CN111463998A - 直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明的直线电机，通过设置定子、动子及绕线组，在实际的应用过程中，由于动子为拼接式结构，使得动子的长度能够根据实际的需要进行灵活调整，大大增强了动子的适配性，灵活性高；此外，拼接式结构的设计，使得动子在实际的生产过程中，制造商无需一个长度的动子就对应一套模具对动子进行生产，大大降低了制造商的生产成本。

Description

直线电机

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

目前，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。直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U型槽式和管式。线圈的典型组成是三相，由霍尔元件实现无刷换相。直线电机的控制和旋转电机一样。像无刷旋转电机，动子和定子无机械连接，不像旋转电机的方面，动子旋转和定子位置保持固定，直线电机系统可以是磁轨动或推力线圈动。用推力线圈运动的电机，推力线圈的重量和负载比很小。然而，需要高柔性线缆及其管理系统。用磁轨运动的电机，不仅要承受负载，还要承受磁轨质量，但无需线缆管理系统。

动子作为直线电机的重要组成部分，直线电机的动子是作为带动滑动平台移动的连接部件。如图1所示为现有的直线电机的动子20的结构示意图，动子20上设置有若干绕线芯21，绕线芯21即线圈绕线的位置。从图1我们可以明显的看出，现有的动子20为一体式结构，一体式结构的动子20存在以下缺陷：

第一，一体式结构的动子20最大的问题在于其长度无法进行灵活调整，由于在实际的应用过程中，由于动子20连接滑动平台，因此，滑动平台的长度决定了动子20的长度，若动子20的长度无法适应性调节，就会导致动子20的适配性大大降低；

第二，一体式结构的动子20，其在生产过程中，由于动子20的长度是固定的，即不同长度的动子20就需要不同的模具对应生产，这就使得制造商需要对动子20对应配套多套模具去生产，这无疑会大大增加制造商的生产成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种长度能够灵活调整的，适配性高的，无需配套多套模具进行生产的，生产成本较低的以及装配效率较高的直线电机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种直线电机，包括：

定子，所述定子上设置有若干永磁体；

动子，所述动子为拼接式结构，所述动子能够沿着所述定子的中心轴线方向作直线运动；及

绕线组，所述绕线组包括若干线圈，各所述线圈均卷绕于所述动子上，且相邻两个所述线圈之间均设置有间隔。

在其中一个实施方式中，所述动子包括绕线条、左封块和右封块，所述左封块位于所述绕线条的一端位置处，所述右封块位于所述绕线条的另一端位置处，所述绕线条包括若干绕线块，各所述绕线块上均设置有滑凸条和芯柱，且各所述绕线块上均开设有滑槽，各所述线圈一一对应卷绕于各所述芯柱上，各所述绕线块上的所述滑凸条用于滑动设置于相邻的所述绕线块上的所述滑槽内，以使各所述绕线块首尾连接形成所述绕线条，所述左封块上设置有滑凸起，所述左封块上的所述滑凸起滑动设置于相邻的所述绕线块上的所述滑槽内，所述右封块上开设有滑凹槽，所述右封块上的所述滑凹槽用于与相邻的所述绕线块上的所述滑凸条连接。

在其中一个实施方式中，所述动子包括绕线板、左封件和右封件，所述左封件位于所述绕线板的一端位置处，所述右封件位于所述绕线板的另一端位置处，所述绕线板包括若干绕线单体，各所述绕线单体上均设置有绕线芯，各所述线圈一一对应卷绕于各所述绕线芯上，各所述绕线单体首尾粘接形成所述绕线板，所述左封件与相邻的所述绕线单体相粘接，所述右封件与相邻的所述绕线单体相粘接。

在其中一个实施方式中，所述动子包括伸缩杆、动子条、左封单体和右封单体，所述动子条包括若干动子单体，各所述动子单体上均设置有芯体，且各所述动子单体上均开设有过孔，各所述线圈一一对应卷绕于各所述芯体上，所述左封单体上开设有左封孔，所述右封单体上开设有右封孔，所述伸缩杆用于顺序穿设左封孔、各所述过孔和所述右封孔，以使所述左封单体、各所述动子单体和所述右封单体共同形成所述动子。

