CN111564950A - 直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线电机，该直线电机包括底座、定子组件及动子组件，底座具有沿第一方向延伸设置的安装槽，定子组件设于安装槽的槽底；动子组件沿第一方向滑动安装于安装槽，动子组件包括铁芯以及线圈绕组，铁芯具有朝向安装槽的槽底凸设的至少一突出部，至少一突出部包括沿第一方向延伸呈纵长设置的第一突出部，线圈绕组绕设于第一突出部的周侧面上。本发明提供的直线电机体积更小，底部驱动力以使直线电机的输出推动力更稳定；且使得线圈绕组绕设后形成的绕线长边与动子组件的滑动方向一致以形成横向磁通电机，从而可提高直线电机的输出推动力。

Description

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的电力传动装置。它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。但现有的直线电机结构复杂，且体积大，使得生产成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种直线电机，旨在对传统的直线电机进行改进，以解决传统的直线电机结构复杂，且体积大，使得生产成本较高的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的一种直线电机，包括：

底座，具有沿第一方向延伸设置的安装槽；

定子组件，设于所述安装槽的槽底；以及，

动子组件，沿所述第一方向滑动安装于所述安装槽，所述动子组件包括铁芯以及线圈绕组，所述铁芯具有朝向所述安装槽的槽底凸设的至少一突出部，所述至少一突出部包括沿第一方向延伸呈纵长设置的第一突出部，所述线圈绕组绕设于所述第一突出部的周侧面上。

可选地，所述第一突出部设置多个，且沿着所述安装槽的宽度方向间隔分布；

所述线圈绕组对应所述多个第一突出部设置为多个。

可选地，所述突出部设置为多个，所述多个突出部包括两个第二突出部，所述第二突出部沿着所述第一方向延伸，且在所述安装槽的宽度方向呈间隔设置；

所述第一突出部位于所述两个第二突出部之间。

可选地，所述铁芯包括多个沿着所述第一方向叠设的硅钢片；

多个所述硅钢片朝向所述安装槽的槽底的一侧均对应设置有凸臂，所述多个硅钢片的凸臂对应且相互叠设，以对应形成所述突出部。

可选地，所述动子组件还包括设于所述铁芯朝向所述安装槽的槽底的一侧的多个第一磁体，多个所述第一磁体沿所述第一方向排布，且每相邻的两个所述第一磁体的磁性相反。

可选地，所述突出部设置为多个，所述多个突出部包括两个第二突出部，所述第二突出部沿着所述第一方向延伸，且在所述安装槽的宽度方向呈间隔设置，所述第一突出部位于所述两个第二突出部之间；

所述第一突出部和所述第二突出部朝向所述安装槽的槽底的一端均设有所述多个第一磁体。

可选地，所述定子组件包括沿所述第一方向布设于所述安装槽的槽底的多个第二磁体，每相邻的两个所述第二磁体的磁性相反；和/或，

所述底座至少对应所述定子组件的部分设置为磁性材料。

可选地，所述动子组件还包括连接所述铁芯和所述底座设置的滑动结构，所述滑动结构包括滑动设于所述底座上、且与所述动子组件相连接的滑动块；

所述滑动块和所述底座上其中之一设有滑轨，其中另一设有与所述滑轨相配合的滑槽。

可选地，所述滑动块设于所述铁芯朝向所述安装槽的槽口的一侧，所述滑动块具有伸入至所述安装槽内且与所述铁芯相连接的伸入段、以及具有自所述伸入段沿侧向向外延伸设置的突出段，所述突出段的至少部分覆盖于所述安装槽的槽口的侧缘；

