CN113162362B - 一种高推力密度的直线电机及电机模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高推力密度的直线电机及电机模组，包括动子座，动子座底部连接有动子，动子底部设置有定子，底座顶部安装有两个对称的用于动子座移动的滑动组件，底座两端连接有限定行程的挡板，挡板上设有防止动子座撞击的防撞器，底座两侧设有通电产生电磁的电磁组件，动子座两侧设有用于断电情况下动子座固定的磁停组件，本发明通过底座两侧电磁组件通电产生与磁停组件排斥的磁力和通过断电时，电磁组件产生的磁力消失，磁停组件通过磁性吸附在电磁组件上，从而使得动子座固定，本方案通过电磁组件的通电和断电，产生对磁停组件排斥或吸引，解决了现有直线电机及电机模组在使用时，易发生断电滑动，造成工件损坏的问题。

Description

一种高推力密度的直线电机及电机模组

技术领域

本发明涉及直线电机及电机模组技术领域，具体为一种高推力密度的直线电机及电机模组。

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，而不需要任何中间转换机构的传动装置。直线电机通常被认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，再加上直线电机本身具有结构简单、定位精度高以及反应快、灵敏性高等优点，世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机的应用领域越来越广。

现有的高密度推力的直线电机及电机模组在使用时，定子作为初级，动子作为次级，形成电机绕组，在通入三相电后，作为初级的定子产生与作为次级的动子相互排斥的磁力，不断推动动子呈直线移动，使得电机模组能够正常运行，电机模组在使用时通过直线电机运作，在断电的情况下，定子和动子的磁力消失，定子和动子之间的磁力连接关系断开，电机模组滑轨上的动子座无法保持固定，直线电机模组在垂直使用情况下，工作中突然断电时，动子座垂直向下滑动，动子座上安装的加工器械就会划伤工件表面，就会造成未加工完成的工件发生损坏。为此，我们提出一种高推力密度的直线电机及电机模组。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高推力密度的直线电机及电机模组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直线电机模组，包括动子座，所述动子座底部连接有用于带动动子座移动的动子，所述动子底部设有定子，且定子由于产生磁力推动动子移动。

优选的，所述底座两端设有行程限定的两个挡板，两个所述挡板上设有防止动子座发生撞击的防撞器，所述底座顶部设有用于动子座移动的滑动组件，所述底座两侧设有通电产生磁力的电磁组件，所述动子座两侧设有断电固定动子座的磁停组件。

优选的，所述电磁组件包括固定件，所述底座两侧均设有两个对称的固定件，两个所述固定件之间设有电磁板，且电磁板通电产生磁力，所述电磁板两端设有能够使电磁板安装在固定件上的圆形块，所述底座两侧与电磁板之间设有使电磁板轻微晃动的缓冲件。

优选的，所述固定件包括连接在底座两侧的固定块，所述固定块一侧设有固定电磁板的限位块，所述限位块上开设有用于电磁板受到撞击能够进行泄力让位的腰型孔，且电磁板两端在腰型孔内部移动。

优选的，所述缓冲件包括连接在底座两侧的连接板，所述连接板一侧设有多个均匀分布的用于压缩泄力的第二弹簧，多个所述第二弹簧一端设有多个与电磁板接触并接受撞击力的缓冲块。

优选的，所述磁停组件包括连接在动子座两侧的安装块，所述安装块一侧设有限位件，所述限位件上设有用于电磁板断电吸附固定的磁吸件，且限位件用于磁吸件被电磁板产生的磁力排斥时，控制磁吸件与电磁板的排斥距离，所述磁吸件和限位件之间设有用于防止磁吸件与限位件发生碰撞的第一弹簧。

优选的，所述限位件包括连接在安装块一侧的方形块，且方形块呈L形，所述方形块L形厚板处一侧设有两个对称的转座，转座用于磁吸件的转动，所述方形块L形薄板处底部设有用于连接第一弹簧的凸板，且凸板在磁吸件一侧。

