CN112217369A

CN112217369A - 一种直线电机

Info

Publication number: CN112217369A
Application number: CN201910613475.0A
Authority: CN
Inventors: 魏孔宇; 刘艳余; 何敏; 唐政; 高云峰
Original assignee: Han's Precision Mechatronics Co ltd; Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Han's Precision Mechatronics Co ltd; Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: CN112217369B

Abstract

本发明公开一种直线电机。该电机包括铁芯、线圈、第一导磁板和第一永磁体；铁芯包括有铁芯本体和设置在铁芯本体的至少一个外侧面上且凸出于铁芯本体的芯齿；在铁芯设置芯齿的所有外侧面中至少有一个外侧面设置有第一导磁板，在第一导磁板上面对芯齿的一侧设有第一永磁体，第一永磁体的其中一个磁极邻近芯齿，且第一永磁体邻近芯齿的磁极端以N极和S极或者S极和N极相互交替而排列；线圈缠绕在铁芯本体的外侧面，线圈的缠绕方向与芯齿的凸出方向平行；线圈内通电产生磁场的磁极与对应的第一永磁体邻近芯齿的磁极相互作用，在铁芯本体的长度方向产生推力推动铁芯或者第一导磁板运动。本实施例的线圈的缠绕工艺非常简单，而且可以提高线圈的利用率。

Description

一种直线电机

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

直线电机已经广泛应用于直线电机地铁、磁悬浮列车、直线电机加工中心、自动化流水线、直驱电梯等多个应用领域和场合。

参阅图1，图1为传统的直线电机的结构示意图，传统的直线电机是将漆包线绕成线圈2后套在铁芯1上的芯齿12上，将线圈2与铁芯1装配的工艺比较复杂，尤其是为了提供大推力直线电机时将铁芯1三面设置芯齿12，然后每个芯齿12上面套上线圈2；

当铁芯1的几个侧面都设有芯齿12时，例如图1中两个侧面均设置有芯齿12，在两个侧面的每个芯齿12上面均套设有线圈2，可以看出来所需要的线圈2数量相比一个侧面时就要多很多，因而加工过程更加繁琐耗时，加工效率低下，而且由于在这种线圈设置方法中一个线圈只有一个面被利用产生推力，线圈的利用率非常低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种直线电机，相对于现有技术的直线电机，线圈的缠绕工艺非常简单，而且可以提高线圈的利用率。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一方面本发明实施例公开了一种直线电机，包括：铁芯、线圈、第一导磁板和第一永磁体；

所述铁芯包括有铁芯本体和凸出于所述铁芯本体的芯齿，所述芯齿设置在所述铁芯本体的其中一个外侧面或者两个相对的外侧面且对称设置；

在所述铁芯本体设置有所述芯齿的所有外侧面中至少有一个外侧面设置有所述第一导磁板，在所述第一导磁板上面对所述芯齿的一侧设有至少两个第一永磁体，每个所述第一永磁体的其中一个磁极邻近所述芯齿，所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极端以N极和S极或者S极和N极相互交替而排列，所有的所述第一导磁板上的第一永磁体排布相同；

所述线圈缠绕在所述铁芯本体的外侧面，所述线圈的缠绕方向与所述芯齿的凸出方向平行；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与对应的所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生推力推动所述铁芯或者第一导磁板中的其中一个运动使所述铁芯和第一导磁板之间发生直线相对运动。

进一步的，在所述铁芯本体上未设置芯齿的所有外侧面中至少有一个外侧面设有第二导磁板；

在所述第二导磁板上面对所述铁芯本体的一侧设有至少两个第二永磁体，每个所述第二永磁体的其中一个磁极邻近所述铁芯本体，且所述第二永磁体邻近所述铁芯本体的磁极端以N极和S极或者S极和N极相互交替而排列，所有的所述第二导磁板上的第二永磁体与所述第一导磁板上的第一永磁体排布相同；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与对应的所述第二永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生推力推动所述铁芯或者第二导磁板中的其中一个运动使所述铁芯和第二导磁板之间发生直线相对运动。

