CN204810047U - 电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机驱动系统，其包括：一丝杠；一驱动电机，所述驱动电机用于带动所述丝杠沿着所述丝杠延伸方向移动；一线性电机，其可与所述丝杠固定连接，所述线性电机和所述丝杠固定连接时，所述线性电机对所述丝杠施加一沿着所述丝杠延伸方向的推力。本实用新型的电机驱动系统可有效防止极端状态下打滑情况的发生。

Description

电机驱动系统

技术领域

本实用新型涉及动力驱动技术领域，特别是一种电机驱动系统。

背景技术

在电机驱动系统中，将旋转运动转换为直线运动是一种重要的应用，例如，伺服电机的输出齿轮与丝杠啮合可将旋转运动转换为直线运动。然而，在一些极端条件下，如结冰的环境下，输出齿轮沿着图1所示的轴线X转动，输出齿轮与丝杠传动打滑时会产生如图1所示的速度矢量速度矢量朝向斜上方，且与丝杠间具有较大的夹角，从而导致打滑。

为了解决打滑问题，现有技术中，通过增加伺服电机的磁通量增加伺服电机的力矩，增加力矩可减轻打滑，但无法根本解决打滑问题。另外，也可增加推力，大的推力是通过减速齿轮和伺服电机配合实现的，不同级的减速齿轮(特别是行星减速齿轮)间会造成较大的能量损耗，降低传动效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提出一种电机驱动系统，可有效防止极端状态下打滑情况的发生。

本实用新型提供了一种电机驱动系统，其包括：一丝杠；一驱动电机，所述驱动电机用于带动所述丝杠沿着所述丝杠延伸方向移动；一线性电机，其可与所述丝杠固定连接，所述线性电机和所述丝杠固定连接时，所述线性电机对所述丝杠施加一沿着所述丝杠延伸方向的推力。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述驱动电机包括：一输出齿轮，所述输出齿轮与所述丝杠啮合。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述丝杠还包括：一丝杠本体，所述丝杠本体上设有复数啮合齿；一连接件，所述连接件套设于所述丝杠本体上，用于与一待驱动件固定连接。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述驱动电机包括：一输出轴，所述输出轴与所述丝杠固定连接，用于带动所述丝杠转动；其中，所述驱动电机可沿着一滑轨移动，所述滑轨的延伸方向平行于所述丝杠的延伸方向。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述丝杠还包括：一丝杠本体，所述丝杠本体与所述输出轴固定连接；一连接件，所述连接件套设于所述丝杠本体上，用于与一待驱动件固定连接，所述连接件随着所述丝杠作直线运动。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述线性电机为螺旋状线性电机。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述线性电机包括：一主轴；一转子，与所述主轴固定连接，所述转子沿着螺旋线延伸；一定子，位于所述主轴的外侧，所述定子沿着螺旋线延伸且与所述转子间隔设置。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述线性电机还包括：一外壳，所述定子固定于所述外壳上。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述线性电机还包括：复数磁体，所述磁体固定于所述转子的两侧。

在电机驱动系统的一种示意性实施例中，所述驱动电机为伺服电机。

从上述方案中可以看出，在本实用新型的电机驱动系统中，线性电机的设置可为丝杠提供沿着丝杠延伸方向的推力，当在极端状态时，在所述推力的推动下，丝杠和驱动电机可保持平衡，沿着丝杠的延伸方向作直线运动，可有效防止打滑的发生。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为现有技术中输出齿轮与丝杠传动打滑时产生的速度矢量的示意图。

图2为本实用新型的一个实施例的电机驱动系统的立体示意图。

图3为图2中的电机驱动系统的线性电机的剖面示意图。

图4为本实用新型的电机驱动系统的驱动电机与丝杠传动时产生的速度矢量的示意图。

图5为本实用新型的另一个实施例的电机驱动系统的立体示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

100电机驱动系统

12丝杠

122啮合齿

124连接件

14驱动电机

142输出齿轮

143输出轴

144滑轨

16线性电机

161外壳

162主轴

163转子

164定子

165磁体

速度矢量

X轴线

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图2为本实用新型的一个实施例的电机驱动系统的立体示意图。请参见图2，本实施例的电机驱动系统100包括丝杠12、驱动电机14及线性电机16，驱动电机14用于带动丝杠12沿着丝杠12延伸方向移动。线性电机16可与丝杠12固定连接，线性电机16和丝杠12固定连接时，线性电机16对丝杠12施加一沿着丝杠12延伸方向的推力。

具体地，丝杠12包括丝杠本体121和连接件124，丝杠本体121大致为圆柱状直线丝杠，其上设有复数啮合齿122，这些啮合齿122呈环状分布于丝杠本体121上，啮合齿122的结构不以本实施为限，在其他实施例中，啮合齿122也可呈直线状分布于丝杠12上。连接件124大致呈中空的圆柱状结构，连接件124套设并固定于丝杠本体121上，用于与待驱动件固定连接，所述待驱动件例如为工作台，但不以此为限。丝杠本体121作直线运动时，连接件124随着丝杠本体121一起作直线运动。

驱动电机14可为伺服电机，但不以此为限，其包括输出齿轮142，输出齿轮142与丝杠12啮合。输出齿轮142的啮合齿和丝杠12的啮合齿配合可将输出齿轮142的旋转运动转换为丝杠12的直线运动。