优选的，所述磁吸件包括连接在转座上的两个转块，且转块转动于转座上，两个所述转块之间设有用于转动的转动板，且转动板一侧与第一弹簧连接，所述转动板另一侧设有具有磁性的磁铁块，且磁铁块可以通过磁吸力带动转动板转动。

优选的，所述滑动组件包括安装在底座顶部的两条滑轨，所述滑轨顶部设有两个用于带动动子座移动的滑块，所述滑块内部开设有多个均匀分布的滚珠槽，所述滚珠槽内部设有能够减少滑块与滑轨之间摩擦力的滚珠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过将直线电机上定子安装在底座上进行连接，通过在底座上设置滑动组件来方便定子推动转子移动，通过在底座两侧连接电磁组件，用来在直线电机工作时，能够产生电磁场，通过在动子座两侧连接磁停组件，用来在电磁组件不通电的情况下，吸附在电磁组件上，从而使得动子座不会随意滑动，通过这几种组件之间的配合，解决了现有直线电机及电机模组在使用过程中，突然断电，模组上连接的加工工具划伤工件表面，造成工件损坏。

2、本发明通过在滑块内部开设多个滚珠槽，并在多个滚珠槽内部连接滚珠，用来使滑块在滑轨上滑动时，能够减少摩擦力，使得滑动更加顺畅，并且减少摩擦产生的热量，有利于提高滑轨和滑块的使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明分结构一示意图；

图3为本发明分结构二示意图；

图4为本发明电磁组件结构示意图；

图5为本发明固定件结构示意图；

图6为本发明缓冲件结构示意图；

图7为本发明磁停组件结构示意图；

图8为本发明限位件结构示意图；

图9为本发明磁吸件结构示意图；

图10为本发明滑动组件结构示意图。

图中：1-动子座；2-动子；3-定子；4-底座；5-挡板；6-防撞器；7-滑动组件；8-电磁组件；9-磁停组件；71-滑轨；72-滑块；73-滚珠槽；74-滚珠；81-固定件；82-电磁板；83-圆形块；84-缓冲件；91-安装块；92-限位件；93-磁吸件；94-第一弹簧；811-固定块；812-限位块；813-腰型孔；841-连接板；842-第二弹簧；843-缓冲块；921-方形块；922-转座；923-凸板；931-转动板；932-转块；933-磁铁块。

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做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。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种直线电机模组，通过将直线电机上定子3安装在底座4上进行连接，通过在底座4上设置滑动组件7来方便定子3推动转子移动，通过在底座4两侧连接电磁组件8，用来在直线电机工作时，能够产生电磁场，通过在动子座1两侧连接磁停组件9，用来在电磁组件8不通电的情况下，吸附在电磁组件8上，从而使得动子座1不会随意滑动，通过这几种组件之间的配合，解决了现有直线电机及电机模组在使用过程中，突然断电，模组上连接的加工工具划伤工件表面，造成工件损坏，通过在滑块72内部开设多个滚珠槽73，并在多个滚珠槽73内部连接滚珠74，用来使滑块72在滑轨71上滑动时，能够减少摩擦力，使得滑动更加顺畅，并且减少摩擦产生的热量，有利于提高滑轨71和滑块72的使用寿命。

还包括底座4，底座4两端连接有两个挡板5，挡板5用于行程限定，两个挡板5相对于动子座1的一端连接有多个防撞器6，防撞器6防止动子座1撞击挡板5，底座4顶部连接有两个用于动子座1移动的滑动组件7，两个滑动组件7之间底座4顶部连接有定子3，滑动组件7顶部连接有动子座1，动子座1底部连接有动子2，底座4两侧连接有两个用于通电产生磁力的电磁组件8，动子座1两侧连接有两个固定动子座1的磁停组件9，通电运行时，定子3产生磁力推动动子2带动动子座1在滑动组件7上移动，在断电情况下，电磁组件8不产生磁力，磁停组件9通过磁性吸引吸附在电磁组件8上。

