CN114900009B - 稳定型竖向磁悬浮直线电机模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直线电机模组技术领域，尤其涉及稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，包括底座、定子、动子、载物平台、滑套安装杆、滑套和滑轨，所述滑套安装杆的上端固定安装有固定块，所述固定块的内部安装有电磁铁，固定块上还插设有铁杆，所述铁杆的一端与电磁铁的端部相接触，所述铁杆的另一端与滑轨相接近，所述滑轨的内部安装有铁芯，所述电磁铁与铁芯相适配，该直线电机模组中，滑套的上端设置有固定块，固定块的内部设置有电磁铁，固定块上还设置有与电磁铁适配的铁杆，滑轨的内部设置有铁芯，通过电磁铁将铁杆磁化，铁杆吸引铁芯，阻碍滑套发生偏转，有效的减小了滑套端部所受到的推力，使得滑套受力均匀，滑套不易磨损，装置能够正常的使用。

Description

稳定型竖向磁悬浮直线电机模组

技术领域

本发明涉及直线电机模组技术领域，尤其涉及稳定型竖向磁悬浮直线电机模组。

背景技术

磁悬浮直线电机是一种将电能直接转换成直线运动，而不需通过任何中间转换机构的电机。磁悬浮直线电动机的特点在于直接产生直线运动，与间接产生直线运动的“旋转电动机，滚动丝杠”相比，磁悬浮直线电机具有如下优点：摩擦力小（摩擦力主要来自于导轨处），结构简单、体积小，加速度快等；但是磁悬浮直线电机不能自锁紧，为了保证操作安全，特别是竖向设置的磁悬浮直线电机，一般要额外配备锁紧机构，来提高机床的安全性能。

且对于竖向设置的磁悬浮直线电机，如图7-8所示，载物平台6负载有承载物33，滑套8套设在滑轨9的外侧，承载物33（包括载物平台6等）在重力作用下，会提供滑套8一个沿滑套中心转动的力，为了阻止滑套8转动，滑轨9会对滑套8的上端和滑套8的下端施加阻碍滑套8转动的力，如图7所示，承载物33对滑套的作用力为F3，对应的力臂为L3，滑轨9会对滑套8的作用力为F1和F2，对应的力臂为L1、L2，由于滑套8保持平衡，此时F1*L1+F2*L2=F3*L3，当承载物33质量较大或者承载物33重心距离载物平台6较远时，F1和F2会明显的变大，滑套8上处于F1和F2作用点的区域会受到较大的摩擦力，随着稳定型竖向磁悬浮直线电机模组不断的运行，滑套端部容易被磨损，导致滑套的中心线偏离导轨的中心线，如图8所示，进而导致动子的倾斜角度发生变化（图中未画出），改变动子与定子之间的最小距离，严重时动子会与定子发生接触，动子与定子之间发生摩擦，容易导致装置的损坏。因此，我们提出了一种稳定型竖向磁悬浮直线电机模组。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，包括底座、定子、动子、载物平台、滑套安装杆、滑套和滑轨，所述底座为竖向设置，所述定子固定设置在底座上，定子之间设置有供动子沿底座长度方向运动的凹槽，动子与定子凹槽内壁之间存在间隙，动子的端部通过连接块与载物平台相连接，所述载物平台上通过滑套安装杆安装有两个相互对应的滑套，所述底座的端部固定安装有侧板，所述侧板之间安装有两个相互对应的滑轨，所述滑套与滑轨相适配，所述滑套安装杆的上端固定安装有固定块，所述固定块的内部安装有电磁铁，所述固定块上还插设有铁杆，所述铁杆的一端与电磁铁的端部相接触，所述铁杆的另一端与滑轨相接近，所述滑轨的内部安装有铁芯，所述电磁铁与铁芯相适配。

优选的，所述滑套的上端固定安装有压力传感器，压力传感器和铁杆位于滑轨的两侧，所述压力传感器的检测端与滑轨的侧壁相接触，通过压力传感器的读数，可以来调整电磁铁的功率，即当压力传感器的读数大时，可以适当增加电磁铁的功率，当压力传感器的读数为零时，可以适当的减小电磁铁的功率，使得压力传感器的读数略大于零，即压力传感器正好与滑轨接触，滑套与滑轨之间的受力均匀。

