CN204740479U - 精密可控直线驱动装置及其组合 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种精密可控直线驱动装置，包括基座、动子部件和至少一个驱动体，所述基座设有用于动子部件相对移动的第一空腔和用于放置若干驱动体的第二空腔，所述动子部件包括动子两外端部件和动子中端部件，其中，动子两外端部件和动子中端部件可拆装刚性连接或为一体式结构，所述动子部件整体为导磁材料；所述若干驱动体与动子部件之间形成相互作用的磁路结构。同时提供了基于上述精密可控直线驱动装置形成的组合式精密可控直线驱动装置。本实用新型结构简单、质量轻，满足现代工业对精密控制驱动装置的需求。

Description

精密可控直线驱动装置及其组合

技术领域

本实用新型涉及驱动器技术领域的一种振动主动控制和力控位移装置，具体地，涉及一种精密可控直线驱动装置及其组合。

背景技术

精密可控驱动装置主要应用于振动的主动控制，承受一定负载驱动力以及有定位要求的装置中，通过控制动子部件的运动来提供一定的驱动力，达到振动的主动控制及实现定位控制。

现有的直线可控驱动装置，主要有直线电机，这种机构自身结构较为复杂、且位移控制精度低，特别的，在体积受限的情况下，往往无法提供较大的驱动力，无法满足现代工业对微型精密驱动控制及定位的需求。

目前没有发现同本实用新型类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种精密可控直线驱动装置及其组合，实现了一种大负载磁力驱动。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种精密可控直线驱动装置，包括基座、动子部件和若干驱动体，所述基座设有用于动子部件相对移动的第一空腔和用于放置若干驱动体的第二空腔，所述动子部件包括动子两外端部件和动子中端部件，其中，动子两外端部件和动子中端部件之间通过可拆卸方式刚性连接或为一体式结构，所述动子部件整体为导磁材料；所述若干驱动体与动子部件之间形成相互作用的磁路结构。

优选地，所述可拆卸方式通过燕尾槽结构实现。

优选地，还包括轴套，所述轴套穿套在动子中端部件的方形体上，所述轴套底部与基座螺纹连接，所述轴套设有励磁部件，用于增加驱动装置的磁场，增大驱动输出力，并且，通过改变励磁方向，提供动子部件的回程力；

优选地，所述动子中端部件与轴套之间设有油膜间隙。

优选地，还包括如下任一个或任多个部件：

-弹簧，所述弹簧穿套在动子两外端部件的圆柱体上，所述弹簧的一端固定于第一空腔的内部端壁上，弹簧的另一端与动子两外端部件的端部固定连接，用于限制动子部件的最大行程端点，并且辅助提供动子部件的回程力；

-导向装置，所述导向装置设置于第一空腔的侧壁与动子两外端部件的侧壁之间，用于减小动子部件与第一空腔侧壁之间的摩擦力及限定动子部件的移动方向；

-限位齿和齿槽，所述限位齿设置于驱动体的末端，相应地，所述齿槽设置于动子两外端部件的末端，或，

所述限位齿设置于动子两外端部件的末端，相应地，所述齿槽设置于驱动体的末端，用于限制动子部件的转动。

优选地，每一个驱动体包括导磁体和电磁线圈，所述电磁线圈缠绕在导磁体的外部；所述限位齿或齿槽设置于导磁体的末端。

优选地，所述导磁体采用高磁导率软磁材料或工业纯铁。

优选地，多个驱动体之间采用对称结构布置，共同作用于动子部件。

优选地，每一个驱动体的导磁体的两端部处均设有连接孔I。

优选地，所述励磁部件为电磁线圈或永磁体。

优选地，所述动子两外端部件上设有连接孔II。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种组合式精密可控驱动装置，包括多个相互连接的上述精密可控驱动装置，形成具有多自由度的组合式精密可控驱动装置；相邻两个精密可控驱动装置之间通过设置于动子两外端部件上的连接孔II进行扩展连接。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种组合式精密可控驱动装置，包括刚性中心辐射结构框架体，所述刚性中心辐射结构框架体的每一根辐射杆上均安装有至少一个上述精密可控驱动装置，形成具有体膨胀驱动结构的组合式精密可控驱动装置；相邻两个精密可控驱动装置之间通过设置于动子外端部件撒谎功能的连接孔II进行扩展连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型采用位移间隙励磁场对动子部件的移动进行控制，对移动行程以及振动的主动控制更为精确；

2、驱动体采用对称布置方式，有效的避免了动子部件和驱动体之间电磁吸力过大的弊端；

3、本实用新型电磁线圈绕线方式简单，控制实现容易；

4、当驱动体为平面对称布置时，适用于较小尺寸空间的较小驱动力控制，当驱动体为空间对称布置时，适用于稍大尺寸空间的较大驱动力控制，特别地，对不同组驱动体依次通断电，实现对双向移动行程的双向控制；

