CN109905009B - 一种可转向的直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可转向直线电机，包括动子座板和定子座，动子座板设置有随动转向装置，定子座长方向的两侧分别设置有导轨，导轨的长方向呈有曲度或部分有曲度的延伸状态；动子座板沿着导轨运动并转向，随着导轨的曲度变化，随动转向装置自适应调整与动子座板的相对位置，使直线电机能够实现转向的功能。

Description

一种可转向的直线电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种可转向直线电机。

背景技术

直线电机因为具有结构简单、定位精度高以及反应快、灵敏性高等优点，得到了越来越广泛地应用。但是，普通的直线电机大多是动子相对定子做直线往复运动，在需要动子做曲线运动的应用场景中，无法满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可以转向的直线电机，不仅能够左、右转向，还能上、下转向。

一种可转向直线电机，包括动子座板和定子座，动子座板设置有随动转向装置，定子座长方向的两侧分别设置有导轨；

导轨的长方向呈有曲度或部分有曲度的延伸状态，两侧的导轨的间距固定；

随动转向装置包括柔性连接件和随动架，柔性连接件包括连接轴、第一轴承和第二轴承，随动架包括滑轮和随动板；

连接轴的上端套接于第一轴承的内环，第一轴承的外环套接于位于动子座板的第一孔，连接轴的下端套接于第二轴承的内环，第二轴承的外环套接于位于随动架的第二孔，当动子座板沿着导轨弯道转向时，随动架可以第二轴承的轴心转动。

第一轴承和第二轴承为圆环滚子轴承。圆环滚子轴承：圆环滚子轴承：是一种单列轴承，带有长而稍具弧面的对称滚子和圆环状滚道。结合了自调心能力和轴向位移能力，为节省空间、减轻重量和降低生产成本开辟了新的途径。通过预置使内外套圈产生相对轴向位移。位移距离随着轴径增大而加长。两个圆环滚子轴承配合，能够精确补偿轨道带来的平行公差浮动游隙，特在互相平行又存在弯曲弧度的轨道上运动时可随轨迹调整两轴承间的相对位置。

随动转向装置的机构数量为2个以上，2个随动转向装置与动子座安装连接组合成一体，在异型轨道中，两组相对独立的随动转向装置既不在同一平面上，也不存在平行关系。此时竖向连接杆(柔性连接件的连接轴)的上下两个圆环滚子轴承通过自身的轴向位移及自调心作用，让随动转向装置与定子座柔性结合的同时使定子座达到随动的状态，这就构成了具有柔性基座的直线电机系统。

动子座在变向轨道(有曲度的轨道)上运行时，每个点都是自由旋转的。动子座始终严格按照轨道路径运动，可适应各种轨道轨迹变化。具有随动导向作用。轴承均为高精度滚子轴承，确保动子座在定子座滑轨上任何一处不会产生间隙，也确保传动高精度及平稳性，运行噪声低。

滑轮设置在随动板两端，滑轮在导轨上滑动。

本实施例中，还包括绕组和磁钢片阵列；

绕组设置于动子座板的下面，磁钢片阵列设置于定子座的底部；

本实施例中，随动转向装置至少2组，优选的，2组分别设置在动子座板的前部和后部。

本实施例中，滑轮包括外部的环状槽和内部的内轴承，环状槽套接在内轴承的外环。

环状槽的轴切面两侧为相背的弧形或燕尾形，内轴承为自调心轴承；

自调心轴承内、外环的轴心线角度可以调节，能够补偿轨道带来的平行公差浮动游隙，在互相平行又存在弯曲弧度的轨道上运动时可随轨迹调整两轴承间的相对位置，当动子座板沿着轨道向上或向下运动时，环状槽运动方向与原运动轨迹产生倾角，因自调心轴承的特点不会被导轨卡住；

优选的，内轴承可选用圆环滚子轴承。

本实施例中，第一轴承和所述第二轴承为自调心轴承，其作用是进一步增加环状槽运动方向与原运动轨迹倾角的极限值，适应更大的导轨的曲度。

本实施例中，绕组包括铁芯、铁芯固定板、线圈、绕组座板和连接销；

铁芯的上部为呈倒楔形的第一连接部，铁芯固定板的底部设置有多个燕尾槽状的第二连接部，铁芯固定板通过第一连接部插入第二连接部与铁芯固定板连接，铁芯的数量至少为2个，铁芯最多不超过第二连接部的数量；

线圈缠绕在所述铁芯上，通电时，相邻铁芯的极性相反。

绕组座板固定于动子座板的底面，绕组座板长方向两侧设置有向下伸出的双臂，双臂上开有对称的第一销孔和第二销孔，铁芯固定板上开有第三销孔，连接销依次穿过第一销孔、第三销孔及第二销孔，连接销的作用是将铁芯固定于铁芯固定板。