可选的，在所述铁芯本体设置有所述芯齿的所有外侧面各自均设有第一导磁板，在所述铁芯本体未设置芯齿的所有外侧面各自均设有第二导磁板。

可选的，所述铁芯为定子，所述第一导磁板为动子，所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第一推力推动所述第一导磁板运动；

或者

所述第一导磁板为定子，所述铁芯为动子，所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第二推力推动所述铁芯运动。

可选的，所述铁芯为定子，所述第一导磁板和第二导磁板均为动子；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第一推力推动所述第一导磁板运动；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第二永磁体邻近所述铁芯本体的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第三推力推动所述第二导磁板运动；

所述第三推力和第一推力方向相同；

或者

所述第一导磁板和第二导磁板均为定子，所述铁芯为动子；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第二推力推动所述铁芯运动；

所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第二永磁体邻近所述铁芯本体的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第四推力推动所述铁芯运动；

所述第四推力和第二推力方向相同。

可选的，所述线圈的数量为三的倍数，每三个相邻的所述线圈为一组，所述一组线圈内通入的电流为三相交流电，所述每一组线圈中的每一个所述线圈对应通入所述三相交流电的其中一个相的电流。

可选的，每个线圈通过一个控制器控制对应相的电流的输入。

可选的，所述动子的速度满足以下公式：v＝2τf，其中，f为频率，τ为所述两个所述第一永磁体之间的距离或者两个所述第二永磁体之间的距离。

可选的，所述两个线圈之间的距离为2τ/3。

可选的，所述芯齿包括多个硅钢片叠压焊接而成。

与现有技术相比，本发明实施例主要有以下效果：

将电线缠绕在铁芯本体上，只需要转动铁芯本体，即可很方便快捷地形成线圈，相比传统的将漆包线先缠绕成已经成型的线圈然后再套入每个芯齿而言，加工非常方便，而且传统的直线电机在每个芯齿上都套设有缠绕好的线圈，如果铁芯只有一侧有芯齿，需要的线圈数量与本实施例一样，但是当直线电机要提供大的输出推力时，在铁芯的两侧甚至三侧都设置芯齿时，需要的线圈数量相比本实施例而言就非常大了，因此本实施例由于所需要的线圈的数量较少，不仅节省了线圈材料而且减少动作流程，极大的提高了直线电机的加工效率。

此外，在每一个线圈的多个侧面均可以设置导磁板和永磁体，每一个侧面的导磁板上的永磁体都可以与线圈产生一个推力，产生的多个推力叠加可以提高直线电机的输出推力，而且相比现有技术为了提高推力在多个侧面芯齿而且在每个芯齿上套设线圈来说，本申请只需要一个线圈就可以产生大推力，每个线圈的多个侧面都被利用上了，大大地提高了线圈的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为传统的直线电机的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中直线电机的立体图；

图3为本发明第二实施例中直线电机的立体图；

图4为图2和图3中的铁芯的结构示意图；

图5为本发明实施例的直线电机的工作原理示意图；

图6为图5中的局部示意图；

图7为图6中的力学分析示意图。

附图标记说明：

1、铁芯；11、铁芯本体；111、端部槽；112、槽；12、芯齿；

2、线圈；3、第一导磁板；4、第一永磁体；5、第二导磁板；

6、第二永磁体。

具体实施方式

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例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将参照相关附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请同时参阅图2和图4，图2为本发明第一实施例中直线电机的立体图；图4为图2中的铁芯的结构示意图。本发明提供一种直线电机，该直线电机包括铁芯1、线圈2、第一导磁板3和第一永磁体4。

