CN109104066B - 一种直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直线电机，其主要包括定子、三块磁铁、动子、三组带铁芯线圈绕组、三个导轨以及三个滑块。所述三组带铁芯线圈和磁铁成环状相互之间的磁吸力可以抵消，最后作用在支撑导轨和滑块上的磁吸力很小，导轨和滑块的阻力较小从而使能量损失少，响应速度快。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种直线电机。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。
目前的直线电机有3种类型：平板型直线电机、U型槽式直线电机和圆柱形直线电机。
其中，平板型直线电机的一种是平板状定子和动子，定子和动子之间径向有强大的磁吸力，因此动子需要比较复杂的支撑导轨，定子和动子之间的磁吸造成摩擦力的增大从而造成能量的损失，而且支持的导轨要求强度和接触间隙都比较高。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提出一种直线电机，解决了现有技术中直线电机的径向磁吸引起能量损失、支撑结构复杂的技术问题，达到了无径向磁吸力、能量损失小的技术效果。
一种直线电机，包括：
定子，为管状，其内部具有中空空间；
三块磁铁，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述定子的内壁，围成环形；
动子，为管状，设置在所述三块磁铁围绕的空间内，并与所述定子同轴；
三组带铁芯线圈绕组，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述动子的外侧，且与所述三块磁铁一一对应；
三个导轨，分别设置在所述三块磁铁的间隔处，所述三个导轨与所述定子固接；
三个滑块，分别设置在所述三组带铁芯线圈绕组的间隔处，所述三个滑块与所述动子固接，并且分别与所述三个导轨滑动连接。
作为上述直线电机的进一步改进，所述三个导轨与所述定子一体成型。
作为上述直线电机的进一步改进，所述三个导轨为所述定子上凸出的加强筋。
作为上述直线电机的进一步改进，所述导轨包括一顶面和两侧面，所述两侧面平行相对设置，从所述定子内表面竖起，所述顶面的两端分别与所述两侧面的顶部连接；所述每个滑块包括对称设置在滑块两端的第一滚轮以及设置在所述滑块中部的第二滚轮；其中，所述对称的第一滚轮分别与所述两侧面接触，可在所述两侧面上滚动；所述第二滚轮与所述顶面接触，可在所述顶面上滚动。
作为上述直线电机的进一步改进，所述动子内部具有一容纳空间。
相比于现有技术，本发明所述的直线电机至少具有如下技术效果：
1、本发明通过在定子内部设置三段围成环形的磁铁及线圈绕组，使定子和动子之间的径向磁吸力互相抵消，减少了电机工作过程中的能量损失。
2、采用三段间隔的磁铁所以形成的结构较为稳定，且会不占用过多的空间。
3、所述动子通过外侧与定子配合产生动力，其内部留有的容纳空间可以安装并支撑其它的部件，可减少支撑机构的使用，其结构简单且紧凑。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述直线电机的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大示意图。
具体实施方式
本发明提供了提出一种直线电机，解决了现有技术中直线电机的径向磁吸引起能量损失、支撑结构复杂的技术问题，达到了无径向磁吸力、能量损失小的技术效果。
请参阅附图，附图中显示了本发明所述直线电机的一个实施例。然而，本发明可体现为多种不同的形式，并且不应理解为限于本文中所提出的特定实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另外限定，否则，本文中所使用的术语(包括技术性和科学性术语)应理解为具有与本发明所属的领域中的技术人员通常所理解的意义相同的意义。而且，要理解的是，本文中所使用的术语应理解为具有与本说明书和相关领域中的意义一致的意义，并且不应通过理想的或者过度正式的意义对其进行解释，除非本文中明确这样规定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，图1为本发明所述直线电机的结构示意图。
一种直线电机，其主要包括定子1、三块磁铁2、动子3、三组带铁芯线圈绕组4、三个导轨5以及三个滑块6。
以下分别对本实施例直线电机的各个组成部分进行详细描述。
定子1，为管状，其内部具有中空空间。所述定子1作为电功率输入端的初级，具体地，所述定子1为圆管状，其内部形成用于容纳其它部件的中空空间。
