CN201656737U - 一种铁芯式直线电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及用于半导体封装、精密加工、光学及图像对准等领域的一种铁芯式直线电机，其包含有定子、动子和运动导轨。定子由底座、磁轭与磁铁阵列组成，磁铁阵列由若干磁铁安装在磁轭上，磁铁阵列的长度根据需要可以适当增加或减少。为减少铁芯式直线电机的速度波纹，磁铁的偏斜角度在80°到85°之间。动子由载具平台、铁芯、绕组线圈和空气冷却通道组成。铁芯由若干硅钢片叠压构成，绕组线圈按一定顺序形成三相绕组并整合在铁芯中。高速空气通过入口进入空气冷却通道内循环后由出口排出。运动导轨连接底座和动子的载具平台。本实用新型具有比传统滚珠丝杠传动更好的重复定位精度，速度波纹比一般直线电机小，可以水平使用也可以挂壁使用。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种铁芯式直线电机，适合于半导体封装、精密加工、生物医药加工、光学及图像对准等工程领域所需的高速、高加速和高精度定位要求。
二、技术背景
传统精密直线运动解决方案应用的是电机-丝杠-螺母机构形式，即通过滚珠丝杠将伺服电机的旋转运动转为直线运动。传统方案的一个缺点是难以提高重复定位精度。其中重要原因是中间的传动环节难以避免由运动副间的摩擦力、反向间隙和响应滞后所导致的误差。传统方案的另一个缺点是结构相对复杂，需要较多的润滑维护，这意味着它的使用寿命较短以及运行不干净。
直线电机构成的直接驱动方案不需任何中间转换机构的传动装置，因此没有传统滚珠丝杠传动中存在的反向间隙和摩擦力。直线电机具有结构简单，无接触运行，噪声低，速度和精确度高，控制容易，维护方便，可靠性高等优点。利用直线驱动装置可以达到高达5m/s的速度。在需要较高加速度的应用中，较小的直线电机可以方便地提供大于10g的加速度，而传统电机一般产生的加速度在1g范围内。直线电机结构简单，需要的润滑较少。这意味着它的使用寿命较长以及运行比较干净，具有较高的重复定位精度。为此，直线电机在工业界的应用越来越广。
直线电机的种类有铁芯式直线电机、空芯式直线电机和无槽式直线电机，其各自优缺点如下：
| 属性 | 铁芯式直线电机 | 空芯式直线电机 | 无槽式直线电机 |
| 成本 | 低 | 高 | 最低 |
| 引力 | 高 | 无 | 中等 |
| 顿力现象 | 高 | 无 | 中等 |
| 力/尺寸 | 好 | 中等 | 好 |
| 热工特性 | 好 | 差 | 好 |
| 动子重量 | 重 | 轻 | 中等 |
| 动子强度 | 好 | 差 | 好 |
二、实用新型内容
本实用新型提出了一种铁芯式直线电机，克服了由滚珠丝杠传动所引起的缺点，重复定位精度能达到微米级，同时，本实用新型的速度波纹比一般直线电机小，可以水平使用也可以挂壁使用。尤其适合于芯片封装、精密加工等领域。
本实用新型所采用的技术方案是：一种铁芯式直线电机，定子由磁铁阵列、磁轭和底座组成，动子包括铁芯和线圈。运动导轨选用装有球保持器的径向负荷型导轨。
本实用新型的具体优点如下：
采用偏斜角度在80°到85°之间磁铁以减少铁芯式直线电机的顿力现象，从而获得较小的速度波纹和较平稳的运动轮廓。
采用压缩空气对动子进行冷却，易于维护而且干净。
采用装有球保持器的径向负荷型导轨，径向和水平方向的承载负荷大。本实用新型无论水平使用还是挂壁使用，定位性能均不受影响。
三、附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型做进一步的描述。
图1是本实用新型直线电机整体的结构图
图2是本实用新型直线电机定子的结构图
图3是本实用新型直线电机动子的结构图
图4是本实用新型使用条件的示意图
四、具体实施方式
如图1所示，本实用新型由定子10、动子20和运动导轨30组成。如图2所示，定子10由底座11、磁轭12与磁铁阵列组成，磁铁阵列由若干磁铁13和磁铁14间隔安装在磁轭上，磁铁阵列的长度根据需要可以适当增加或减少。为减少铁芯式直线电机的速度波纹，磁铁13和磁铁14采用的偏斜角度在80°到85°之间。如图3所示，动子由载具平台21、铁芯22、绕组线圈23和空气冷却通道24组成。铁芯22由若干硅钢片叠压构成，绕组线圈23按一定顺序形成三相绕组并整合在铁芯22中。高速空气通过入口25进入空气冷却通道24内循环后由出口26排出。运动导轨30连接底座11和动子20的载具平台21。
如图4所示，本实用新型在挂壁使用等速运动或静止时的径向负荷计算式：
P1~P4＝(mgXl3)/(2Xl1)
水平方向负荷计算式：
P1T＝P4T＝mg/4+(mgXl2)/(2Xl0)
P2T＝P3T＝mg/4-(mgXl2)/(2Xl0)
综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围内的内容所做的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
Claims (5)
1.一种铁芯式直线电机，包括定子、动子和运动导轨，其特征在于：定子由底座、磁轭与磁铁阵列组成，磁铁阵列由若干磁铁安装在磁轭上，磁铁阵列的长度根据需要可以适当增加或减少；动子由载具平台、铁芯、绕组线圈和空气冷却通道组成，铁芯由若干硅钢片叠压构成，绕组线圈按一定顺序形成三相绕组整合在铁芯中；高速空气通过入口进入空气冷却通道内循环后由出口排出；运动导轨连接底座和动子的载具平台。
2.如权利要求1所述的铁芯式直线电机，其特征在于：采用偏斜角度在80°到85°之间磁铁。
3.如权利要求1所述的铁芯式直线电机，其特征在于：采用压缩空气对动子进行冷却。
4.如权利要求1所述的铁芯式直线电机，其特征在于：采用装有球保持器的径向负荷型导轨。
5.如权利要求1所述的铁芯式直线电机，其特征在于：既可水平使用又可挂壁使用。
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| CN201656737U true CN201656737U (zh) | 2010-11-24 |
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Owner name: CHANGSHU ACCURACY AUTOMATION EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WANG CHI Effective date: 20130606 |
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