优选的，还包括制动机构，所述制动机构包括弹性制动片和制动板，所述弹性制动片设置在固定块上，所述制动板设置在底座上，弹性制动片和制动板相适配。

优选的，所述固定块的内部安装有第一气囊和第二气囊，第一气囊和第二气囊位于电磁铁的两侧，所述第一气囊和第二气囊之间连接有通气管，所述通气管上安装有进气口与第一气囊连通的第一泄压阀，所述第一气囊上还设置有进气管，所述进气管的端部延伸至固定块的外侧，所述固定块的内部还设置有第一磁铁块和第二磁铁块，第一磁铁块和第二磁铁块位于电磁铁的两侧，第一磁铁块和第二磁铁块磁极相同的一端相互靠近，所述第一气囊远离电磁铁的端面固定连接有推板，第一磁铁块的端部与所述推板的端面固定连接，所述第二气囊远离电磁铁的一侧连接有壳体，所述壳体的开口处连接有所述弹性制动片，第二磁铁块固定安装在壳体上，所述壳体上还设置有与第二气囊相连通的第二泄压阀，当电磁铁吸引第一磁铁块时，推板沿固定块的内壁滑动并挤压第一气囊，将第一气囊的气体挤入第二气囊，第二气囊推动壳体使得弹性制动片和制动板相接触；当电磁铁吸引第二磁铁块时，壳体挤压第二气囊，第二气囊内部的气体通过第二泄压阀排出。

优选的，所述弹性制动片与壳体的开口处密封连接，弹性制动片上开设有呈阵列分布的第一通孔，所述制动板上开设有呈阵列分布的第二通孔，当弹性制动片与制动板接触时，第一通孔与第二通孔相连通，第二气囊排气时，气体能够通过第一通孔和第二通孔排出，第二通孔排出的气体能够对定子和动子进行吹扫，便于对定子和动子进行降温。

优选的，所述第二通孔靠近第一通孔一端的直径大于第一通孔的直径，所述第二通孔远离第一通孔一端的直径小于第一通孔的直径，第二通孔一端直径大，保证载物平台在任意位置停下时，第一通孔更容易与第二通孔连通，第二通孔另一端直径小，使得气体从第二通孔排出，能够保证气体流速快，通过高速气流对动子以及定子进行降温。

优选的，所述制动板通过支撑杆与所述底座相连接。

优选的，所述壳体的外壁上设置有滑块，所述固定块的内壁上设置有滑槽，所述滑块与滑槽相适配，通过滑块与滑槽相配合，保证壳体能够稳定的滑动。

优选的，所述底座上固定设置有垫板，所述定子与所述垫板固定连接。

优选的，所述侧板相互靠近的一侧均安装有缓冲块，缓冲块能够对载物平台进行一定的缓冲。

本发明的有益效果是：

1、该稳定型竖向磁悬浮直线电机模组中，滑套的上端设置有固定块，固定块的内部设置有电磁铁，固定块上还设置有与电磁铁适配的铁杆，滑轨的内部设置有铁芯，通过电磁铁将铁杆磁化，铁杆吸引铁芯，阻碍滑套发生偏转，有效的减小了滑套端部所受到的推力，使得滑套受力均匀，滑套不易磨损，装置能够正常的使用，滑套的上端设置了压力传感器，可以根据承载物质量的不同，调整电磁铁的功率，进一步的调整铁杆对铁芯的吸力，保证滑套受力均匀，延长装置的使用寿命。

