CN103227531B - 弧形旋转直线运动电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弧形旋转直线运动电机，包括电机定子组件、电机转子、运动螺杆、机架以及负载。电机定子组件包括至少一个电机定子及其定子座，定子座固定在机架上，电机转子的一端在机架上转动，负载设置在运动螺杆的一端，电机转子包括导电外圈、导磁内圈以及转子轴，导电外圈设置在导磁内圈的外表面，导磁内圈设置在转子轴的外侧面。运动螺杆设置在转子轴内，在转子轴内设有可与运动螺杆相互啮合的内螺纹。电机定子与电机转子通过气隙磁场作用使得电机转子产生旋转运动，转子轴通过螺纹啮合带动运动螺杆产生直线运动，并带动负载一起直线运动。本发明直接驱动负载做直线运动，省去了中间传动环节，具有结构简单、紧凑、效率高等特点。

Description

弧形旋转直线运动电机

技术领域

本发明属于直线电机技术领域，特别涉及一种弧形旋转直线运动电机。

背景技术

许多机械装置需要旋转或直线运动，一般均通过旋转电机或直线电机来达到。而通过旋转电机与丝杆连接来产生直线运动的装置由于受到丝杆的强度和机械加工长度的限制，对于诸如几百上千吨位的摩擦压力机类的锻压机械，就无能为力了，就只能通过大飞轮储能再与摩擦轮相结合，然后通过丝杆把旋转运动转换为直线运动。这种结构方式不仅效率低，而且整个系统结构复杂易损。如果直接采用通用直线电机来驱动诸如几百上千吨位的摩擦压力机类的锻压机械又受到成本造价和自锁要求的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种传动机构简单、布置灵活、磨损小、系统效率高、控制方便、智能化程度高的弧形旋转直线运动电机，特别适合在一些诸如摩擦压力机上。

本发明是这样实现的，提供一种弧形旋转直线运动电机，包括电机定子组件、电机转子、运动螺杆、机架以及负载，电机定子组件包括至少一个电机定子以及固定电机定子的定子座，定子座固定在机架上，电机转子的一端在机架上转动，负载设置在运动螺杆的一端，电机转子包括导电外圈、导磁内圈以及转子轴，导电外圈设置在导磁内圈的外表面，导磁内圈设置在转子轴的外侧面；运动螺杆设置在转子轴内，在转子轴内设有可与运动螺杆相互啮合的内螺纹；电机定子与电机转子通过气隙磁场作用使得电机转子产生旋转运动，转子轴通过螺纹啮合带动运动螺杆产生直线运动，并带动负载一起直线运动。

进一步地，电机定子组件、电机转子以及运动螺杆分别与机架的安装平面垂直，在电机转子与机架之间设置有下轴承，电机转子通过下轴承可在机架上转动。

进一步地，弧形旋转直线运动电机还设有电机端盖，电机端盖固定在定子座上端且可遮盖电机转子的端部，在电机端盖与电机转子之间设置有上轴承。

进一步地，电机定子组件包括两个电机定子，两个电机定子分别设置在电机转子的外侧，每个电机定子包括定子铁芯以及定子绕组。

具体地，电机定子设有与电机转子外圆周表面相配合的弧形面，在弧形面上设有若干定子槽，每个定子槽沿平行于运动螺杆的轴线方向设置，定子绕组设置在定子槽内。

进一步地，导电外圈是1-3mm的导电金属。

进一步地，导磁内圈是5-10mm的导磁金属。

进一步地，导磁内圈和导电外圈由爆炸焊复合而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该弧形旋转直线运动电机既可作为旋转运动电机又可作为直线运动电机，特别适用于电机与负载合二为一的场合及直线运动需自锁的装置上。本发明可以直接驱动负载做直线运动，省去了中间传动环节，具有结构简单、紧凑、精度高、效率高、控制容易等特点，而且，成本低、故障少，维修方便。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的主视示意图；

图2为图1省略电机端盖后的俯视示意图；

图3为图1中电机定子M截面的展开示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一同参照图1至图3所示，是本发明的一个较佳实施例，本实施例的弧形旋转直线运动电机包括电机定子组件1、电机转子2、运动螺杆3、机架4、下轴承5以及负载6。

电机定子组件1、电机转子2以及运动螺杆3竖直设置，且分别与机架4的安装平面垂直。在电机转子2与机架4之间设置有下轴承5，电机转子2通过下轴承5可在机架4上转动。电机转子2的一端在机架4上转动，负载6设置在运动运动螺杆3的一端。