所述底座具有与所述安装槽的槽口相对的底壁以及沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；

所述滑轨设置有两个，两个所述滑轨分别设于所述安装槽的两个所述旁侧壁上；

所述滑槽与所述滑轨呈一一对应设置有两个，两个所述滑槽分别设于所述伸入段与两个所述旁侧壁对应的两个表面。

可选地，所述直线电机还包括沿所述第一方向布设的磁栅尺，所述磁栅尺设于所述安装槽靠近槽口处、且位于所述伸入段与所述安装槽的内侧壁的间隔之间。

本发明提供的技术方案中，通过将动子组件滑动安装于底座的安装槽，且定子组件设于所述安装槽的槽底，则使得所述动子组件的至少部分为伸入至所述安装槽内设置，使得所述动子组件与所述底座的结构更紧凑，从而使所述直线电机的体积更小，以节约成本；且通过将定子组件设于所述安装槽的槽底，且将线圈绕组绕设于所述铁芯朝向所述安装槽的槽底的一侧，以在所述槽底侧形成驱动力，相对于传统的两侧边形成驱动力，两侧驱动力不可能完全一致，因此，底部驱动力可使所述动子组件的滑动更稳定，以使所述直线电机的输出推动力更稳定；且将所述线圈绕组绕设于呈纵长设置的所述第一突出部上，以使线圈绕组的绕线长边与所述动子组件的滑动方向一致以形成横向磁通电机，从而可提高所述直线电机的输出推动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种直线电机的一实施例的结构示意图；

图2为图1中所述直线电机的A-A向的剖面结构示意图；

图3为图1中所述直线电机的A-A向的另一视角的剖面结构示意图；

图4为图1中所述硅钢片和所述线圈的结构示意图；

图5为图1中所述硅钢片的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。但现有的直线电机若要提高电机的推动力，则会相应的需要增加耗电量，使得生产成本相对提高。鉴于此，本发明提供一种直线电机，以改善传统直线电机的工作性能，图1至图5为本发明提供的所述直线电机的一实施例。

请参阅图1、图2和图4，在本实施例中，所述直线电机100包括底座1、定子组件2以及动子组件3。所述底座1具有沿第一方向延伸设置的安装槽11，所述第一方向可为所述底座1的长度方向，也可为所述底座1的其它方向，为方便对所述直线电机100的结构进行说明，下面将以所述直线电机100处于如附图1所示的放置方向时为例进行说明，此时所述安装槽11的槽口则处于朝上设置，当然所述直线电机100的放置方向不限于此；所述定子组件2设于所述安装槽11的槽底；所述动子组件3沿所述第一方向滑动安装于所述安装槽11，所述动子组件3包括铁芯以及线圈绕组32，所述铁芯具有朝向所述安装槽11的槽底凸设的至少一突出部，所述至少一突出部包括沿第一方向延伸呈纵长设置的第一突出部311，所述线圈绕组32绕设于所述第一突出部311的周侧面上。

本发明提供的技术方案中，通过将动子组件3滑动安装于底座1的安装槽11，且定子组件2设于所述安装槽11的槽底，则使得所述动子组件3的至少部分为伸入至所述安装槽11内设置，使得所述动子组件3与所述底座1的结构更紧凑，从而使所述直线电机100的体积更小；且通过将定子组件2设于所述安装槽11的槽底，且将线圈绕组32绕设于所述铁芯朝向所述安装槽11的槽底的一侧，以在所述槽底侧形成驱动力，相对于传统的两侧边形成驱动力，两侧驱动力不可能完全一致，因此，底部驱动力可使所述动子组件3的滑动更稳定，以使所述直线电机100的输出推动力更稳定；且将所述线圈绕组32绕设于呈纵长设置的所述第一突出部311上，以使所述线圈绕组32的绕线长边与所述动子组件3的滑动方向一致以形成横向磁通电机，从而可提高所述直线电机100的输出推动力。

所述线圈绕组32的排布方式有多种，可根据所述直线电机100的负载需求进行布设。

因此，在一实施例中，可将所述第一突出部311设置有多个，且沿着所述安装槽11的宽度方向间隔分布；所述线圈绕组32对应所述多个第一突出部311设置为多个，多个所述线圈绕组32对应绕设于多个所述第一突出部311上，以形成多个并排的线圈绕组32，使得线圈的绕线密度更大，且可形成多个纵长的线圈绕组32，从而可提升所述直线电机100的输出推动力，当所述直线电机100的负载不同时，则只需在不同数量的所述第一突出部311上进行绕线即可。