2、该稳定型竖向磁悬浮直线电机模组中，固定块上设置有制动机构，通过弹性制动片与制动板相配合，载物平台运动到指定位置后，可以立即制动，实现自锁紧，且直线电机模组再次运行时，可以快速的解除制动，保证装置正常运行，具体操作时，载物平台运动到指定位置后，切换经过电磁铁的电流方向，电磁铁磁极发生改变，电磁铁吸引第一磁铁块，将第一气囊内的气体挤入第二气囊，第二气囊发生膨胀，弹性制动片与制动板相接触，且制动板上设置有第二通孔，弹性制动片上的部分区域会延伸至第二通孔内，使得弹性制动片无法移动，实现载物平台的锁止，稳定型竖向磁悬浮直线电机模组再次运行时，切换经过电磁铁的电流方向，电磁铁吸引第二磁铁块，第二气囊被压缩，气体从第二泄压阀排出，第二气囊发生收缩，弹性制动片与制动板快速分离，装置能正常运行。

3、该稳定型竖向磁悬浮直线电机模组中，电磁铁吸引第二磁铁块，第二气囊被压缩，气体从第二泄压阀排出时，会依次通过第一通孔和第二通孔排出，由于第二气囊排气速度快，第二通孔处能够对定子以及动子喷出高速气流，便于对定子以及动子进行降温，延长装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的主视结构示意图；

图2为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的俯视结构示意图；

图3为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的侧视结构示意图；

图4为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的图3的横剖结构示意图；

图5为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的图4中A处的放大结构示意图；

图6为本发明提出的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组的滑轨与滑套的局部剖视结构示意图；

图7为本发明提出背景技术中滑套与滑轨的初始状态剖视结构示意图；

图8为本发明提出背景技术中滑套与滑轨的运行一段时间的剖视结构示意图。

图中：1底座、2垫板、3定子、4动子、5连接块、6载物平台、7滑套安装杆、8滑套、9滑轨、10固定块、11电磁铁、12铁杆、13铁芯、14压力传感器、15第一气囊、16通气管、17第二气囊、18进气管、19减压阀、20第一磁铁块、21推板、22第一泄压阀、23壳体、24第二磁铁块、25第二泄压阀、26弹性制动片、27第一通孔、28支撑杆、29制动板、30第二通孔、31侧板、32缓冲块、33承载物。

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。

参照图1-6，稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，包括底座1、定子3、动子4、载物平台6、滑套安装杆7、滑套8和滑轨9，所述底座1为竖向设置，所述定子3固定设置在底座1上，底座1上固定设置有垫板2，所述定子3与所述垫板2固定连接，定子3之间设置有供动子4沿底座1长度方向运动的凹槽，动子4与定子3凹槽内壁之间存在间隙，动子4的端部通过连接块5与载物平台6相连接，所述载物平台6上通过滑套安装杆7安装有两个相互对应的滑套8，所述底座1的端部固定安装有侧板31，所述侧板31之间安装有两个相互对应的滑轨9，所述滑套8与滑轨9相适配，所述滑套安装杆7的上端固定安装有固定块10，所述固定块10的内部安装有电磁铁11，所述固定块10上还插设有铁杆12，所述铁杆12的一端与电磁铁11的端部相接触，所述铁杆12的另一端与滑轨9相接近，所述滑轨9的内部安装有铁芯13，所述电磁铁11与铁芯13相适配，侧板31相互靠近的一侧均安装有缓冲块32，通过缓冲块能够对载物平台6进行缓冲。

所述滑套8的上端固定安装有压力传感器14，压力传感器14和铁杆12位于滑轨9的两侧，所述压力传感器14的检测端与滑轨9的侧壁相接触。

还包括制动机构，所述制动机构包括弹性制动片26和制动板29，所述弹性制动片26设置在固定块10上，所述制动板29设置在底座1上，弹性制动片26和制动板29相适配，制动板29通过支撑杆28与所述底座1相连接。