滑动组件7包括连接在底座4顶部的滑轨71，滑轨71外侧滑动连接有两个滑块72，滑块72内底部开设有多个均匀分布的滚珠槽73，多个滚珠槽73内部均转动连接有滚珠74，多个滚珠74与滑轨71顶部接触，当滑块72移动时，滚珠74通过与滑轨71顶部接触进行滚动，减少滑块72与滑轨71之间的摩擦力，也相对减少了滑块72与滑轨71之间摩擦产生的热量。

底座4两侧连接的电磁组件8包括固定件81，固定件81包括连接在底座4一侧的固定块811，固定块811远离底座4的一侧连接有限位块812，限位块812上开设有腰型孔813，底座4一侧连接有两个对称的固定件81，电磁板82两端连接有圆形块83，圆形块83连接在腰型孔813内部，限位块812与电磁板82两端接触，底座4一侧两固定件81之间连接有缓冲件84，缓冲件84包括连接在底座4一侧的连接板841，连接板841远离底座4的一侧连接有多个均匀分布的第二弹簧842，多个第二弹簧842远离连接板841一端连接有缓冲块843，电磁板82通电时，产生对磁停组件9的排斥力，当电磁板82断电时，磁力消失，就会变成普通的铁板，这时磁停组件9上的磁铁块933通过自身的磁性吸力，吸附在电磁板82一侧，电磁板82就会收到撞击力，电磁板82受到撞击力时，电磁板82两端通过腰型孔813让位移动，电磁板82一侧推动缓冲块843移动，缓冲块843顶动第二弹簧842进行压缩，这时缓冲块843和第二弹簧842就会对电磁板82进行一个泄力，有效的防止了电磁板82受到撞击而发生形变的问题。

磁停组件9包括连接在动子座1一侧的安装块91，安装块91远离动子座1的一侧连接有限位件92，限位件92包括连接在安装块91一侧的方形块921，方形块921呈L形，方形块921L形厚板处远离安装块91的一侧连接有转座922，方形块921L形薄板处底部连接有凸板923，磁吸件93包括转动连接在转座922上的两个转块932，两个转块932之间连接有转动板931，转动板931与凸板923之间连接有第一弹簧94，转动板931远离凸板923的一侧连接有磁铁块933，当电磁板82失去对磁铁块933的排斥力时，磁铁块933通过自身的磁性吸力，靠近电磁板82，直至完全吸附在电磁板82一侧，这时转块932通过与转座922的转动关系，带动转动板931转动，第一弹簧94拉伸，当磁铁块933因为排斥力远离电磁板82时，第一弹簧94受到压缩，产生弯曲，使得转动板931转动到一定的角度时停止转动，保证了转动板931与凸板923之间不会发生撞击。

实施例：该电机模组在具体生产加工使用的过程中，动子座1上安装加工工具，电机模组有垂直使用的情况，在加工生产时，会遇到停电和设备电箱出现短路导致设备断电的情况，设备断电时，直线电机因为没有通电，定子3无法产生推动和控制动子2移动的磁力，安装动子2的动子座1就会通过滑块72和滑轨71出现垂直向下的滑动，这时动子座1上安装的加工工具因为失去电力的支持无法复位离开加工的工件，就会随着动子座1滑动，进而划伤加工的工件表面，使得加工工件发生损坏，并且加工工具也可能发生损坏，这样造成一定的经济损失。