电机定子组件1包括至少一个电机定子11以及固定电机定子11的定子座12，定子座12固定在机架4上。在本实施例中，电机定子组件1包括两个电机定子11，两个电机定子11分别设置在电机转子2的外侧，且以电机转子2的轴线为对称轴对称设置。每个电机定子11包括定子铁芯13以及定子绕组14。电机定子11设有与电机转子2外圆周表面相配合的弧形面15，弧形面15与电机转子2外圆周表面之间设有间隙16。在弧形面15上设有若干定子槽17，每个定子槽17沿平行于运动螺杆3的轴线方向设置，定子绕组14设置在定子槽17内。

电机转子2包括导电外圈21、导磁内圈22以及转子轴23，导电外圈21设置在导磁内圈22的外表面，导磁内圈22设置在转子轴23的外侧面。运动螺杆3设置在转子轴23内。在转子轴23内设有可与运动螺杆3相互啮合的内螺纹。

电机定子11与电机转子2通过气隙磁场作用使得电机转子2产生旋转运动，转子轴23通过螺纹啮合带动运动螺杆3产生直线运动，并带动负载6一起直线运动。可以理解，运动螺杆3上设置的螺纹既可以是梯形螺纹，也可以是其它重载螺纹。

在本实施例中，导电外圈21是1-3mm的导电金属，例如：铜片。导磁内圈22是5-10mm的导磁金属，例如：铁片或矽钢片。导磁内圈22和导电外圈21由爆炸焊复合固定而成。

本实施例的弧形旋转直线运动电机还设有电机端盖7，电机端盖7固定在定子座11上端且可遮盖电机转子2的端部。在电机端盖7与电机转子2之间设置有上轴承8。电机转子2可在上轴承8与下轴承5之间自由转动。下轴承5为平面轴承，上轴承8也可以采用平面轴承。设置电机端盖7即可以防止电机转子2转动时异物进入，其中起到遮蔽保护作用，又可以防止电机转子2随运动螺杆3向上运动。

当电机定子绕组14通入交变电流后，会产生沿圆周方向旋转的磁场，可驱动电机转子2作旋转运动，而电机转子2的旋转即为转子轴23旋转，转子轴23的旋转带动运动螺杆3作上下直线运动，带动负载6上下直线运动。分别改变两台直线电机的旋转磁场方向，可以轻易控制并实现对电机转子2的旋转加速和减速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种弧形旋转直线运动电机，包括电机定子组件、电机转子、运动螺杆、机架以及负载，所述电机定子组件包括至少一个电机定子以及固定电机定子的定子座，所述定子座固定在所述机架上，所述电机转子的一端在所述机架上转动，所述负载设置在所述运动螺杆的一端，其特征在于，所述电机转子包括导电外圈、导磁内圈以及转子轴，所述导电外圈设置在导磁内圈的外表面，所述导磁内圈设置在转子轴的外侧面；所述运动螺杆设置在所述转子轴内，在所述转子轴内设有可与所述运动螺杆相互啮合的内螺纹；所述电机定子与电机转子通过气隙磁场作用使得所述电机转子产生旋转运动，所述转子轴通过螺纹啮合带动所述运动螺杆产生直线运动，并带动所述负载一起直线运动；所述电机定子组件、电机转子以及运动螺杆竖直设置，且分别与机架的安装平面垂直；所述至少一个电机定子具体地为两个电机定子，两个电机定子分别设置在电机转子的外侧，且以电机转子的轴线为对称轴左右对称设置，每个所述电机定子包括定子铁芯以及定子绕组；在所述电机转子与机架之间设置有下轴承，所述电机转子通过所述下轴承可在所述机架上转动；所述弧形旋转直线运动电机还设有电机端盖，所述电机端盖固定在所述定子座上端且可遮盖所述电机转子的端部，在所述电机端盖与电机转子之间设置有上轴承。

2.如权利要求1所述的弧形旋转直线运动电机，其特征在于，所述电机定子设有与所述电机转子外圆周表面相配合的弧形面，在所述弧形面上设有若干定子槽，每个所述定子槽沿平行于所述运动螺杆的轴线方向设置，所述定子绕组设置在所述定子槽内。

3.如权利要求1所述的弧形旋转直线运动电机，其特征在于，所述导电外圈是1-3mm的导电金属。

4.如权利要求1所述的弧形旋转直线运动电机，其特征在于，所述导磁内圈是5-10mm的导磁金属。

5.如权利要求1所述的弧形旋转直线运动电机，其特征在于，所述导磁内圈和导电外圈由爆炸焊复合而成。