在其中一个实施方式中，各所述线圈上均设置有输入端头。

在其中一个实施方式中，所述直线电机还还包括平移台，所述平移台设置于所述动子上。

在其中一个实施方式中，所述定子具有矩形的横截面。

与现有技术相比，本发明至少具有以下的优点及有益效果：

1、由于动子为拼接式结构，使得动子的长度能够根据实际的需要进行灵活调整，大大增强了动子的适配性，灵活性高。

2、拼接式结构的设计，使得动子在实际的生产过程中，制造商无需一个长度的动子就对应一套模具对动子进行生产，大大降低了制造商的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下底将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的一体式结构的动子的结构示意图；

图2为本发明一实施方式中的直线电机的结构示意图；

图3为本发明的实施例一的动子的结构示意图；

图4为本发明的实施例二的动子的结构示意图；

图5为本发明的实施例三的动子的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下底将参照相关附图对本发明进行更全底的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全底。

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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，直线电机作为驱动装置，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的装置。直线电机和传统的旋转电机工作原理相同，不同在于，直线电机是旋转电机另一种方式的展开。直线电机相比于传统的旋转电机，其具有诸多优点：

1、直线电机没有发生机械接触，其传动力是在气隙中产生，除了直线电机导轨外没有任何其他的摩擦，使得直线电机不会发生过多的损坏；

2、直线电机结构简单，体积小，能够以最少的零部件来实现直线运动；

3、运行的行程在理论上是不受任何限制的，而且其性能不会因为其形成的大小改变而受到影响。

可以说，直线电机的出现，极大程度改变以往利用旋转电机的驱动方式。虽然直线电机有着诸多优点，但对于现有的直线电机，还是存在一些缺陷。动子作为直线电机的重要部件之一，动子是带动滑动平台移动的重要连接件，而对于现有的动子结构，其多数为一体式结构设计，一体式结构设计的动子虽然在机械强度较好。但在实际的应用过程中，由于滑动平台的长度是可能会发生变化，而动子的长度无法适配滑动平台的长度，则动子就无法很好地带动滑动平台进行移动，即动子的长度无法适应性调整，导致动子的适配性大大降低，无法适配大多数类型的滑动平台；此外，一体式结构的动子，在实际的生产过程中，一个长度的动子就需要对应一套模具进行开发生产，倘若动子的长度发生变化，模具对应也需要重新开发，这无疑会导致制造商的生产成本大大增加，制造商就针对不同长度的动子储备对应的模具进行制造，不利于制造商的产出。

因此，基于上述问题下，本申请公开了一种直线电机，请参阅图2，所述直线电机10包括定子100、动子200及绕线组300。

如此，需要说明的是，定子100的作用在于产生旋转的磁场，用来驱动动子移动；动子200用于在定子100的作用下，沿着定子的中心轴线方向作直线运动；绕线组300起到导电的作用，用于辅助动子200在定子100产生的磁场下作切割磁感线运动。

请再次参阅图2，定子100上设置有若干永磁体110。

如此，需要说明的是，定子100上设置有若干永磁体110，相邻两个永磁体110的磁性相反。

请参阅图2，动子200为拼接式结构，动子200能够沿着定子100的中心轴线方向作直线运动。

如此，需要说明的是，由于动子200为拼接式结构，使得动子200的长度能够根据实际的需要进行灵活调整，大大增强了动子200的适配性，灵活性高；拼接式结构的设计，使得动子200在实际的生产过程中，制造商无需一个长度的动子200就对应一套模具对动子200进行生产，大大降低了制造商的生产成本。

请参阅图2，绕线组300包括若干线圈310，各线圈310均卷绕于动子200上，且相邻两个线圈310之间均设置有间隔。

如此，需要说明的是，若干线圈310均起到通电的作用，当需要驱动动子200移动时，往各线圈310通入交流电源时，设置在定子100上的永磁体110就会产生磁场，动子200在切割磁场的情况下，将会感应产生电动势并产生电流，该电流与磁场的共同作用下就产生相应的电磁推力，动子200也就能够移动。