工作原理：在定子3产生磁力推动动子2移动，动子座1上安装的加工工具对工件进行加工，动子座1通过滑块72与滑槽的滑动，不停地往复移动，两个挡板5上的防撞器6对动子座1撞击时产生泄力，在工作运行的情况下，电磁板82通电产生对磁铁块933的排斥力，磁铁块933通过转块932和转座922之间的转动关系，顶着转动板931转动，转动板931转动时，转动板931和凸板923之间的第一弹簧94压缩形变，使得转动板931转动到一定的角度时停止，在断电时，定子3失去了推动和控制动子2的磁力，动子座1就会发生通过滑块72在滑轨71上滑动的情况，这时，电磁板82断电失去对磁铁块933的排斥力，电磁板82变为普通的铁板，磁铁块933通过自身的磁性吸力，快速靠近直至吸附在失去磁性的电磁板82一侧，通过固定在动子座1两侧的安装块91使得动子座1不会因为定子3失去对动子2的控制而发生滑动现象，就会将动子座1固定在滑轨71的某一位置，在下一次通电的情况下在进行移动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种直线电机模组，包括动子座（1），所述动子座（1）底部连接有用于带动动子座（1）移动的动子（2），所述动子（2）底部设有定子（3），且定子（3）用于产生磁力推动动子（2）移动；

还包括连接在所述定子（3）底部的底座（4），所述底座（4）两端设有行程限定的两个挡板（5），两个所述挡板（5）上设有防止动子座（1）发生撞击的防撞器（6），所述底座（4）顶部设有用于动子座（1）移动的滑动组件（7），所述底座（4）两侧设有通电产生磁力的电磁组件（8），所述动子座（1）两侧设有断电固定动子座（1）的磁停组件（9）；

所述电磁组件（8）包括固定件（81），所述底座（4）两侧均设有两个对称的固定件（81），两个所述固定件（81）之间设有电磁板（82），且电磁板（82）通电产生磁力，所述电磁板（82）两端设有能够使电磁板（82）安装在固定件（81）上的圆形块（83），所述底座（4）两侧与电磁板（82）之间设有使电磁板（82）轻微晃动的缓冲件（84）。

2.根据权利要求1所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述固定件（81）包括连接在底座（4）两侧的固定块（811），所述固定块（811）一侧设有固定电磁板（82）的限位块（812），所述限位块（812）上开设有用于电磁板（82）受到撞击能够进行泄力让位的腰型孔（813），且电磁板（82）两端在腰型孔（813）内部移动。

3.根据权利要求2所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述缓冲件（84）包括连接在底座（4）两侧的连接板（841），所述连接板（841）一侧设有多个均匀分布的用于压缩泄力的第二弹簧（842），多个所述第二弹簧（842）一端设有多个与电磁板（82）接触并接受撞击力的缓冲块（843）。

4.根据权利要求3所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述磁停组件（9）包括连接在动子座（1）两侧的安装块（91），所述安装块（91）一侧设有限位件（92），所述限位件（92）上设有用于电磁板（82）断电吸附固定的磁吸件（93），且限位件（92）用于磁吸件（93）被电磁板（82）产生的磁力排斥时，控制磁吸件（93）与电磁板（82）的排斥距离，所述磁吸件（93）和限位件（92）之间设有用于防止磁吸件（93）与限位件（92）发生碰撞的第一弹簧（94）。

5.根据权利要求4所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述限位件（92）包括连接在安装块（91）一侧的方形块（921），且方形块（921）呈L形，所述方形块（921）L形厚板处一侧设有两个对称的转座（922），转座（922）用于磁吸件（93）的转动，所述方形块（921）L形薄板处底部设有用于连接第一弹簧（94）的凸板（923），且凸板（923）在磁吸件（93）一侧。

6.根据权利要求5所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述磁吸件（93）包括连接在转座（922）上的两个转块（932），且转块（932）转动于转座（922）上，两个所述转块（932）之间设有用于转动的转动板（931），且转动板（931）一侧与第一弹簧（94）连接，所述转动板（931）另一侧设有具有磁性的磁铁块（933），且磁铁块（933）通过磁吸力带动转动板（931）转动。

7.根据权利要求6所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述滑动组件（7）包括安装在底座（4）顶部的两条滑轨（71），所述滑轨（71）顶部设有两个用于带动动子座（1）移动的滑块（72），所述滑块（72）内部开设有多个均匀分布的滚珠槽（73），所述滚珠槽（73）内部设有能够减少滑块（72）与滑轨（71）之间摩擦力的滚珠（74）。

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