本实施例中，定子座包括定子座板，定子座板长方向两侧向上伸出两个定子座臂，导轨位于定子座臂上；

当环状槽为弧形时，导轨纵切面为半圆形；

当环状槽为燕尾形时，导轨纵切面为三角形；

环状槽和导轨纵切面的配合形状也可能是其它形状。

本实施例中，导轨位于两个定子座臂外侧；

本实施例中，定子座还包括磁钢固定板，磁钢固定板设置于定子座板上，磁钢片阵列设置于磁钢固定板上。

定子座可以使闭合的，也可以是不闭合的。

本实施例中，动子座板的数量不少于1个，即多个动子可以在定子座上同时运动；

本发明的有益效果是：一种可转向直线电机，包括动子座板和定子座，动子座板设置有随动转向装置，定子座长方向的两侧分别设置有导轨，导轨的长方向呈有曲度或部分有曲度的延伸状态；动子座板沿着导轨运动并转向，随着导轨的曲度变化，随动转向装置自适应调整与动子座板的相对位置，使直线电机能够实现转向的功能。

附图说明

下面结合附图对本发明一种可转向直线电机作进一步说明。

图1是本发明一种可转向直线电机的运行示意图。

图2是本发明一种可转向直线电机的截面图。

图3是本发明一种可转向直线电机的半圆形导轨与弧形滑轮环状槽的实施例示意图。

图4是本发明一种可转向直线电机的三角形导轨与燕尾形滑轮环状槽的实施例示意图。

图5是本发明一种可转向直线电机的动子爆炸图。

图6是本发明一种可转向直线电机的动子座板与随动转向装置的主视图。

图7是本发明一种可转向直线电机的动子座板与随动转向装置的仰视图。

图8是本发明一种可转向直线电机的滑轮的结构图。

图9是本发明一种可转向直线电机的磁钢片阵列的位置示意图。

图中：

1-动子座板，2-定子座，21-定子座板，22-定子座臂，23-磁钢固定板，3-随动转向装置，4-导轨，5-柔性连接件，50-连接轴，51-第一轴承，52-第二轴承，501-第一孔，502-第二孔，6-随动架，61-滑轮，610-环状槽，611-内轴承，62-随动板，7-绕组，71-铁芯，711-第一连接部，712-第二连接部，72-铁芯固定板，73-线圈，74-绕组座板，741-第一销孔，742-第二销孔，743-第三销孔，75-连接销，8-磁钢片阵列。

具体实施方式

下面结合附图1～9对本发明一种可转向直线电机作进一步说明。

一种可转向直线电机，包括动子座板1和定子座2，动子座板1设置有随动转向装置3，定子座2长方向的两侧分别设置有导轨4；

如图1所示，导轨4的长方向呈有曲度或部分有曲度的延伸状态，两侧的导轨4的间距固定；

随动转向装置3包括柔性连接件5和随动架6，柔性连接件5包括连接轴50、第一轴承51和第二轴承52，随动架6包括滑轮61和随动板62；

连接轴50的上端套接于第一轴承51的内环，第一轴承51的外环套接于位于动子座板1的第一孔，连接轴50的下端套接于第二轴承52的内环，第二轴承52的外环套接于位于随动架6的第二孔，当动子座板1沿着导轨4弯道转向时，随动架6可以第二轴承52的轴心转动。

滑轮61设置在随动板62两端，滑轮61在导轨4上滑动。

本实施例中，还包括绕组7和磁钢片阵列8；

绕组7设置于动子座板1的下面，磁钢片阵列8设置于定子座2的底部。

本实施例中，随动转向装置3至少2组，优选的，2组分别设置在动子座板1的前部和后部。

本实施例中，如图8所示，滑轮61包括外部的环状槽610和内部的内轴承611，环状槽610套接在内轴承611的外环。

环状槽610的轴切面两侧为相背的弧形或燕尾形，内轴承611为自调心轴承；

自调心轴承内、外环的轴心线角度可以调节，能够补偿轨道带来的平行公差浮动游隙，在互相平行又存在弯曲弧度的轨道上运动时可随轨迹调整两轴承间的相对位置，当动子座板1沿着导轨4向上或向下运动时，环状槽610运动方向与原运动轨迹产生倾角，因自调心轴承的特点不会被导轨卡住；

优选的，内轴承611可选用圆环滚子轴承。

本实施例中，第一轴承51和所述第二轴承52为自调心轴承，其作用是进一步增加环状槽610运动方向与原运动轨迹倾角的极限值，适应更大的导轨4的曲度。

本实施例中，绕组7包括铁芯71、铁芯固定板72、线圈73、绕组座板74和连接销75；

铁芯71的上部为呈倒楔形的第一连接部711，铁芯固定板72的底部设置有多个燕尾槽状的第二连接部712，铁芯固定板72通过第一连接部711插入第二连接部712与铁芯固定板72连接，铁芯71的数量至少为2个，铁芯71最多不超过第二连接部712的数量；