在另一实施例中，可参阅图4和图5，所述突出部设置为多个，所述多个突出部包括两个第二突出部312，所述第二突出部312沿着所述第一方向延伸，且在所述安装槽11的宽度方向呈间隔设置；所述第一突出部311位于所述两个第二突出部312之间，以在两个所述第二突出部312之间形成绕线槽，所述第一突出部311以形成绕线柱，所述线圈绕组32沿所述绕线柱绕设于所述绕线槽内，以使得所述线圈绕组32的绕线更紧凑，且将所述线圈绕组32绕设在两个所述第二突出部312之间可防止漏磁，以将磁场限制在所述绕线槽所在的区域。

且为了进一步提升所述直线电机100的功率密度，所述动子组件3还包括设于所述铁芯朝向所述安装槽11的槽底的一侧的多个第一磁体33，多个所述第一磁体33沿所述第一方向排布，且每相邻的两个所述第一磁体33的磁性相反。通过在所述动子组件3上增设有所述第一磁体33，以增加所述线圈绕组32的磁场强度，从而增加了所述直线电机100的功率密度，以使得所述直线电机100的输出推动力更大。

当所述突出部包括有两个所述第二突出部312，且所述第一突出部311位于两个所述第二突出部312之间时，在所述第一突出部311和所述第二突出部312朝向所述安装槽11的槽底的一端均设有所述多个第一磁体33，以增强所述线圈绕组32的磁场强度，以提升所述直线电机100的功率密度。

相对应地，所述铁芯的设置方式也有多种。具体的，所述铁芯包括多个沿着所述第一方向叠设的硅钢片31，且硅钢片31都是现有的板材，从而使制造更简单，且通过硅钢片31来代替昂贵的磁铁材质，以更节省生产成本。

具体地，所述突出部的设置形式也有多种，在本实施例中，多个所述硅钢片31朝向所述安装槽11的槽底的一侧均对应设置有凸臂，所述多个硅钢片31的凸臂对应且相互叠设，以对应形成所述突出部，直接对所述硅钢片31进行加工，工艺简单。

多个所述硅钢片31、所述线圈绕组32及多个所述第一磁体33通过灌胶连接呈一体设置，以使得所述动子组件3形成一个整体，以便于进行安装。

具体地，所述定子组件2包括沿所述第一方向布设于所述安装槽11的槽底的多个第二磁体21，每相邻的两个所述第二磁体21的磁性相反。

为增强磁场强度，所述底座1至少对应所述第二磁体21的部分设置为磁性材料，底座1直接使用磁性材料制作，可以减少磁轭零件的设置，以节约成本。

所述动子组件3与所述底座1的连接方式有多种。在本实施例中，所述动子组件3还包括连接所述铁芯和所述底座1设置的滑动结构34，所述滑动结构34包括滑动设于所述底座1上、且与所述动子组件3相连接的滑动块，通过所述滑动块可直接与负载相连接，以带动负载移动，可减速少连接结构的设置，工艺更简单；所述滑动块和所述底座1上其中之一设有滑轨12，其中另一设有与所述滑轨12相配合的滑槽3411，所述滑轨12与所述滑槽3411相配合滑动可使得所述动子组件3的滑动更顺畅。

具体地，可参阅图2和图3，所述滑动块设于所述铁芯朝向所述安装槽11的槽口的一侧，所述滑动块具有伸入至所述安装槽11内且与所述铁芯相连接的伸入段341、以及具有自所述伸入段341沿侧向向外延伸设置的突出段342，所述突出段342的至少部分覆盖于所述安装槽11的槽口的侧缘上，在安装所述动子组件3时，可通过持握所述突出段342以不用伸入至所述安装槽11内进行安装，使安装更方便。

