CN107171529A - 结构紧凑型微型直线电机 - Google Patents

Abstract

一种结构紧凑型微型直线电机，包括壳体、线轨、滑块、动子装置、定子装置和编码器装置。所述线轨固定在壳体上，所述滑块与线轨咬合从而能够沿线轨滑动。所述动子装置包括线架、线圈、出轴以及光学尺，所述线架固定在滑块上，所述线圈、出轴以及光学尺固定在线架上，所述出轴相对于壳体具有伸出和缩回两种位置状态。所述定子装置包括成对的磁轭以及磁铁，所述磁轭固定在壳体上，所述磁铁贴在磁轭上，所述线圈配置在两磁铁之间。所述编码器装置包括固定在壳体内的读数头，读数头设置在光学尺旁侧。所述出轴和读数头配置于壳体内、线架的同一侧且在滑块滑动的前后方向上呈串行分布。本发明整体结构紧凑，节省空间。

Description

结构紧凑型微型直线电机

技术领域

本发明涉及一种直线电机，尤其是一种结构紧凑型微型直线电机。

背景技术

直线电机可直接驱动负载作直线运动，无需回转式电机在转换成直线运动时所需的一套转换机构，直线电机也可直接驱动盘式机械作低速旋转运动而无需齿轮变换装置，因而电机具有结构简单、节约能源、功效高等特点。近年来直线电机的发展主要有如下特点：直线电机新产品研制较多，新原理直线电机不断出现，微特型电机发展较快。

随着自动控制技术和微型计算机应用的发展，微型直线电机有了较大发展，这是一种小型的增量直线电机，主要用在计算机外设、自动化仪器仪表以及需要精密直线位移和运动的机械手及机器人中，在需要精密直线运动的自动化仪器设备中采用微特型直线可做到精度高、反应灵敏、快速性好，仪器设备总体结构简单、体积小、成本低，因而是一种大有发展前途的直线电机。但是现有微型直线电机中的内部元件排布仍显复杂。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种结构紧凑型微型直线电机，所述直线电机结构紧凑且运行稳定方便，精度高，可对力量、位置、加速度以及速度进行精准控制，很高的电机精准性及重复性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结构紧凑型微型直线电机，包括壳体、线轨、滑块、动子装置、定子装置和编码器装置，所述线轨固定在壳体上，所述滑块与线轨咬合从而能够沿线轨滑动，所述动子装置包括线架、线圈、出轴以及光学尺，所述线架固定在滑块上，所述线圈、出轴以及光学尺固定在线架上，所述出轴相对于壳体具有伸出和缩回两种位置状态，所述定子装置包括成对的磁轭以及磁铁，所述磁轭固定在壳体上，所述磁铁贴在磁轭上，所述线圈配置在两磁铁之间，所述编码器装置包括固定在壳体内的读数头，读数头设置在光学尺旁侧，所述出轴和读数头配置于壳体内、线架的同一侧且在滑块滑动的前后方向上呈串行分布。

作为本发明的进一步改进，所述动子装置还包括出轴支撑座，所述出轴通过出轴支撑座固定在线架上。

作为本发明的进一步改进，所述编码器装置还包括读数头支架，所述读数头通过读数头支架固定在壳体上。

作为本发明的进一步改进，所述线圈和出轴设置于线架的两侧，所述线架于出轴的一侧设有限位边，所述光学尺设置于线架的限位边内。

作为本发明的进一步改进，包括限位结构，所述限位结构系：所述线架的一端与壳体接触时，另一端不与壳体接触。

作为本发明的进一步改进，所述线圈至少为一个，所述磁铁至少为一对永磁铁。

作为本发明的进一步改进，所述线圈为三个线圈形成的三相线圈，所述磁铁为五对永磁铁。

作为本发明的进一步改进，还包括散热板，所述散热板安装于壳体靠近线圈一侧的侧壁上。

作为本发明的进一步改进，还包括衬套，所述衬套固定在壳体上用于出轴穿出的位置。

作为本发明的进一步改进，所述线圈通过灌胶封装的方式固定在线架上。

本发明的有益效果是：本发明通过出轴和读数头配置在壳体内、线架的同一侧且在滑块滑动的前后方向上呈串行分布，从而为整体结构节省空间，运行稳定方便，精度高，可对力量、位置、加速度以及速度进行精准控制，很高的电机精准性及重复性。