所述固定块10的内部安装有第一气囊15和第二气囊17，第一气囊15和第二气囊17位于电磁铁11的两侧，所述第一气囊15和第二气囊17之间连接有通气管16，所述通气管16上安装有进气口与第一气囊15连通的第一泄压阀22，所述第一气囊15上还设置有进气管18，所述进气管18的端部延伸至固定块10的外侧，所述固定块10的内部还设置有第一磁铁块20和第二磁铁块24，第一磁铁块20和第二磁铁块24位于电磁铁11的两侧，第一磁铁块20和第二磁铁块24磁极相同的一端相互靠近，所述第一气囊15远离电磁铁11的端面固定连接有推板21，第一磁铁块20的端部与所述推板21的端面固定连接，所述第二气囊17远离电磁铁11的一侧连接有壳体23，所述壳体23的开口处连接有所述弹性制动片26，第二磁铁块24固定安装在壳体23上，所述壳体23上还设置有与第二气囊17相连通的第二泄压阀25，当电磁铁11吸引第一磁铁块20时，推板21沿固定块10的内壁滑动并挤压第一气囊15，将第一气囊15的气体挤入第二气囊17，第二气囊17推动壳体23使得弹性制动片26和制动板29相接触；当电磁铁11吸引第二磁铁块24时，壳体23挤压第二气囊17，第二气囊17内部的气体通过第二泄压阀25排出，所述壳体23的外壁上设置有滑块，所述固定块10的内壁上设置有滑槽，所述滑块与滑槽相适配。

第一气囊15设置的目的是：预先通过第一气囊15存储一定量的压缩气体，需要制动时，只需要通过第一磁铁块20配合推板21将第一气囊15内的气体挤入第二气囊17，相比于直接通过管道对第二气囊17充气，这种方式更加的快速。

由于第一磁铁块20和第二磁铁块24磁极相同的一端相互靠近，电磁铁11吸引第一磁铁块20的时候，电磁铁11同时会排斥第二磁铁块24，此时第二磁铁块24会带动壳体23运动，将弹性制动片26推至制动板29，实现初步制动，电磁铁11排斥第二磁铁块24的同时，电磁铁11会吸引第一磁铁块20，将第一气囊15内的气体挤入第二气囊17，同样的第二气囊17也会推动壳体23运动，将弹性制动片26压向制动板29，第二磁铁块24与第二气囊17共同推动弹性制动片26运动，能够减少制动所消耗的时间，且装置停机后，切断电源时，电磁铁11失去磁性，但在第二气囊17的作用下，弹性制动片26仍然能够紧紧的压在制动板29上，仍能够保证制动，载物平台6无需复位，便于装置的使用。

所述弹性制动片26与壳体23的开口处密封连接，弹性制动片26上开设有呈阵列分布的第一通孔27，所述制动板29上开设有呈阵列分布的第二通孔30，当弹性制动片26与制动板29接触时，第一通孔27与第二通孔30相连通，第二气囊17排气时，气体能够通过第一通孔27和第二通孔30排出，第二通孔30排出的气体能够对定子3和动子4进行吹扫，便于对定子3和动子4进行降温，所述第二通孔30靠近第一通孔27一端的直径大于第一通孔27的直径，所述第二通孔30远离第一通孔27一端的直径小于第一通孔27的直径，第二通孔30一端直径大，保证载物平台6在任意位置停下时，第一通孔27更容易与第二通孔30连通，第二通孔30另一端直径小，使得气体从第二通孔30排出，能够保证气体流速快，通过高速气流对动子3以及定子4进行降温。

该稳定型竖向磁悬浮直线电机模组中，通过电磁铁11将铁杆12磁化，铁杆12吸引铁芯13，阻碍滑套8发生偏转，通过铁杆12吸引铁芯13，将承载物33以及载物平台6对滑套8的拉力相抵消，有效的减小了滑套8端部所受到的推力，使得滑套8受力均匀，滑套8不易磨损，装置能够正常的使用，滑套8的上端设置了压力传感器，可以根据承载物33质量的不同，调整电磁铁11的功率，进一步的调整铁杆12对铁芯13的吸力，保证滑套8受力均匀，延长装置的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，包括底座（1）、定子（3）、动子（4）、载物平台（6）、滑套安装杆（7）、滑套（8）和滑轨（9），所述底座（1）为竖向设置，所述定子（3）固定设置在底座（1）上，定子（3）之间设置有供动子（4）沿底座（1）长度方向运动的凹槽，动子（4）与定子（3）凹槽内壁之间存在间隙，动子（4）的端部通过连接块（5）与载物平台（6）相连接，所述载物平台（6）上通过滑套安装杆（7）安装有两个相互对应的滑套（8），所述底座（1）的端部固定安装有侧板（31），所述侧板（31）之间安装有两个相互对应的滑轨（9），所述滑套（8）与滑轨（9）相适配，其特征在于，所述滑套安装杆（7）的上端固定安装有固定块（10），所述固定块（10）的内部安装有电磁铁（11），所述固定块（10）上还插设有铁杆（12），所述铁杆（12）的一端与电磁铁（11）的端部相接触，所述铁杆（12）的另一端与滑轨（9）相接近，所述滑轨（9）的内部安装有铁芯（13），所述电磁铁（11）与铁芯（13）相适配。