进一步地，请再次参阅图2，在一实施方式中，各线圈310上均设置有输入端头311。

如此，需要说明的是，输入端头311起到电连接的作用，用于与外部的交流电源连接，交流电源即把交流电输入至各线圈310内。

进一步地，在一实施方式中，所述直线电机10还还包括平移台，所述平移台设置于所述动子200上。

如此，需要说明的是平移台起到承载的作用，外部部件能够放置在平移台上，依靠动子200带动平移台沿着定子100的中心轴线方向进行直线运动。

进一步地，在一实施方式中，所述定子100具有矩形的横截面。

如此，需要说明的是，定子100具有矩形的横截面，即定子100为矩形结构，当然，也可以根据实际的需要，灵活设定定子100的具体形状，优选为矩形结构。

为了能够更加好地理解拼接式结构的动子200，下面以三个实施例对拼接式结构的动子200进行原理性说明。

实施例一

请参阅图3，图3所示的是实施例一的拼接式结构的动子200a的结构示意图，动子200a包括绕线条210a、左封块220a和右封块230a，左封块220a位于绕线条210a的一端位置处，右封块230a位于绕线条210a的另一端位置处，绕线条210a包括若干绕线块211a，各绕线块211a上均设置有滑凸条2111a和芯柱2112a，且各绕线块211a上均开设有滑槽2113a，各线圈310一一对应卷绕于各芯柱2112a上，各绕线块211a上的滑凸条2111a用于滑动设置于相邻的绕线块211a上的滑槽2113a内，以使各绕线块211a首尾连接形成绕线条210a，左封块220a上设置有滑凸起221a，左封块220a上的滑凸起221a滑动设置于相邻的绕线块211a上的滑槽2113a内，右封块230a上开设有滑凹槽231a，右封块230a上的滑凹槽231a用于与相邻的绕线块211a上的滑凸条2111a连接。

如此，需要说明的是，以绕线条210a包括3个绕线块211a为例说明，当需要对动子200a进行拼接操作时，首先，3个绕线块211a上均设置有芯柱2112a，把线圈310先一一对应卷绕于3个芯柱2112a上，由于3个绕线块211a是相互独立的，因此，在卷绕线圈310的过程中，能够分别对3个芯柱2112a进行绕线操作，即3个芯柱2112a在绕线的过程中不会产生相互干扰，能够大大提高绕线效率，把线圈310快速卷绕至3个芯柱2112a上，本申请相比于一体式结构的动子，由于一体式结构的动子的结构是固定死的，在对其绕线的过程中，一体式结构的动子上的结构势必会对绕线产生一定的阻碍作用，不利于装配人员对一体式结构的动子进行绕线操作。

当分别对3个绕线块211a进行绕线后，把第1个绕线块211a的滑凸条2111a滑动设置于第2个绕线块211a的滑槽2113a内，即完成第1个绕线块211a和第2个绕线块211a的拼接，以此类推，把3个绕线块211a进行拼接，使得3个绕线块211a首尾连接形成绕线块211a，而后，再把左封块220a上的滑凸起221a滑动设置于第1个绕线块211a的滑槽2113a内，把第3个绕线块211a的滑凸条2111a滑动设置于右封块230a的滑凹槽231a内(即右封块230a上的滑凹槽231a用于与相邻的绕线块211a上的滑凸条2111a连接)，当完成上述操作后，3个绕线块211a、左封块220a和右封块230a就形成一个拼接式结构的动子200a，最后利用环氧树脂把拼接式结构的动子200a进行封胶密封即可。

还需要说明的是，由于动子200a为拼接式结构，当需要变化动子200a的整体长度时，采用更多数量的绕线块211a拼接即可，使得动子200a的长度能够根据实际的需要进行灵活调整，大大增强了动子200a的适配性，灵活性极高；此外，由于为拼接式结构，在生产实施例一的动子200a时，仅仅依靠三种类型的模具即可对应生产完成生产，而不需要一个长度的动子就需要专门配套一个模具对应进行制造开发，大大降低了制造商的制造成本，能够很好的提高生产效率。

实施例二

请参阅图4，图4所示的是实施例二的拼接式结构的动子200b的结构示意图，动子200b包括绕线板210b、左封件220b和右封件230b，左封件220b位于绕线板210b的一端位置处，右封件230b位于绕线板210b的另一端位置处，绕线板210b包括若干绕线单体211b，各绕线单体211b上均设置有绕线芯2111b，各线圈310一一对应卷绕于各绕线芯2111b上，各绕线单体211b首尾粘接形成绕线板210b，左封件220b与相邻的绕线单体211b相粘接，右封件230b与相邻的绕线单体211b相粘接。

如此，需要说明的是，当需要对实施例二的动子200b进行拼接时，以绕线板210b包括3个绕线单体211b为例说明，首先，把3个线圈310对应卷绕在3个绕线芯2111b，而后，把3个绕线单体211b顺序排列设置，然后把3个绕线单体211b粘接起来形成绕线板210b，而后把左封件220b位于绕线板210b的一端位置处，把左封件220b与第1个绕线单体211b粘接起来，右封件230b位于绕线板210b的另一端位置处，把右封件230b与第3个绕线单体211b粘接起来，最后利用环氧树脂把拼接式结构的动子200b进行封胶密封，即完成了对动子200b的拼接过程。