所述铁芯1包括有铁芯本体11和凸出于所述铁芯本体11的芯齿12。

所述芯齿12设置在所述铁芯本体11的其中一个外侧面或者两个相对的外侧面且对称设置。

在所述铁芯本体11设置有所述芯齿12的所有外侧面中至少有一个外侧面设置有所述第一导磁板3。

可选的，所述芯齿12设置在所述铁芯本体11的其中一个外侧面。

在所述铁芯本体11设置有所述芯齿12的该外侧面设有第一导磁板3。

可选的，所述芯齿12设置在所述铁芯本体11上两个相对的外侧面且对称设置。

在本实施例中，铁芯本体11的四个外侧面中有两个相对的外侧面设置有芯齿12，本实施例包括以下两种可行的实施方式：

可选的，在第一种实施方式中，铁芯本体11设置有芯齿12的其中一个外侧面设有第一导磁板3，此时第一导磁板3的数量为一个。

可选的，在第一种实施方式中，铁芯本体11设置有芯齿12的两个外侧面各自设有第一导磁板3，此时第一导磁板3的数量的数量为两个。

具体的，在本实施例中，铁芯本体11为沿直线电机运动方向设置的条状结构，在铁芯本体11的所有的外表面中，沿条状结构的长度方向的四个表面称为外侧面，条状结构的两端称为端部，芯齿12为凸出于铁芯本体11的多个凸体，芯齿12在铁芯本体11的外侧面上阵列排布，每一个外侧面设置的芯齿12的数量为至少两个，本申请图2和图4所示的芯齿12的数量为十二个，在本申请其它实施方式中，每一个外侧面设置的芯齿12还可以为其他数量。

芯齿12可以为具有预设厚度的板状结构或者块状结构。

如果芯齿12的板状结构是由一个整体的硅钢板或者硅钢块构成，输入三相交流电的线圈2由于电流不断变化导致磁场不断变化，进而会在芯齿12内产生涡流，本实施例中的芯齿12的板状结构或者块状结构是通过多个硅钢片叠压焊接在一起形成，这样可以避免涡流的产生。

所述线圈2缠绕在所述铁芯本体11的外侧面，所述线圈2的缠绕方向与所述芯齿12的凸出方向平行。具体的，线圈2缠绕在铁芯本体11上，每两个芯齿12之间形成一个容纳线圈2的槽112，其中一部分线圈2容纳在槽112内，另外一部分线圈2缠绕在铁芯本体11的端部槽111。

本实施例中将电线例如漆包线缠绕在铁芯本体11上，只需要转动铁芯本体11，即可将很方便快捷地形成线圈2，参阅图1，传统的直线电机是将漆包线先缠绕成已经成型的线圈2，然后再套入每个芯齿12，相比较传统的直线电机而言，本实施例中的直线电机加工非常方便，而且传统的直线电机在每个芯齿12上都套设有缠绕好的线圈2，如果铁芯1只有一侧有芯齿12，需要的线圈2数量与本实施例一样，但是当铁芯1的两侧甚至三侧都设置芯齿12时，需要的线圈2数量相比本实施例而言就非常大了，因此本实施例由于所需要的线圈2的数量较少，不仅节省了线圈2材料而且减少动作流程，极大的提高了加工效率。

参阅图5、图6和图7，图5为本发明实施例的直线电机的工作原理示意图，图6为图5中的局部示意图，图7为图6中的力学分析示意图。

在所述第一导磁板3上面对所述芯齿12的一侧设有至少两个第一永磁体4，每个所述第一永磁体4的其中一个磁极邻近所述芯齿12，所述第一永磁体4邻近所述芯齿12的磁极端以N极和S极或者S极和N极相互交替而排列。

具体的，每个第一永磁体4包括N极和S极两个磁极，其中一个磁极邻近芯齿12；更具体的，在本实施例中，第一永磁体4的两个磁极沿平行于芯齿12凸出的方向设置；第一永磁体4在邻近芯齿12的磁极端N极和S极或者S极和N极相互交替而排列；可选的，在本实施例中，第一永磁体4在邻近芯齿12的磁极端以N极和S极相互交替而排列，即第一个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为N极，第二个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为S极，第三个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为N极，第四个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为S极……。第一永磁体4在邻近芯齿12的磁极端S极和N极相互交替而排列，即第一个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为S极，第二个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为N极，第三个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为S极，第四个第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端为N极……。

