CN109341920B - 直线电机法向力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直线电机法向力检测装置。该法向力检测装置，包括基板、托板、压力检测部件，所述托板与所述基板之间滑动连接，所述基板用于固定直线电机具有的初级，所述托板用于固定直线电机具有的次级，所述压力检测部件处于所述托板与所述基板之间以检测所述初级与次级之间的法向力。根据本发明的一种直线电机法向力检测装置，结构极为简单、组装极为方便，能够精确检测直线电机的法向力。

Description

直线电机法向力检测装置

技术领域

本发明属于电机性能测试技术领域，具体涉及一种直线电机法向力检测装置。

背景技术

直线电机是一种将电磁能直接转换成直线运动机械能的电磁装置，不需要中间传动环节即可直接驱动负载运转，具有结构简单、定位精度高、响应速度快和灵敏度高等的特点，广泛应用于机床、交通运输、光刻精密器械等领域。

法向力(也即直线电机初级与次级彼此之间的吸力)是衡量直线电机性能参数的重要指标之一，因此对直线电机的法向力进行精确检测是评估直线电机性能、优化直线电机结构过程中极为重要的环节之一。因此，有必要设计一种能够对直线电机的法向力进行精确检测的装置。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种直线电机法向力检测装置，结构极为简单、组装极为方便，能够精确检测直线电机的法向力。

为了解决上述问题，本发明提供一种直线电机法向力检测装置，包括基板、托板、压力检测部件，所述托板与所述基板之间滑动连接，所述基板用于固定直线电机具有的初级，所述托板用于固定直线电机具有的次级，所述压力检测部件处于所述托板与所述基板之间以检测所述初级与次级之间的法向力。

优选地，所述托板与所述基板之间通过滑轨组件滑动连接。

优选地，所述滑轨组件包括滑块、直线导轨，所述直线导轨与所述基板固定连接，所述滑块处于所述托板与所述直线导轨之间，且所述滑块与所述托板固定连接，所述滑块与所述直线导轨滑动连接。

优选地，所述滑块与所述托板之间夹设所述压力检测部件。

优选地，所述滑块至少两个，至少两个所述滑块对应支撑于所述托板处于所述直线导轨滑动引导方向上的两端。

优选地，所述滑轨组件有两组，分别间隔对称处于所述托板的两侧，以形成所述初级与所述次级相对设置的区域。

优选地，所述托板上构造有安装所述次级的安装槽。

优选地，所述直线电机法向力检测装置还包括次级固定板，所述次级通过所述次级固定板与所述安装槽连接。

优选地，所述直线电机法向力检测装置还包括第一气隙调整垫，所述第一气隙调整垫处于所述安装槽槽底壁与所述次级固定板之间，以调整所述次级与初级之间的气隙间距。

优选地，所述第一气隙调整垫采用非导磁材料制作。

优选地，所述次级固定板上构造有顶丝螺纹孔。

优选地，所述直线电机法向力检测装置还包括第二气隙调整垫，所述第二气隙调整垫处于所述初级与所述基板之间，以调整所述次级与初级之间的气隙间距。

优选地，所述压力检测部件包括称重式压力传感器。

优选地，所述直线电机法向力检测装置还包括供电部件，所述供电部件能够输送电能至所述直线电机及压力检测部件。

优选地，当所述供电部件给所述直线电机及压力检测部件供电时，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件的供电时间。

优选地，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件的供电时间0.5s～1.5s。

本发明提供的一种直线电机法向力检测装置，结构简单合理、组装快捷方便，能够极大地便利对直线电机法向力的检测过程，且由于采用机械结构对直线电机的初级、次级进行限定，采用位置固定的压力检测部件对所述直线电机的法向力进行直接实时检测，因此具有较高的检测精度。

附图说明

图1为本发明实施例的直线电机法向力检测装置的正视结构示意图；

图2为本发明实施例的直线电机法向力检测装置的立体结构示意图(部分剖视)；

图3为图1中的托板的立体结构示意图；

图4为图1中的第一气隙调整垫的立体结构示意图；

图5为图1中的次级固定板的立体结构示意图；

图6为图1中的压力检测部件的安装示意图。

附图标记表示为：

1、基板；2、托板；21、安装槽；3、压力检测部件；41、初级；42、次级；51、滑块；52、直线导轨；6、次级固定板；61、顶丝螺纹孔；71、第一气隙调整垫；72、第二气隙调整垫。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种直线电机法向力检测装置，包括基板1、托板2、压力检测部件3，所述托板2与所述基板1之间滑动连接，所述基板1用于固定直线电机具有的初级41，所述托板2用于固定直线电机具有的次级42，所述压力检测部件3处于所述托板2与所述基板1之间以检测所述初级41与次级42之间的法向力。该技术方案中的法向力检测装置，结构简单合理、组装快捷方便，能够极大地便利对直线电机法向力的检测过程，且由于采用机械结构对直线电机的初级41、次级42进行限定，采用位置固定的压力检测部件3对所述直线电机的法向力进行直接实时检测，因此具有较高的检测精度(经试验验证，精度可达0.01N)。

