CN110518776A - 一种直线电机及其往复运动的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直线电机，包括轨迹筒、定子、动子、上盖板、下盖板、磁感应器、控制模块；所述轨迹筒的两端都设置有定子，所述轨迹筒中部设置有磁感应器，所述动子可在轨迹筒内部滑动，所述上盖板、下盖板分别设置在轨迹筒的上端面、下端面，所述定子、磁感应器与控制模块电性连接；本发明结构紧凑，量产成本低，小型化潜力好，并且可以通过进行放大或缩小以适应不同的应用场景，通用性好；通过在动子运动轨迹的两端设置定子，使电磁力直接驱动动子做往复运动，减少因传动部件造成的动力损失，能源利用率高，噪音小；通过改变定子的极性来控制动子的运动，控制效果良好，而且能够自适应各种电压的电流，进一步拓宽了本发明使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其一种一种直线电机及其往复运动的控制方法。
背景技术
能够执行往复运动任务的部件，应用范围极其广泛，涵盖各行各业的机器或设备，比较成熟的解决方案一般是通过传动部件将电机旋转运动转化为直线往复运动，或者通过气动液压装置直接执行直线往复运动，但是这两种方案存在结构复杂、结构重量大、能耗高等缺点，应用范围有限；另外的，现有直线电机由于结构复杂，量产成本高。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提供的一种直线电机，包括轨迹筒、定子、动子、上盖板、下盖板、磁感应器、控制模块；所述轨迹筒的两端都设置有定子，所述轨迹筒中部设置有磁感应器，所述动子可在轨迹筒内部滑动，所述上盖板、下盖板分别设置在轨迹筒的上端面、下端面，所述定子、磁感应器与控制模块电性连接。
优选的，所述定子是由导向缠绕而成的电磁线圈。
优选的，所述定子通电后南北两极的连线与定子运动轨迹重合或平行。
优选的，所述动子包括永磁体、垫块，所述永磁体南北两极之间的连线与动子的运动轨迹重合，所述永磁体南北两极都设有垫块。
优选的，所述垫块由自润滑材料制成。
本发明还提供一种直线电机的往复运动控制方法，用于上述的的直线电机，包括以下步骤：
步骤S1，接通电源，磁感应器识别动子相对位置；
步骤S2，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较离的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S3,动子在磁力的作用下，开始远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子，随后经过磁感应器的位置；
步骤S4，动子运动经过磁感应器的位置后，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较远的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S5,动子在磁场力的作用下，先接近闭环磁场方向相反的定子，到达动子运动的轨迹的末端后，远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子。
后续重复步骤S4、步骤S5，使定子在轨迹筒内部不断做往复运动。
可选的，调整所述步骤S2、步骤S3中定子的磁感应强度，进而调整动子往复运动的周期。
本发明的有益效果在于：本发明结构紧凑，量产成本低，小型化潜力好，并且可以通过进行放大或缩小以适应不同的应用场景，通用性好；通过在动子运动轨迹的两端设置定子，使电磁力直接驱动动子做往复运动，减少因传动部件造成的动力损失，能源利用率高，噪音小；通过改变定子的极性来控制动子的运动，控制效果良好，而且能够自适应各种电压的电流，进一步拓宽了本发明的使用范围。
附图说明
图1为本发明结构半剖立体图；
图2为本发明结构半剖爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述：
如图1、图2所示，一种直线电机，包括轨迹筒1、定子2、动子3、上盖板4、下盖板5、磁感应器6、控制模块；所述轨迹筒1是一个圆管状结构件，所述动子3可在轨迹筒1内部滑动，所述轨迹筒1的两端都套接有定子2，所述轨迹筒1中部设置有磁感应器6，所述上盖板4、下盖板5分别设置在轨迹筒1的上端面、下端面，所述定子、磁感应器与控制模块电性连接。
所述定子2是由导向缠绕而成的电磁线圈。
所述定子2通电后南北两极的连线与定子2运动轨迹重合或平行。
所述动子3包括永磁体31、垫块32，所述永磁体31南北两极之间的连线与动子3的运动轨迹重合，所述永磁体31南北两极都设有垫块32。
所述垫块32由自润滑材料制成，所述自润滑材料是聚四氟乙烯(又称：铁氟龙)。
本发明还提供一种直线电机的往复运动控制方法，用于上述的的直线电机，包括：
步骤S1，接通电源，磁感应器识别动子相对位置；
步骤S2，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较离的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S3,动子在磁力的作用下，开始远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子，随后经过磁感应器的位置；
步骤S4，动子运动经过磁感应器的位置后，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较远的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S5,动子在磁场力的作用下，先接近闭环磁场方向相反的定子，到达动子运动的轨迹的末端后，远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子。
后续重复步骤S4、步骤S5，使定子在轨迹筒内部不断做往复运动。
调整所述步骤S2、步骤S3中定子的磁感应强度，进而调整动子往复运动的周期。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (7)
1.一种直线电机，其特征在于：包括轨迹筒、定子、动子、上盖板、下盖板、磁感应器、控制模块；所述轨迹筒的两端都设置有定子，所述轨迹筒中部设置有磁感应器，所述动子可在轨迹筒内部滑动，所述上盖板、下盖板分别设置在轨迹筒的上端面、下端面，所述定子、磁感应器与控制模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述定子是由导向缠绕而成的电磁线圈。
3.根据权利要求1或2所述的一种直线电机，其特征在于，所述定子通电后南北两极的连线与定子运动轨迹重合或平行。
4.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述动子包括永磁体、垫块，所述永磁体南北两极之间的连线与动子的运动轨迹重合，所述永磁体南北两极都设有垫块。
5.根据权利要求3所述的一种直线电机，其特征在于，所述垫块由自润滑材料制成。
6.一种直线电机的往复运动控制方法，用于权利要求1至5任一项所述的直线电机，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，接通电源，磁感应器识别动子相对位置；
步骤S2，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较离的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S3,动子在磁力的作用下，开始远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子，随后经过磁感应器的位置；
步骤S4，动子运动经过磁感应器的位置后，与动子距离较近的定子产生与动子磁场方向相反的闭环磁场，与动子距离较远的定子产生与动子磁场方向相同的闭环磁场；
步骤S5,动子在磁场力的作用下，先接近闭环磁场方向相反的定子，到达动子运动的轨迹的末端后，远离闭环磁场方向相反的定子，接近闭环磁场方向相同定子。
后续重复步骤S4、步骤S5，使定子在轨迹筒内部不断做往复运动。
7.根据权利要求6所述的一种直线电机的往复运动控制方法，其特征在于，调整所述步骤S2、步骤S3中定子的磁感应强度，进而调整动子往复运动的周期。
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