还需要说明的是，由于实施例二的动子200b同样也为拼接式结构，因此，实施例二的动子200b也具有长度能够灵活调整，无需配备多套模具进行开发生产，降低制造商的制造成本以及绕线效率高的优点。

实施例三

请参阅图5，图5所示的是实施例三的拼接式结构的动子200c的结构示意图，动子200c包括伸缩杆210c、动子条220c、左封单体230c和右封单体240c，动子条210c包括若干动子单体211c，各动子单体211c上均设置有芯体2111c，且各动子单体211c上均开设有过孔2112c，各线圈310一一对应卷绕于各芯体2111c上，左封单体230c上开设有左封孔231c，右封单体240c上开设有右封孔241c，伸缩杆210c用于顺序穿设左封孔231c、各过孔2112c和右封孔241c，以使左封单体230c、各动子单体211c和右封单体240c共同形成动子200c。

如此，需要说明的是，当需要对实施三的动子200c进行拼接操作时，以动子条220c包括3个动子单体211c为例说明，首先，把伸缩杆210c伸缩至合适的长度，伸缩杆210c可以采用市面上常销售的伸缩杆，其长度可适应性调节，具体工作原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知，而后，把3个线圈310对应卷绕于3个芯体2111c上，并把3个动子单体211c顺序排列，然后把伸缩杆210c的一端顺序穿设左封孔231c、第1个过孔2112c、第2个过孔2112c、第3个过孔2112c以及右封孔241c，最后利用环氧树脂把拼接式结构的动子200c进行封胶密封，即完成了对动子200c的拼接过程。

还需要说明的是，由于实施例三的动子200c同样也为拼接式结构，因此，实施例三的动子200c也具有长度能够灵活调整，无需配备多套模具进行开发生产，降低制造商的制造成本以及绕线效率高的优点。

本发明的直线电机，通过设置定子、动子及绕线组，在实际的应用过程中，由于动子为拼接式结构，使得动子的长度能够根据实际的需要进行灵活调整，大大增强了动子的适配性，灵活性高；此外，拼接式结构的设计，使得动子在实际的生产过程中，制造商无需一个长度的动子就对应一套模具对动子进行生产，大大降低了制造商的生产成本。

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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子上设置有若干永磁体；

动子，所述动子为拼接式结构，所述动子能够沿着所述定子的中心轴线方向作直线运动；及

绕线组，所述绕线组包括若干线圈，各所述线圈均卷绕于所述动子上，且相邻两个所述线圈之间均设置有间隔。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子包括绕线条、左封块和右封块，所述左封块位于所述绕线条的一端位置处，所述右封块位于所述绕线条的另一端位置处，所述绕线条包括若干绕线块，各所述绕线块上均设置有滑凸条和芯柱，且各所述绕线块上均开设有滑槽，各所述线圈一一对应卷绕于各所述芯柱上，各所述绕线块上的所述滑凸条用于滑动设置于相邻的所述绕线块上的所述滑槽内，以使各所述绕线块首尾连接形成所述绕线条，所述左封块上设置有滑凸起，所述左封块上的所述滑凸起滑动设置于相邻的所述绕线块上的所述滑槽内，所述右封块上开设有滑凹槽，所述右封块上的所述滑凹槽用于与相邻的所述绕线块上的所述滑凸条连接。

3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子包括绕线板、左封件和右封件，所述左封件位于所述绕线板的一端位置处，所述右封件位于所述绕线板的另一端位置处，所述绕线板包括若干绕线单体，各所述绕线单体上均设置有绕线芯，各所述线圈一一对应卷绕于各所述绕线芯上，各所述绕线单体首尾粘接形成所述绕线板，所述左封件与相邻的所述绕线单体相粘接，所述右封件与相邻的所述绕线单体相粘接。

4.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子包括伸缩杆、动子条、左封单体和右封单体，所述动子条包括若干动子单体，各所述动子单体上均设置有芯体，且各所述动子单体上均开设有过孔，各所述线圈一一对应卷绕于各所述芯体上，所述左封单体上开设有左封孔，所述右封单体上开设有右封孔，所述伸缩杆用于顺序穿设左封孔、各所述过孔和所述右封孔，以使所述左封单体、各所述动子单体和所述右封单体共同形成所述动子。

5.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，各所述线圈上均设置有输入端头。

6.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还还包括平移台，所述平移台设置于所述动子上。

7.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述定子具有矩形的横截面。

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