2.根据权利要求1所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述滑套（8）的上端固定安装有压力传感器（14），压力传感器（14）和铁杆（12）位于滑轨（9）的两侧，所述压力传感器（14）的检测端与滑轨（9）的侧壁相接触。

3.根据权利要求1或2所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，还包括制动机构，所述制动机构包括弹性制动片（26）和制动板（29），所述弹性制动片（26）设置在固定块（10）上，所述制动板（29）设置在底座（1）上，弹性制动片（26）和制动板（29）相适配。

4.根据权利要求3所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述固定块（10）的内部安装有第一气囊（15）和第二气囊（17），第一气囊（15）和第二气囊（17）位于电磁铁（11）的两侧，所述第一气囊（15）和第二气囊（17）之间连接有通气管（16），所述通气管（16）上安装有进气口与第一气囊（15）连通的第一泄压阀（22），所述第一气囊（15）上还设置有进气管（18），所述进气管（18）的端部延伸至固定块（10）的外侧，所述固定块（10）的内部还设置有第一磁铁块（20）和第二磁铁块（24），第一磁铁块（20）和第二磁铁块（24）位于电磁铁（11）的两侧，第一磁铁块（20）和第二磁铁块（24）磁极相同的一端相互靠近，所述第一气囊（15）远离电磁铁（11）的端面固定连接有推板（21），第一磁铁块（20）的端部与所述推板（21）的端面固定连接，所述第二气囊（17）远离电磁铁（11）的一侧连接有壳体（23），所述壳体（23）的开口处连接有所述弹性制动片（26），第二磁铁块（24）固定安装在壳体（23）上，所述壳体（23）上还设置有与第二气囊（17）相连通的第二泄压阀（25），当电磁铁（11）吸引第一磁铁块（20）时，推板（21）沿固定块（10）的内壁滑动并挤压第一气囊（15），将第一气囊（15）的气体挤入第二气囊（17），第二气囊（17）推动壳体（23）使得弹性制动片（26）和制动板（29）相接触；当电磁铁（11）吸引第二磁铁块（24）时，壳体（23）挤压第二气囊（17），第二气囊（17）内部的气体通过第二泄压阀（25）排出。

5.根据权利要求4所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述弹性制动片（26）与壳体（23）的开口处密封连接，弹性制动片（26）上开设有呈阵列分布的第一通孔（27），所述制动板（29）上开设有呈阵列分布的第二通孔（30），当弹性制动片（26）与制动板（29）接触时，第一通孔（27）与第二通孔（30）相连通。

6.根据权利要求5所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述第二通孔（30）靠近第一通孔（27）一端的直径大于第一通孔（27）的直径，所述第二通孔（30）远离第一通孔（27）一端的直径小于第一通孔（27）的直径。

7.根据权利要求4所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述制动板（29）通过支撑杆（28）与所述底座（1）相连接。

8.根据权利要求4所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述壳体（23）的外壁上设置有滑块，所述固定块（10）的内壁上设置有滑槽，所述滑块与滑槽相适配。

9.根据权利要求1所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述底座（1）上固定设置有垫板（2），所述定子（3）与所述垫板（2）固定连接。

10.根据权利要求1所述的稳定型竖向磁悬浮直线电机模组，其特征在于，所述侧板（31）相互靠近的一侧均安装有缓冲块（32）。

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