所述线圈2内通电产生磁场的磁极与对应的所述第一永磁体4邻近所述芯齿12的磁极相互作用，在所述铁芯本体11的长度方向产生推力，推动所述铁芯1或者第一导磁板3中的其中一个运动，使所述铁芯1和第一导磁板3之间发生直线相对运动。

具体的，本实施例包括两种可行的实施方式，第一种，所述铁芯1为定子，所述第一导磁板3为动子，所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体4邻近所述芯齿12的磁极相互作用，产生沿所述铁芯本体11的长度方向的第一推力推动所述第一导磁板3运动。

第二种，所述第一导磁板3为定子，所述铁芯1为动子，所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体4邻近所述芯齿12的磁极相互作用，产生沿所述铁芯本体11的长度方向的第二推力推动所述铁芯1运动。

具体的，在本实施例中，所述线圈2的数量为三的倍数，每三个相邻的所述线圈2为一组，所述一组线圈2内通入的电流为三相交流电，其中三相交流电是三个相位差互为120°的对称正弦交流电的组合，所述每一组线圈2中的每一个所述线圈2对应通入所述三相交流电的其中一个相的电流。

如图5、图6和图7所示，以铁芯1为定子，第一导磁板3为动子为例详细说明第一推力的产生以及运动过程。

一组线圈2内通入的三相电流分别为A相、B相和C相三个相的电流，三个相的电流的相位差互为120°。在图5中左起第一个线圈2输入的是A相电流，称该线圈2为第一A相电流线圈2，电流方向如图5所示，上面为电流出来(图中用圆和圆内的·表示)，下面为电流进去(图中用圆和圆内的×表示)，根据右手螺旋定则可知A相电流产生的磁场为左边为S极，右边为N极，对应第一A相电流线圈的第一永磁体4为第一个第一永磁体4，第一个第一永磁体4的磁极方向如图5所示，邻近芯齿12的磁极端为N极，远离芯齿12的磁极端为S极。

初始状态时，第一个第一永磁体4位于第一A相电流线圈2的右边，A相电流线圈2的N极与第一个第一永磁体4的N极相排斥，第一A相电流线圈2与第一个第一永磁体4之间产生相互作用产生作用力，由于第一导磁板3为动子则需要分析第一永磁体4受到的作用力情况，第一A相电流线圈2对第一个第一永磁体4产生的作用力如图6和图7中的F1，F1可以分成在沿铁芯本体11的长度方向的一个分推力F1_推，而A相电流线圈2的S极会对第一个第一永磁体4产生作用力如图6中的F2，该作用力F2可以分成在沿铁芯本体11的长度方向的一个分拉力F2_拉,该分拉力F2_拉与F1_推方向相反，但是由于第一A相电流线圈2的N极到第一个第一永磁体4的N极距离小于第一A相电流线圈2的S极到第一个第一永磁体4的N极距离,因此，F2的大小小于F1，F1_推、F2_拉两个力叠加得到的为推力(这里称为第一推力，当第一导磁板3为定子，所述铁芯1为动子时，将叠加得到的推力称为第二推力)与分推力F1_推方向相同，由于第一个第一永磁体4位于第一A相电流线圈2的右边，则第一A相电流线圈2对第一个第一永磁体4的分推力F1_推的方向是向右，因此第一推力推动第一个第一永磁体4进而带动动子(第一导磁板3)向右运动。

为了使第一导磁板3能够连续向右进行直线运动，线圈2的排布方向以及第一永磁体4的排布方向均应该为从左向右排布，具体的，如图5、图6和图7所示。即线圈2的排布方向以及第一永磁体4的排布方向均沿动子的运动方向进行排布。

当第一导磁板3在向右运动的过程中，靠近第二个线圈2(B相电流线圈2)，再受到第二个线圈2的作用力继续向右运动，实现第一导磁板3的连续直线运动。所述动子的速度满足以下公式：v＝2τf。其中，f为频率，τ为所述两个第一永磁体4之间的距离。