附图说明

图1为本发明结构紧凑型微型直线电机的立体分解图。

图2为本发明结构紧凑型微型直线电机的动子装置的示意图。

图3为本发明结构紧凑型微型直线电机的线圈与定子装置组合的俯视图。

图4为本发明结构紧凑型微型直线电机的线圈与定子装置组合的正视图。

图5为本发明结构紧凑型微型直线电机的立体组合图。

图6为图5另一角度的视图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---壳体 2---线轨

3---滑块 4---线架

5---线圈 6---出轴

7---光学尺 8---磁轭

9---磁铁 10---读数头

11---出轴支撑座 12---读数头支架

13---散热板 14---衬套

15---电源线

具体实施方式

一种结构紧凑型微型直线电机，包括壳体1、线轨2、滑块3、动子装置、定子装置和编码器装置。所述线轨2固定在壳体1上，所述滑块3与线轨2咬合从而能够沿线轨2滑动。所述动子装置包括线架4、线圈5、出轴6以及光学尺7，所述线架4固定在滑块3上，所述线圈5、出轴6以及光学尺7固定在线架4上，所述出轴6相对于壳体1具有伸出和缩回两种位置状态。所述定子装置包括成对的磁轭8以及磁铁9，所述磁轭8固定在壳体1上，所述磁铁9贴在磁轭8上，所述线圈5配置在两磁铁9之间。所述编码器装置包括固定在壳体1内的读数头10，读数头10设置在光学尺7旁侧。所述出轴6和读数头10配置于壳体1内、线架4的同一侧且在滑块3滑动的前后方向上呈串行分布。

优选实施方式中，出轴6与线架4的固定方式是：所述动子装置还包括出轴支撑座11，所述出轴6通过出轴支撑座11固定在线架4上。

优选实施方式中，读数头10与壳体1的固定方式是：所述编码器装置还包括读数头支架12，所述读数头10通过读数头支架12固定在壳体1上。

优选实施方式中，光学尺7与线架4的固定方式是：所述线圈5和出轴6设置于线架4的两侧，所述线架4于出轴6的一侧设有限位边，所述光学尺7设置于线架4的限位边内。

本发明结构紧凑型微型直线电机还包括限位结构，所述限位结构系：所述线架4的一端与壳体1接触时，另一端不与壳体1接触。限位结构使线架4在移动行程的末端进行机械限位，从而限制行程。

所述线圈5至少为一个，所述磁铁9至少为一对永磁铁。

优选实施方式中，所述线圈5为三个线圈形成的三相线圈，所述磁铁9为五对永磁铁，即，三相电机。根据本发明的微型直线电机的功率范围，也可以使用任何其他的磁铁对数与线圈个数配合使用，形成不同参数性能的电机。

本发明结构紧凑型微型直线电机还包括散热板13，所述散热板13安装于壳体1靠近线圈5一侧的侧壁上，靠近热源，便于散热。

本发明结构紧凑型微型直线电机还包括衬套14，所述衬套14固定在壳体1上用于出轴6穿出的位置，起到保护作用。

优选实施方式中，所述线圈5通过灌胶封装的方式固定在线架4上。

本发明的工作原理为：所述电源线15与线圈5的出线连接，动子装置中的线圈5在定子装置产生的磁场中移动，线架4和滑块3一起沿着固定在壳体1上的线轨2前后滑动，从而带动出轴6具有伸出和缩回两种位置状态。由于产生的电动势相对于动子装置的出轴6是线性的，动子装置在磁场的驱使下做线性运动，通过编码器装置反馈信号完成电机的控制。读数头10用于读取光学尺7，以确定出轴6的位置状态。能够准确无误地反馈读取的信号，就需要选择适用光学尺的编码器装置读数头，且光学尺与读数头的相对位置在预定尺寸。

本发明通过所述出轴6和读数头10配置在壳体1内、线架4的同一侧且在滑块3滑动的前后方向上呈串行分布，从而为整体结构节省空间，运行稳定方便，精度高，可对力量、位置、加速度以及速度进行精准控制，很高的电机精准性及重复性。

Claims (10)

1.一种结构紧凑型微型直线电机，包括壳体、线轨、滑块、动子装置、定子装置和编码器装置，所述线轨固定在壳体上，所述滑块与线轨咬合从而能够沿线轨滑动，所述动子装置包括线架、线圈、出轴以及光学尺，所述线架固定在滑块上，所述线圈、出轴以及光学尺固定在线架上，所述出轴相对于壳体具有伸出和缩回两种位置状态，所述定子装置包括成对的磁轭以及磁铁，所述磁轭固定在壳体上，所述磁铁贴在磁轭上，所述线圈配置在两磁铁之间，所述编码器装置包括固定在壳体内的读数头，读数头设置在光学尺旁侧，其特征是：所述出轴和读数头配置于壳体内、线架的同一侧且在滑块滑动的前后方向上呈串行分布。

2.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述动子装置还包括出轴支撑座，所述出轴通过出轴支撑座固定在线架上。

3.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述编码器装置还包括读数头支架，所述读数头通过读数头支架固定在壳体上。

4.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述线圈和出轴设置于线架的两侧，所述线架于出轴的一侧设有限位边，所述光学尺设置于线架的限位边内。

5.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：包括限位结构，所述限位结构系：所述线架的一端与壳体接触时，另一端不与壳体接触。

6.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述线圈至少为一个，所述磁铁至少为一对永磁铁。

7.根据权利要求6所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述线圈为三个线圈形成的三相线圈，所述磁铁为五对永磁铁。

8.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：还包括散热板，所述散热板安装于壳体靠近线圈一侧的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：还包括衬套，所述衬套固定在壳体上用于出轴穿出的位置。

10.根据权利要求1所述的结构紧凑型微型直线电机，其特征是：所述线圈通过灌胶封装的方式固定在线架上。