5、轴套上的电磁线圈与驱动体上的电磁线圈形成相互作用，既可以相互同向耦合产生增强励磁磁场吸力，也可以相互异向耦合产生回程的励磁磁场斥力；

7、动子部件的动子中端部件上穿套轴套，可以直接通过轴套驱动动子部件换向；同时轴套的设置增大了输出力；

8、通过弹簧、限位齿、限位槽和/或双侧的导向装置对动子部件的行程进行限制，实现动子部件的精确位移控制；

9、本实用新型基座和动子部件的功能可以互换，将动子部件固定，可以实现对基座的直线精密驱动控制；

10、本实用新型结构简单、质量轻，满足现代工业对精密控制驱动装置的需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型第一种结构(包括多个驱动体和轴套)的精密可控驱动装置结构示意图；

图2为本实用新型精密可控驱动装置工作过程示意图；

图3(a)和图3(b)分别为本实用新型第二种(驱动体为一个)、第三种结构(包括一个驱动体和轴套)的精密可控驱动装置结构示意图，其中，图3(a)的动子部分为一体式结构；

图4为本实用新型第四种结构(包括多个驱动体)的精密可控驱动装置结构示意图，其中，动子部分为一体式结构；

图5为采用永磁体材料时的精密可控驱动装置结构示意图；

图6为本实用新型驱动体扩展组合第一种形式(具有多自由度)。

图7(a)和图7(b)分别为本实用新型驱动装置扩展组合第二种(具有多自由度)和第三种形式(体膨胀)。

图中：1为基座，2为导磁体，3为驱动体的电磁线圈，4为导磁体的连接孔I，5为导向装置连接孔，6为动子部件的连接孔II，7为导向装置，8为动子外端部件，9为动子中端部件，且8，9均为导磁材料，10为轴套，11为励磁部件，12为限位齿和齿槽，13为弹簧，A为驱动体，B为动子部件，C为驱动装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

请同时参阅图1至图7。

实施例1

本实施例提供了一种精密可控直线驱动装置，包括基座1、动子部件(包括动子外端部件8和动子中端部件9)和若干驱动体(包括导磁体2和电磁线圈3)，所述动子部件为导磁材料，所述基座1设有用于动子部件相对移动的第一空腔和用于放置若干驱动体的第二空腔，所述动子部件包括动子外端部件8和动子中端部件9，其中，动子外端部件与动子中端部件之间通过可拆卸方式刚性连接，所述电磁线圈3和导磁体2与动子部件之间形成相互作用的磁路结构。

优选地，所述可拆卸方式通过燕尾槽结构实现。

进一步的，还包括如下一个或任多个部件。

-限位齿和齿槽12，所述限位齿和齿槽分别位于导磁体2末端和动子部件7末端，用于限制动子部件的转动；

-弹簧13，所述弹簧穿套在动子外端圆柱体上，所述弹簧的一端固定于第一空腔的内部端壁上，所述弹簧的另一端与动子部件7内端端部固定连接，用于限制动子部件的最大行程端点；

-导向装置7，所述导向装置设置于第一空腔的侧壁与动子部件7的侧壁之间，用于减小动子部件与第一空腔侧壁之间的摩擦力及限定动子部件的移动方向。

-轴套，所述轴套穿套在动子部件8方形体上，所述轴套底部与基座螺纹连接，所述轴套用于缠绕电磁线圈，增加驱动装置的磁场，增大驱动输出力，并且，通过改变励磁方向，提供动子部件的回程力。

进一步地，所述动子部件与轴套之间设有油膜间隙。

进一步地，所述电磁线圈3的内部设置有导磁体2，用于增加磁场强度，提高励磁效果。

进一步地，所述驱动体，包括电磁线圈3和导磁体2采用对称结构布置，共同作用于动子部件。

进一步地，所述导磁体2两端部处设有连接孔。

进一步地，所述动子外端设有连接孔。

本实施例提供的精密可控驱动装置，采用励磁场对动子部件的移动进行控制，对移动行程的控制更为精确；当电线圈为1个时，适用于负载较小的驱动控制；当电磁线圈为3个或者更多时，适用于较大负载的驱动控制；当电磁线圈为空间对称布置时，对多个组合的电磁线圈依次通断电，可实现对双向驱动行程的双向控制，且运动平稳性更强；通过弹簧、限位齿、齿槽和/或导向装置对动子部件行程进行限制，实现动子部件的精确位移。

实施例2

本实施例为实施例1的变化例，在本实施例中，所述动子部件的动子外端部件和动子中端部件之间采用一体式结构。

实施例3

本实施例为实施例1的变化例，在本实施例中，所述动子部件的动子外端部件8和/或动子中端部件9采用永磁体材料，所述基座1设有用于动子相对移动的第一空腔和用于放置若干驱动体(包括导磁体2和电磁线圈3)的第二空腔，所述动子部件包括动子外端部件8和动子中端部件9，其中，动子外端部件与导向装置连接，所述驱动体的电磁线圈3、励磁部件的电磁线圈11和导磁体2与动子部件之间形成相互作用的磁路结构。