图6中所示的中间状态为动子移动一个周期时的状态，根据频率f＝1/T,T为三相电流的周期，也即一个正弦波的周期，动子在一个周期内移动的距离L＝vT＝2τ[(1/T)*T)]＝2τ,此时动子刚好移动到第二个A相电流线圈2的初始位置，然后从下一个三相电流开始运动，若所述每两个线圈2之间的距离为n，则L＝3n，因此2τ＝3n，则两个线圈2之间的距离n＝2τ/3。

可选的，在第三种实施方式中，所述芯齿12设置在所述铁芯本体11两个相对的外侧面时，在所述铁芯本体11设置有芯齿12的两个外侧面各自均设有第一导磁板3。此时第一导磁板3的数量为两个。

当第一导磁板3有两个时，线圈2会对每一个对应的第一导磁板3产生一个第一推力，两个第一推力的方向都是沿铁芯本体11的长度方向向右，两个第一推力一起推动动子运动，可以提高直线电机的输出推力(指直线电机的总输出推力)。

当线圈2对所有的第一导磁板3产生的推力方向不相同时，各个推力之间产生相互抵消，导致直线电机的输出推力变小甚至无法正常运动，因此线圈2对所有的第一导磁板3产生的推力方向应该相同，则所有的所述第一导磁板3上的第一永磁体4排布应该相同。具体的，所有的所述第一导磁板3上的第一永磁体4的排布位置相同、每两个第一永磁体4之间的间距相同，以及第一永磁体4在第一导磁板3上的极性排布都应该相同，即所有的第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端都以N极和S极相互交替而排列或者所有的第一永磁体4邻近芯齿12的磁极端都以S极和N极相互交替而排列。

当每个第一永磁体4的型号相同，产生的磁性大小也一样时，线圈2对所有的第一导磁板3产生的推力的大小也相同。请同时参阅图3和图4，图3为本发明第二实施例中直线电机的立体图。进一步的，在所述铁芯本体11未设置芯齿12的所有外侧面中至少有一个外侧面设有第二导磁板5。

在所述第二导磁板5上面对所述铁芯本体11的一侧设有至少两个第二永磁体6，每个所述第二永磁体6的两个磁极中的一个磁极邻近所述铁芯本体11，且所述第二永磁体6邻近所述铁芯本体11的磁极端以N极和S极或者S极和N极相互交替而排列；

当线圈2对第一导磁板3和第二导磁板5产生的推力方向不相同时，各个推力之间产生相互抵消，导致直线电机的输出推力变小甚至无法正常运动，因此线圈2对第一导磁板3和第二导磁板5产生的推力方向应该相同，则所有的所述第二导磁板5上的第二永磁体6与所述第一导磁板3上的第一永磁体4排布相同。

所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第二永磁体6邻近所述芯齿12的磁极相互作用，在所述铁芯本体11的长度方向产生推力推动所述铁芯1或者第二导磁板3中的其中一个运动使所述铁芯1和第二导磁板3之间发生直线相对运动。

在本实施例中，不管是第一永磁体4还是第二永磁体6，都共用一个线圈2，而且所有的所述第二导磁板5上的第二永磁体6与所述第一导磁板3上的第一永磁体4排布相同，因此所有的第二导磁板5上的第二永磁体6与第一导磁板3上的第一永磁体4产生推力的原理相同。

当所有的第一永磁体4和第二永磁体6的型号相同，产生的磁性大小也一样时，线圈2对所有的第一导磁板3和第二导磁板5产生的推力的大小也相同。

具体的，本实施例包括以下两种可行的实施方式，

第一种，所述铁芯1为定子，所述第一导磁板3和第二导磁板5均为动子，所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体4邻近所述芯齿12的磁极例如N极或者S极相互作用，在所述铁芯本体11的长度方向产生第一推力推动所述第一导磁板3运动；

所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第二永磁体6邻近所述铁芯本体11的磁极相互作用，在所述铁芯本体12的长度方向产生第三推力推动所述第二导磁板6运动。