三块磁铁2，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述定子1的内壁，围成环形。具体，所述三块磁铁为永久磁铁，三块磁铁2的弧度均相同，其所围成的环形与所述定子1同轴。具体地，所述磁铁2的弧度可以根据电机的实际结构空间大小而定，在本实施例中，所述每块磁铁2的弧度为80°。
动子3，为管状，设置在所述三块磁铁2围绕的空间内，并与所述定子1同轴。所述动子3作为磁场产生的次级，产生磁场后可沿轴向直线运动。
作为优选的实施例，所述动子3内部具有一容纳空间，在使用时，可以在该容纳空间安装其它部件，可减少支撑机构的使用，使电机内部结构简单且紧凑。
三组带铁芯线圈绕组4，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述动子3的外侧，且与所述三块磁铁2一一对应，其弧度与所述磁铁2相同。
三个导轨5，分别设置在所述三块磁铁2的间隔处，所述三个导轨5与所述定子1固接。所述导轨5沿着所述定子1的轴向设置，为所述动子3的支撑结构之一。
作为优选的实施例，所述三个导轨5与所述定子1一体成型，使电机的内部结构更加紧凑稳定，减少能量的损失。具体地，所述三个导轨5为所述定子1上凸出的加强筋，既可以加强定子1的刚度，同时也作为导轨5使用，使电机内部结构更加简单，空间更大。
三个滑块6，分别设置在所述三组带铁芯线圈绕组4的间隔处，所述三个滑块6与所述动子3固接，并且分别与所述三个导轨5滑动连接。所述三个滑块6作为所述动子3的另一支撑结构，与所述导轨5共同支撑动子3，使动子3可以在定子1内部进行轴向直线运动。
如图2所示，图2为图1中A的局部放大示意图。
作为优选的实施例，所述导轨5包括一顶面51和两侧面52，所述两侧面52平行相对设置，从所述定子1内表面竖起，所述顶面51的两端分别与所述两侧面51的顶部连接；所述每个滑块6包括对称设置在滑块6两端的第一滚轮61以及设置在所述滑块6中部的第二滚轮62；其中，所述对称的第一滚轮61分别与所述两侧面52接触，可在所述两侧面52上滚动；所述第二滚轮62与所述顶面51接触，可在所述顶面51上滚动。该结构的滑块6夹持着所述导轨5，并且采用三个滚轮同时在导轨5上滚动，其结构稳定，减轻了单个滚轮的压力，使用寿命更加长。
工作原理：本发明定子1和动子3同轴同心，通电时，所述带铁芯线圈绕组4产生磁通与磁铁2之间产生斥力，从而使动子3进行轴向移动。由于所述三组带铁芯线圈和磁铁成环状相互之间的磁吸力可以抵消，最后作用在支撑导轨5和滑块6上的磁吸力很小，导轨5和滑块6的阻力较小从而使能量损失少，响应速度快。
相比于现有技术，本发明所述的直线电机至少具有如下技术效果：
1、本发明通过在定子内部设置三段围成环形的磁铁及线圈绕组，使定子和动子之间的径向磁吸力互相抵消，减少了电机工作过程中的能量损失。
2、采用三段间隔的磁铁所以形成的结构较为稳定，且会不占用过多的空间。
3、所述动子通过外侧与定子配合产生动力，其内部留有的容纳空间可以安装并支撑其它的部件，可减少支撑机构的使用，其结构简单且紧凑。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种直线电机，其特征在于，包括：
定子，为管状，其内部具有中空空间；
三块磁铁，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述定子的内壁，围成环形；
动子，为管状，设置在所述三块磁铁围绕的空间内，并与所述定子同轴；
三组带铁芯线圈绕组，其截面为圆弧形，等间隔贴合在所述动子的外侧，且与所述三块磁铁一一对应；
三个导轨，分别设置在所述三块磁铁的间隔处，所述三个导轨与所述定子固接；
三个滑块，分别设置在所述三组带铁芯线圈绕组的间隔处，所述三个滑块与所述动子固接，并且分别与所述三个导轨滑动连接；
所述导轨包括一顶面和两侧面；所述两侧面平行相对设置，从所述定子内表面竖起，所述顶面的两端分别与所述两侧面的顶部连接；所述每个滑块包括对称设置在滑块两端的第一滚轮以及设置在所述滑块中部的第二滚轮；其中，所述对称的第一滚轮分别与所述两侧面接触，可在所述两侧面上滚动；所述第二滚轮与所述顶面接触，可在所述顶面上滚动。
2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：所述三个导轨与所述定子一体成型。
3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：所述三个导轨为所述定子上凸出的加强筋。
4.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：所述动子内部具有一容纳空间。
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