进一步的，作为动子外端部件8和/或动子中端部件的永磁体材料，其磁极方向为图5中竖直方向。

本实施例提供的精密可控驱动装置，采用励磁场对动子部件的移动进行控制，对移动行程的控制更为精确；通过控制电磁线圈的励磁方向，使其与永磁体磁极方向一致或相反，可实现对动子部件的往复双向驱动控制；当电线圈为1个时，适用于负载较小的驱动控制；当电磁线圈为3个或者更多时，适用于较大负载的驱动控制；当电磁线圈为空间对称布置时，对多个组合的电磁线圈依次通断电，可实现对双向驱动行程的双向控制，且运动平稳性更强；通过弹簧、限位齿、齿槽和/或导向装置对动子部件行程进行限制，实现动子部件的精确位移。

实施例4

本实施例提供了一种组合式精密可控直线驱动装置，包括多个相互连接的实施例1至实施例3中任一项提供的精密可控驱动装置，形成具有多自由度的组合式精密可控驱动装置。

进一步地，所述多个精密可控驱动装置通过动子外端部件上的连接孔连接。

当两个精密可控驱动装置通过连接孔连接后，可以形成具有两个自由度的组合式精密可控驱动装置；同理，三个精密可控驱动装置通过连接孔连接后，可以形成具有三个自由度的组合式精密可控驱动装置；多个精密可控滑台装置通过连接孔连接后，可以形成具有多个自由度的组合式精密可控驱动装置。

实施例5

本实施例为实施例4的变化例，在本实施例中，包括一种刚性中心辐射结构框架体，所述刚性中心辐射结构框架体的每一根辐射杆上均安装有至少一个实施例1至实施例3中任一项提供的精密可控驱动装置，如图7(b)所示，形成一种体膨胀驱动系统。将一种刚性中心辐射结构框架体的每一根辐射杆上安装实施例1至实施例3所提供的精密可控驱动装置或实施例4所提供的装置组合，当中心辐射状框架体固定时，通过控制可以驱动其中任意一个以上驱动装置单独或共同沿框架体杆中心到外部之间的单一或往复运动效果。同时驱动前进或回退则可应实现体膨胀或收缩的驱动装置。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种精密可控直线驱动装置，其特征在于，包括基座、动子部件和至少一个驱动体，所述基座设有第一空腔和第二空腔，所述动子部件在第一空腔内相对基座移动，所述驱动体放置于第二空腔内，所述动子部件包括动子两外端部件和动子中端部件，其中，动子两外端部件和动子中端部件之间通过可拆装方式刚性连接或为一体式结构，所述动子部件整体为导磁材料；所述若干驱动体与动子部件之间形成相互作用的磁路结构。

2.根据权利要求1所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，还包括如下任一个或任多个部件：

-弹簧，所述弹簧穿套在动子两外端部件的圆柱体上，所述弹簧的一端固定于第一空腔的内部端壁上，弹簧的另一端与动子两外端部件的端部固定连接；

-导向装置，所述导向装置设置于第一空腔的侧壁与动子两外端部件的侧壁之间；

-轴套，所述轴套穿套在动子中端部件的方形体上，所述轴套底部与基座螺纹连接，所述轴套设有励磁部件；所述动子中端部件与轴套之间设有油膜间隙；

-限位齿和齿槽，所述限位齿设置于驱动体的末端，相应地，所述齿槽设置于动子两外端部件的末端，或，

所述限位齿设置于动子两外端部件的末端，相应地，所述齿槽设置于驱动体的末端。

3.根据权利要求2所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，每一个驱动体均包括导磁体和电磁线圈，所述电磁线圈缠绕在导磁体的外部；所述限位齿或齿槽设置于导磁体的末端；导磁体的两端部处均设有连接孔I。

4.根据权利要求3所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，所述导磁体采用工业纯铁或软磁材料。

5.根据权利要求1所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，多个驱动体之间采用对称结构布置。

6.根据权利要求2所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，所述励磁部件为电磁线圈或永磁体。

7.根据权利要求1所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，所述动子两 外端部件上设有连接孔II。

8.根据权利要求1所述的精密可控直线驱动装置，其特征在于，所述动子两外端部件和动子中端部件之间通过燕尾槽结构可拆卸刚性连接。

9.一种组合式精密可控驱动装置，其特征在于，包括多个相互连接的权利要求1至8中任一项所述的精密可控直线驱动装置，形成具有多自由度的组合式精密可控驱动装置；相邻两个精密可控驱动装置之间通过设置于精密可控驱动装置的动子部件的动子两外端部件上的连接孔II进行扩展连接。

10.一种组合式精密可控驱动装置，其特征在于，包括刚性中心辐射结构框架体，所述刚性中心辐射结构框架体的每一根辐射杆上均安装有至少一个权利要求1至8中任一项所述的精密可控直线驱动装置，形成具有体膨胀驱动结构的组合式精密可控驱动装置；相邻两个精密可控驱动装置之间通过设置于动子外端部件撒谎功能的连接孔II进行扩展连接。