了最佳的导引作用。从电枢24经窗口46伸出来并插入小车12内的杆25和26，防止了电枢24的转动，而在小车12曲面上的突出部分，充分地为电枢的轴向移动提供了无轴承的支持。这样一来，本发明提供了一个完全密封的头定位仪10，没有任何多余的伸在定子外面的辅助支承机构，使电枢24的移动更轻便。端盖14盖住了孔120和122次及126，并夹住板14和车体146之间的电缆16和腿144。
小车12由聚碳酸酯类的材料制成，盖14由戴林（DelHN）塑料制成，电缆16是一条蚀刻成的电缆，它是将铜皮夹在二层聚酰亚胺薄膜之间或夹在其它耐温膜之间。用蚀刻好的铜线将线轴66，68和70经车体146与外电源接通，连接电缆16非常软，不会拖累小车12的移动。
在图2中能看到小车12，杆25和26，电枢24和定子22的组装部件。线轴66，68和70的线圈引线在沟90内，而电枢24已滑入定子22之内。电枢24转到线圈引线能从窗口46拉出为止。然后将杆25和26通过窗口46插入调整垫的镗孔93和94中去。将螺丝刀（未示）放在杆26和26末端27处将其紧到位，来自线轴66的线圈导线插入小车的镗孔120，并放入孔120的沟124内。线轴68上线圈的引线插入小车镗孔126中，线轴70上线圈的引线插入镗孔126中，并放在孔122的沟124中。然后小车12靠杆25和26滑动，因此突出部分滑入窗口46中，又凹面128紧贴在定子22的外侧。线圈的引线均接触电缆16，并将端盖14放好，完成组装。然后将组装好的执行机构20，小车12以及电缆16放到底座28上，再可将成组的读写头装到小车12上去。从图2和图6中亦能看到定子22内电枢24的移动和执行机构的运行情况。轴承62和64的外经比线轴66的和70的法兰86和88上的细槽110的顶部114的外经略大些，约大出0.002吋（图6中的尺寸“g”）。轴承62和64就如此直接安放在定子22内壁44的平面54与56以及细槽52的顶部57上。轴承62和64在细槽52的顶部57与细槽110的顶部之间保持一个最小的间隙。细槽52的谷58与细槽110的谷112之间的空隙比顶部57和114之间间隙要大些。这样一来，当线轴66，68和70中间的一个线圈通电时，磁场使磁通从输体84，经法兰84和86，穿过顶部57和114之间较小，间隙到达定子22上，因为那里的磁阻较低。谷58与112之间的较大的空隙具备一个较大的阻抗使磁通集中到顶部57和114的地方。因为线轴66，68和70及定子22都是由高导磁材料做成的而邻近的轴承和调整垫的导磁率均很低，将线轴产生的大部分磁通都约束在该线轴和定子22的邻近部分之内。如果线轴66的顶部114没与定子22的顶部57对齐，一旦线轴66通电后磁场产生的磁通将把顶部57与顶部114对齐。很明显，相邻线轴间的趋前量，将导致各线轴在离散的轴向位置上，与定子22的依次对齐。这样一来通过依次对线轴66，68和70通电，电枢24可以沿定子22以离散的轴向步距前进。
将轴承62和64设计成能使电枢24在定子22的内壁44中平坦地区54和56和细槽52顶部57上平稳地滑动。在具体的装置中轴承62和64的直径与内壁44直径之差是0.002至0.004吋。这一间隙必须尽可能的小，方能使滑动平稳，然而应付电枢通电后产生的热使轴承热膨胀亦足足有余。如若间隙太小，热膨胀能造成咬合。如果间隙太大，则空隙会带来偏心，即轴承62和64与内壁44之间的间隙一边是零，另一边为二倍的同心间隙，当通电时，偏心会带来附加的负荷，结果使摩擦增加和执行机构的精度下降。
在运行时，将插头18接在一合适的电源（未示），以便有选择地接通线轴66，68和70上的线圈，产生一个磁场，使细槽52和110的顶部57和114分别对齐。
杆25和26将电枢24与小车12连在一起，此后者将随电电枢而移动。小车12的突出部分插入定子22的窗口46中，有助于窗口46的密封。小车12的外缘148和150盖住整个窗口46，所以能使电枢24和定子22内部不受尘埃浸入。本发明提供了一个供磁盘存储器读写头组使用的、精确、可靠且密封封良好的定位仪。
介绍本发明时，应明了某个具体的装置的技能，经某些更改后，仍不会超出本发明的范畴。因此，本发明除下面作出声明之外，无须试图加以限制。