所述基板1与所述托板2之间的滑动连接，例如可以采用滚珠形成滚道实现，具体的，在所述基板1与托板2相对应的位置上分别设置滚道，滚道中装设滚珠或者滚柱，从而形成基板1与托板2的相对滑动，但是这种方式在加工工艺上较为复杂，因此，优选地，所述托板2与所述基板1之间通过滑轨组件滑动连接，具体的，所述滑轨组件包括滑块51、直线导轨52，所述直线导轨52与所述基板1固定连接，所述滑块51处于所述托板2与所述直线导轨52之间，且所述滑块51与所述托板2固定连接，所述滑块51与所述直线导轨52滑动连接，采用滑轨组件的方式一方面具有较高的导向稳定性，另一方面，在组装方面将更加便利。此时，在所述滑块51与所述托板2之间夹设所述压力检测部件3，从而使所述装置的结构更加紧凑。

为了保证所述托板2的运行稳定性，优选地，所述滑块51至少两个，至少两个所述滑块51对应支撑于所述托板2处于所述直线导轨52滑动引导方向上的两端，也即所述至少两个滑块51沿着所述托板2在所述直线导轨52滑动引导方向上间隔设置，更进一步地，所述滑轨组件有两组，分别间隔对称处于所述托板2的两侧，以形成所述初级41与所述次级42相对设置的区域，也即所述初级41及次级42处于两组滑轨组件之间的区域上，使所述装置的结构更加合理。此时，所述压力检测部件3可以布设多个，将多个所述压力检测部件3与所述多个滑块51对应设置，也即进行多点的检测，从而进一步能够提高所述装置的检测精度，例如，在最终法向力的力值确定上采用多个所述压力检测部件3的实测值的平均值。更为具体的，本实施例工采用了4个滑块51且对应安装有4个压力检测部件3，此时可以将4个所述压力检测部件3连接形成惠斯通电阻桥路，当法向力和直线电机负载加载在所述压力检测部件3上时，桥路输出与其重量成一定关系的电压值，经电路转换成负载重量进而可以计算出直线电机的实时法向力。

更进一步的，所述托板2上构造有安装所述次级42的安装槽21，从而使所述次级42能够安装于所述安装槽21内，进而使所述次级42能够穿过所述安装槽21的孔洞处于所述初级41相对，更为具体的，所述安装槽21具有朝向槽体内部延伸的槽底壁也即沉台以供所述次级42与之在竖直方向上的连接固定。最好地，所述直线电机法向力检测装置还包括次级固定板6，所述次级42通过所述次级固定板6与所述安装槽21连接，此时，可以将所述次级42提前与所述次级固定板6进行连接(例如栓接，通过图5所示的通孔)，之后再将所述次级固定板6与所述安装槽21紧固连接，更进一步的，所述沉台上设置相应的安装孔，此时所述次级固定板6与所述安装孔对应连接即可。

进一步地，所述直线电机法向力检测装置还包括第一气隙调整垫71，所述第一气隙调整垫71处于所述安装槽21槽底壁也即沉台与所述次级固定板6之间，以调整所述次级42与初级41之间的气隙间距，所述第一气隙调整垫71的设置，能够有效解决托板2与次级固定板6之间由于加工误差或者装配误差导致所述次级42与初级41之间的气隙不均或者气隙间距偏离预设值的问题，更为重要的是，由于所述次级固定板6直接架设于所述槽底壁上，而所述第一气隙调整垫71则介于所述次级固定板6与所述槽底壁之间，从而使气隙调整过程尤其方便，例如，仅需要将所述次级固定板6与所述槽底壁也即托板2脱离连接，然后将所述第一气隙调整垫71放置于所述槽底壁上后，再次将所述次级固定板6与所述托板2连接即可。最好的，所述直线电机法向力检测装置还包括第二气隙调整垫72，所述第二气隙调整垫72处于所述初级41与所述基板1之间，以调整所述次级42与初级41之间的气隙间距，其安装方法与所述第一气隙调整垫71类似，此处不再赘述。当然，所述第一气隙调整垫71、第二气隙调整垫72采用非导磁材料例如不锈钢、铝等制作。可以理解的是，所述第一气隙调整垫71、第二气隙调整垫72可以分别制作多个，且在厚度上分别不同(具体的厚度值根据直线电机气隙要求选用)，以增加所述装置的通用性。其中，所述第一气隙调整垫71的长度及宽度分别略小于所述安装槽21的槽底壁的对应的长度及宽度的0～1mm，所述第二气隙调整垫72的长度及宽度分别大于所述初级41具有的安装板对应的长度及宽度的20mm及以上。