线圈73缠绕在所述铁芯71上，通电时，相邻铁芯71的极性相反。

绕组座板74固定于动子座板1的底面，绕组座板74长方向两侧设置有向下伸出的双臂，双臂上开有对称的第一销孔741和第二销孔742，铁芯固定板72上开有第三销孔743，连接销75依次穿过第一销孔741、第三销孔743及第二销孔742，连接销75的作用是将铁芯固定于铁芯固定板72。

本实施例中，定子座2包括定子座板21，定子座板21长方向两侧向上伸出两个定子座臂22，导轨4位于定子座臂22上；

如图3所示，当环状槽610为弧形时，导轨4纵切面为半圆形；

如图4所示，当环状槽610为燕尾形时，导轨4纵切面为三角形；

环状槽610和导轨4纵切面的配合形状也可能是其它形状。

本实施例中，导轨4位于两个定子座臂22外侧；

本实施例中，定子座2还包括磁钢固定板23，磁钢固定板23设置于定子座板21上，磁钢片阵列8设置于磁钢固定板23上；

如图9所示，磁钢片磁极向上，相邻的磁钢片“N”极和“S”极交叉分布。

本实施例中，动子座板1的数量不少于1个，即多个动子可以在定子座上同时运动；

定子座2可以使闭合的，也可以是不闭合的。

Claims (8)

1.一种可转向直线电机，包括动子座板（1）和定子座（2），其特征在于，所述动子座板（1）设置有随动转向装置（3），所述定子座（2）长方向的两侧分别设置有导轨（4）；

所述导轨（4）的长方向呈有曲度或部分有曲度的延伸状态，两侧的所述导轨（4）的间距固定；

所述随动转向装置（3）包括柔性连接件（5）和随动架（6），所述柔性连接件（5）包括连接轴（50）、第一轴承（51）和第二轴承（52），所述随动架（6）包括滑轮（61）和随动板（62）；

所述连接轴（50）的上端套接于所述第一轴承（51）的内环，所述第一轴承（51）的外环套接于位于所述动子座板（1）的第一孔（501），所述连接轴（50）的下端套接于所述第二轴承（52）的内环，所述第二轴承（52）的外环套接于位于所述随动架（6）的第二孔（502）；

所述滑轮（61）设置在所述随动板（62）两端，所述滑轮（61）在所述导轨（4）上滑动；

还包括绕组（7）和磁钢片阵列（8）；

所述绕组（7）设置于动子座板（1）的下面，所述磁钢片阵列（8）设置于所述定子座（2）的底部；

所述绕组（7）包括铁芯（71）、铁芯固定板（72）、线圈（73）、绕组座板（74）和连接销（75）；

所述铁芯（71）的上部为呈倒楔形的第一连接部（711），所述铁芯固定板（72）的底部设置有多个燕尾槽状的第二连接部（712），所述铁芯固定板（72）通过所述第一连接部（711）插入所述第二连接部（712）与所述铁芯固定板（72）连接，所述铁芯（71）的数量至少为2个，所述铁芯（71）最多不超过所述第二连接部（712）的数量；

所述线圈（73）缠绕在所述铁芯（71）上，通电时，相邻铁芯（71）的极性相反；

所述绕组座板（74）固定于所述动子座板（1）的底面，所述绕组座板（74）长方向两侧设置有向下伸出的双臂，所述双臂上开有对称的第一销孔（741）和第二销孔（742），所述铁芯固定板（72）上开有第三销孔（743），所述连接销（75）依次穿过所述第一销孔（741）、所述第三销孔（743）和所述第二销孔（742），所述连接销（75）的作用是将所述铁芯固定于所述铁芯固定板（72）。

2.如权利要求1所述可转向直线电机，其特征在于，所述随动转向装置（3）至少2组。

3.如权利要求2所述可转向直线电机，其特征在于，所述滑轮（61）包括外部的环状槽（610）和内部的内轴承（611），所述环状槽（610）套接在所述内轴承（611）的外环；

所述环状槽（610）的轴切面两侧为相背的弧形或燕尾形；

所述内轴承（611）为自调心轴承。

4.如权利要求3所述可转向直线电机，其特征在于，所述第一轴承（51）和所述第二轴承（52）为自调心轴承。

5.如权利要求4所述可转向直线电机，其特征在于，所述定子座（2）包括定子座板（21），所述定子座板（21）长方向两侧向上伸出两个定子座臂（22），所述导轨（4）位于所述定子座臂（22）上；

当所述环状槽（610）为弧形时，所述导轨（4）纵切面为半圆形；

当所述环状槽（610）为燕尾形时，所述导轨（4）纵切面为三角形。

6.如权利要求5所述可转向直线电机，其特征在于，所述导轨（4）位于两个定子座臂（22）外侧。

7.如权利要求6所述可转向直线电机，其特征在于，所述定子座（2）还包括磁钢固定板（23），所述磁钢固定板（23）设置于定子座板（21）上，所述磁钢片阵列（8）设置于所述磁钢固定板（23）上。

8.如权利要求7所述可转向直线电机，其特征在于，所述动子座板（1）的数量不少于1个。