所述底座1具有与所述安装槽11的槽口相对的底壁以及沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；所述滑轨12设置有两个，两个所述滑轨12分别设于所述安装槽11的两个所述旁侧壁上；所述滑槽3411与所述滑轨12呈一一对应设置有两个，两个所述滑槽3411分别设于所述伸入段341与两个所述旁侧壁呈一一对应设置的两个表面。以将所述滑轨12和所述滑槽3411内嵌于所述安装槽11内，使得所述直线电机100的结构更紧凑，体积更小，且两侧滑动连接，使得承力更大、更稳定。

为了便于检测所述动子组件3的位移，所述直线电机100还包括沿所述第一方向布设的磁栅尺4，具体地，所述磁栅尺4设于所述安装槽11靠近槽口处、且位于所述伸入段341与所述安装槽11的内侧壁的间隔之间，以通过所述动子上的读数头与所述磁栅尺4配合以检测所述动子组件3的位移。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：

底座，具有沿第一方向延伸设置的安装槽；

定子组件，设于所述安装槽的槽底；以及，

动子组件，沿所述第一方向滑动安装于所述安装槽，所述动子组件包括铁芯以及线圈绕组，所述铁芯具有朝向所述安装槽的槽底凸设的至少一突出部，所述至少一突出部包括沿第一方向延伸呈纵长设置的第一突出部，所述线圈绕组绕设于所述第一突出部的周侧面上。

2.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一突出部设置多个，且沿着所述安装槽的宽度方向间隔分布；

所述线圈绕组对应所述多个第一突出部设置为多个。

3.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述突出部设置为多个，所述多个突出部包括两个第二突出部，所述第二突出部沿着所述第一方向延伸，且在所述安装槽的宽度方向呈间隔设置；

所述第一突出部位于所述两个第二突出部之间。

4.如权利要求1至3任意一项所述的直线电机，其特征在于，所述铁芯包括多个沿着所述第一方向叠设的硅钢片；

多个所述硅钢片朝向所述安装槽的槽底的一侧均对应设置有凸臂，所述多个硅钢片的凸臂对应且相互叠设，以对应形成所述突出部。

5.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子组件还包括设于所述铁芯朝向所述安装槽的槽底的一侧的多个第一磁体，多个所述第一磁体沿所述第一方向排布，且每相邻的两个所述第一磁体的磁性相反。

6.如权利要求5所述的直线电机，其特征在于，所述突出部设置为多个，所述多个突出部包括两个第二突出部，所述第二突出部沿着所述第一方向延伸，且在所述安装槽的宽度方向呈间隔设置，所述第一突出部位于所述两个第二突出部之间；

所述第一突出部和所述第二突出部朝向所述安装槽的槽底的一端均设有所述多个第一磁体。

7.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述定子组件包括沿所述第一方向布设于所述安装槽的槽底的多个第二磁体，每相邻的两个所述第二磁体的磁性相反；和/或，

所述底座至少对应所述定子组件的部分设置为磁性材料。

8.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子组件还包括连接所述铁芯和所述底座设置的滑动结构，所述滑动结构包括滑动设于所述底座上、且与所述动子组件相连接的滑动块；

所述滑动块和所述底座上其中之一设有滑轨，其中另一设有与所述滑轨相配合的滑槽。

9.如权利要求8所述的直线电机，其特征在于，所述滑动块设于所述铁芯朝向所述安装槽的槽口的一侧，所述滑动块具有伸入至所述安装槽内且与所述铁芯相连接的伸入段、以及具有自所述伸入段沿侧向向外延伸设置的突出段，所述突出段的至少部分覆盖于所述安装槽的槽口侧缘上；

所述底座具有与所述安装槽的槽口相对的底壁以及沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；

所述滑轨设置有两个，两个所述滑轨分别设于两个所述旁侧壁的内侧；

所述滑槽与所述滑轨呈一一对应设置有两个，两个所述滑槽分别设于所述伸入段与两个所述旁侧壁对应的两个表面。

10.如权利要求9所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括沿所述第一方向布设的磁栅尺，所述磁栅尺设于所述安装槽靠近槽口处、且位于所述伸入段与所述安装槽的内侧壁的间隔之间。

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