在本实施方式中，所有的所述第二导磁板5上的第二永磁体6与所述第一导磁板3上的第一永磁体4排布相同且共用同一个线圈2，因此第三推力产生的原理和过程与前述第一推力的原理和过程一样，此处不予赘述，且产生的第三推力和第一推力方向相同，共同推动所有的动子(包括第一导磁板3和第二导磁板5)向同一个方向直线运动。

具体的，本实施例中的铁芯本体11只有一个外侧面设有芯齿12，在铁芯本体11设置有芯齿12的外侧面设有第一导磁板3时，则有三个外侧面未设置有芯齿12，本实施例包括三种实施方式；

第一种实施方式中，在所述铁芯本体11未设置芯齿12的所有外侧面中只有一个外侧面设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为一个，第一导磁板3的数量为一个，导磁板(包括第一导磁板2和第二导磁板5)的总数量为两个，则直线电机的输出推力为第一推力和第三推力的矢量叠加，则直线电机的输出推力方向与第一推力方向相同，直线电机的输出推力等于第一推力和第三推力进行矢量叠加。

第二种实施方式中，在所述铁芯本体11未设置芯齿12的其中两个外侧面各自均设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为两个，第一导磁板3的数量为一个，导磁板的总数量为三个，直线电机的输出推力等于一个第一推力与两个第三推力进行矢量叠加。

第三种实施方式中，在所述铁芯1未设置芯齿12的所有的外侧面各自均设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为三个，第一导磁板3的数量为一个，即导磁板的总数量为四个，直线电机的输出推力等于一个第一推力与三个第三推力进行矢量叠加。

具体的，本实施例中的铁芯本体11中两个相对的外侧面设有芯齿12时，则有两个外侧面未设置有芯齿12，本实施例包括四种实施方式；

第一种实施方式中，在所述铁芯本体11设置有芯齿12的其中一个外侧面设有第一导磁板3，且在未设置芯齿12的所有外侧面中只有一个外侧面设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为一个，第一导磁板3的数量为一个，此时导磁板的总数量为两个，直线电机的输出推力等于一个第一导磁板3受到的第一推力和一个第二导磁板5受到的第三推力进行矢量叠加。

第二种实施方式中，在所述铁芯本体11设置有芯齿12的两个外侧面均设有第一导磁板3，且在未设置芯齿12的所有外侧面中只有一个外侧面设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为一个，第一导磁板3的数量为两个，此时导磁板的总数量为三个，直线电机的输出推力的大小等于两个第一导磁板3各自受到的第一推力和一个第二导磁板5受到的第三推力进行矢量叠加。

第三种实施方式中，在所述铁芯本体11设置有芯齿12的其中一个外侧面设有第一导磁板3，在所述铁芯本体11未设置芯齿12的所有的外侧面各自均设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为两个，第一导磁板3的数量为一个，此时导磁板的总数量为三个，直线电机的输出推力等于一个第一导磁板3受到的第一推力和两个第二导磁板5各自受到的第三推力进行矢量叠加。

第四种实施方式中，在所述铁芯1设置有芯齿12的两个外侧面均设有第一导磁板3，在所述铁芯1未设置芯齿12的所有的外侧面各自均设有第二导磁板5，此时第二导磁板5的数量为两个，第一导磁板3的数量为两个，此时导磁板的总数量为四个，直线电机的输出推力等于两个第一导磁板3各自受到的第一推力和两个第二导磁板5各自受到的第三推力进行矢量叠加。

在其他一些实施方式中，当第一个第一永磁体4的邻近芯齿12的磁极为N极时，同时第一个第一永磁体4位于第一A相电流线圈2的左侧，只需要改变通入第一A相电流线圈2内的电流方向即可，例如改为上面为电流进入，下面为电流出来，同样根据右手螺旋定则使第一A相电流线圈2产生左边为N极右边为S极的磁场即可实现第一A相电流线圈2对第一A相电流线圈2产生向左的推力，同时为了使第一导磁板3能够连续直线向左运动，线圈2的排布方向以及第一永磁体4的排布方向均应该为从右向左排布。只要合理配置第一个永磁体、第一A相电流线圈2的电流方向以及线圈2的排布方向以及第一永磁体4的排布方向即可实现动子在产生的推力的作用下进行运动。