为了能够方便所述次级固定板6与所述安装槽21之间的拆装，优选地，所述次级固定板6上构造有顶丝螺纹孔61，在需要拆卸所述次级固定板6时，可以旋进所述顶丝螺纹孔61上旋接的螺栓。所述压力检测部件3包括称重式压力传感器，更为具体的，如压电式、电容式、光感式等称重压力传感器。

可以理解的是，所述直线电机法向力检测装置还包括供电部件，所述供电部件可以是单独的供电模块例如电池组或者电瓶，当然也可以是电网中的电能，可以分别单独对所述直线电机及压力检测部件3进行电能供给，优选地，所述供电部件既能够输送电能至所述直线电机，也可以输送电能至压力检测部件3，从而使所述装置的结构更加合理、精简。为了保证法向力检测工序的合理进行，优选地，当所述供电部件给所述直线电机及压力检测部件3供电时，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件3的供电时间，更为具体的，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件3的供电时间0.5s～1.5s。

所述的压力检测部件3检测到的法向力值能够被显示在显示部件上，例如采用称重式压力传感器时，其信号输出端与驱动器连接，所述驱动器对信号放大后反馈被采集卡采集，采集卡将所述传感器的信号采集后反馈至上位机上进行必要的显示即可。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种直线电机法向力检测装置，其特征在于，包括基板(1)、托板(2)、压力检测部件(3)，所述托板(2)与所述基板(1)之间滑动连接，所述基板(1)用于固定直线电机具有的初级(41)，所述托板(2)用于固定直线电机具有的次级(42)，所述压力检测部件(3)处于所述托板(2)与所述基板(1)之间以检测所述初级(41)与次级(42)之间的法向力；所述托板(2)上构造有安装所述次级(42)的安装槽(21)；还包括次级固定板(6)，所述次级(42)通过所述次级固定板(6)与所述安装槽(21)连接，以使所述次级(42)能够从所述托板(2)背离所述初级(41)一侧装入所述安装槽(21)内，并使所述次级固定板(6)支撑于所述安装槽(21)的槽底壁上。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述托板(2)与所述基板(1)之间通过滑轨组件滑动连接。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述滑轨组件包括滑块(51)、直线导轨(52)，所述直线导轨(52)与所述基板(1)固定连接，所述滑块(51)处于所述托板(2)与所述直线导轨(52)之间，且所述滑块(51)与所述托板(2)固定连接，所述滑块(51)与所述直线导轨(52)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述滑块(51)与所述托板(2)之间夹设所述压力检测部件(3)。

5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述滑块(51)至少两个，至少两个所述滑块(51)对应支撑于所述托板(2)处于所述直线导轨(52)滑动引导方向上的两端。

6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述滑轨组件有两组，分别间隔对称处于所述托板(2)的两侧，以形成所述初级(41)与所述次级(42)相对设置的区域。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括第一气隙调整垫(71)，所述第一气隙调整垫(71)处于所述安装槽(21)槽底壁与所述次级固定板(6)之间，以调整所述次级(42)与初级(41)之间的气隙间距。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述第一气隙调整垫(71)采用非导磁材料制作。

9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述次级固定板(6)上构造有顶丝螺纹孔(61)。

10.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括第二气隙调整垫(72)，所述第二气隙调整垫(72)处于所述初级(41)与所述基板(1)之间，以调整所述次级(42)与初级(41)之间的气隙间距。

11.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述压力检测部件(3)包括称重式压力传感器。

12.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括供电部件，所述供电部件能够输送电能至所述直线电机及压力检测部件(3)。

13.根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，当所述供电部件给所述直线电机及压力检测部件(3)供电时，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件(3)的供电时间。

14.根据权利要求13所述的检测装置，其特征在于，所述直线电机的供电时间迟滞于所述压力检测部件(3)的供电时间0.5s～1.5s。

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