第二种，所述第一导磁板3和第二导磁板5均为定子，所述铁芯1为动子，所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体4靠近所述芯齿12的磁极例如N极或者S极相互作用，在所述铁芯本体11的长度方向产生第二推力推动所述铁芯1运动；

所述线圈2内通电产生磁场的磁极与所述第二永磁体6邻近所述铁芯本体11的磁极相互作用，在所述铁芯本体11的长度方向产生第四推力推动所述铁芯1运动。

在本实施方式中，由于铁芯1为动子可以在力的作用下运动，因此第一导磁板3上的第一永磁体4与线圈2相互作用产生的推力是作用于铁芯1，此时所有作用力(包括F1、F2)的方向均反过来，参阅图5、图6和图7，图中的永磁体和线圈2内的电流方向所产生的作用力对动子(铁芯1)产生向左的分推力可以推动动子向左运动，但是为了使动子(铁芯1)可以连续直线向左运动，需要将永磁体和线圈2从右往左排列。

在其他一些实施例中，仅仅是改变永磁体的磁极方向、线圈2内通入的电流方向、永磁体和线圈2的从左至右排列或者从右至左排列中的内容，虽然与本方案提及的布局方式不同，但是与本方案的作用原理、效果相同，也属于本方案保护的范围。

本实施例中，第一永磁体4和第二永磁体6可以采用磁铁，形状可以为方形。第一导磁板3和第二导磁板5可以采用导磁钢板。可选的，将磁铁用胶水粘贴在导磁钢板上。

本实施例中在每一个线圈2的四个侧面均可以设置导磁板(将如前所述的第一导磁板3或者第二导磁板5统称为导磁板)和永磁体(将如前所述的设置在第一导磁板3的第一永磁体4或者设置在第二导磁板5上的第二永磁体6统称为永磁体)，每一个侧面的导磁板上的永磁体都可以与线圈2产生一个推力，产生的多个推力叠加可以提高直线电机的输出推力，而且相比现有技术为了提高直线电机的输出推力在多个侧面设置芯齿12而且在每个芯齿12上套设线圈2来说，本实施例只需要一个线圈2就可以产生较大的输出推力，每个线圈2的多个侧面都被利用上了，大大地提高了线圈2的利用率。

进一步的，每个线圈2通过一个控制器(图未示)控制对应相的电流的输入。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims

1.一种直线电机，其特征在于，包括铁芯、线圈、第一导磁板和第一永磁体；

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，在所述铁芯本体上未设置芯齿的所有外侧面中至少有一个外侧面设有第二导磁板；

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，在所述铁芯本体设置有所述芯齿的所有外侧面各自均设有第一导磁板，在所述铁芯本体未设置芯齿的所有外侧面各自均设有第二导磁板。

4.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述铁芯为定子，所述第一导磁板为动子，所述线圈内通电产生磁场的磁极与所述第一永磁体邻近所述芯齿的磁极相互作用，在所述铁芯本体的长度方向产生第一推力推动所述第一导磁板运动；

或者

5.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述铁芯为定子，所述第一导磁板和第二导磁板均为动子；

所述第三推力和第一推力方向相同；

或者

所述第一导磁板和第二导磁板均为定子，所述铁芯为动子；

所述第四推力和第二推力方向相同。

6.根据权利要求4或者5任一项所述的直线电机，其特征在于，所述线圈的数量为三的倍数，每三个相邻的所述线圈为一组，所述一组线圈内通入的电流为三相交流电，所述每一组线圈中的每一个所述线圈对应通入所述三相交流电的其中一个相的电流。

7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，每个线圈通过一个控制器控制对应相的电流的输入。

8.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述动子的速度满足以下公式：v＝2τf，其中，f为频率，τ为所述两个所述第一永磁体之间的距离或者两个所述第二永磁体之间的距离。

9.根据权利要求8所述的直线电机，其特征在于，所述两个线圈之间的距离为2τ/3。

10.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述芯齿包括多个硅钢片叠压焊接而成。