图3为图2中的电机驱动系统的线性电机的剖面示意图。请参见图3，线性电机16为螺旋状线性电机，其包括外壳161、主轴162、转子163、定子164及复数磁体165，外壳161为长方体状中空的壳体，其两端设有盖板，主轴162、转子163和定子164容置于外壳161内。主轴162可与丝杠12固定连接，且连接时，主轴162和丝杠12位于同一条直线上，在本实施例中，丝杠12可择机与主轴162连接，例如，在极端状态(如结冰环境下)，驱动电机14启动时，可通过一控制钮使得丝杠12和主轴162固定连接，当驱动电机14完成启动，正式运行时，可解除丝杠12和主轴162的连接关系。转子163环设并固定于主轴162上，转子163沿着螺旋线延伸。定子164位于主轴162的外侧，并固定于外壳161上。定子164沿着螺旋线延伸且与转子163间隔设置，转子163和定子164沿着相互平行的螺旋线延伸。磁体165固定于转子163的两侧，并与定子164相对。线性电机16工作时，可为主轴162提供较大的推力，所述推力的方向为主轴162的延伸方向。主轴162与丝杠12固定连接时，所述推力会作用于丝杠12上。

图4为本实用新型的电机驱动系统的驱动电机与丝杠传动时产生的速度矢量的示意图。请参见图2和图4，电机驱动系统100工作时，若碰到结冰等极端状态，控制丝杠12与线性电机16的主轴162固定连接。驱动电机14的输出齿轮142与丝杠12啮合作用会产生速度矢量由于线性电机16可为丝杠12提供较大的沿丝杠12轴向的推力，线性电机16的主轴162与丝杠12作用会产生速度矢量速度矢量和速度矢量会合成一速度矢量从图4中可以看出，速度矢量与丝杠12的延伸方向较为一致，从而可以避免丝杠12和输出齿轮142间发生打滑。

需要说明的是，在电机驱动系统100一般启动或制动情况下，依实际需求，也可控制丝杠12与线性电机16的主轴162固定连接，启动线性电机16。

图5为本实用新型的另一个实施例的电机驱动系统的立体示意图。请参见图5，本实施例的电机驱动系统100和图2所示的电机驱动系统100相似，不同之处在于，驱动电机14与丝杠12间为固定连接，而非通过齿轮啮合，驱动电机14的底部设有一滑轨144。具体地，驱动电机14包括输出轴143，输出轴143与丝杠12固定连接，用于带动丝杠12转动。滑轨144的延伸方向平行于丝杠12的延伸方向，驱动电机14可沿着滑轨144移动，滑轨144的延伸方向平行于丝杠12的延伸方向。丝杠12的一端与输出轴143固定连接，另一端可择机与线性电机16的主轴162固定连接。连接件124套设于丝杠本体121上，连接件124和丝杠本体121间可设置一定的间隙，连接件124随着丝杠本体121作直线运动，而不随丝杠本体121作旋转运动。

工作时，电机驱动系统100处于极端状态(如结冰环境)下，驱动电机14沿着滑轨144滑动，同时带动丝杠12转动，即丝杠12在驱动电机14的带动下，作旋转运动，且沿着丝杠12的延伸方向作直线运动。另外，线性电机16可为丝杠12提供较大的沿丝杠12轴向的推力。当驱动电机14和滑轨144间出现打滑时，由于线性电机16可为丝杠12和驱动电机14提供轴向推力，驱动电机14和滑轨144间形成的速度矢量大致平行于滑轨144，从而避免驱动电机14和丝杠12间发生打滑。

需要说明的是，本实用新型的电机驱动系统100不仅可用于机械传动设备，还可用于公共交通，如有轨公交车、单轨索道及高铁等。

实用新型的电机驱动系统至少具有以下的优点：

1.在本实用新型的电机驱动系统中，线性电机的设置可为丝杠提供沿着丝杠延伸方向的推力，当在极端状态时，在所述推力的拉动下，丝杠和驱动电机可保持平衡，沿着丝杠的延伸方向作直线运动，可有效防止打滑的发生。

2.在本实用新型的电机驱动系统的一个实施例中，丝杠和线性电机择机连接，在极端工作环境下，丝杠才需要和线性电机连接，有利于降低能耗。

3.在本实用新型的电机驱动系统的一个实施例中，线性电机为螺旋状线性电机，结构紧凑，且可提供较大的推力，使电机驱动系统的提速和减速均具有较高的效率。

4.在本实用新型的电机驱动系统的一个实施例中，驱动电机的输出轴与丝杠固定连接，驱动电机还可沿着滑轨滑动，丝杠在驱动电机的带动下，作直线和旋转运动，同时，线性电机的推力作用于丝杠和驱动电机上，可以防止驱动电机在滑轨上打滑。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机驱动系统(100)，其包括：

一丝杠(12)；

一驱动电机(14)，所述驱动电机(14)用于带动所述丝杠(12)沿着所述丝杠(12)延伸方向移动；

其特征在于，所述电机驱动系统(100)还包括：

一线性电机(16)，其可与所述丝杠(12)固定连接，所述线性电机(16)和所述丝杠(12)固定连接时，所述线性电机(16)对所述丝杠(12)施加一沿着所述丝杠(12)延伸方向的推力。

2.如权利要求1所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动电机(14)包括：

一输出齿轮(142)，所述输出齿轮(142)与所述丝杠(12)啮合。

3.如权利要求2所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述丝杠(12)还包括：

一丝杠本体(121)，所述丝杠本体(121)上设有复数啮合齿(122)；

一连接件(124)，所述连接件(124)套设于所述丝杠本体(121)上，用于与一待驱动件固定连接。

4.如权利要求1所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动电机(14)包括：

一输出轴(143)，所述输出轴(143)与所述丝杠(12)固定连接，用于带动所述丝杠(12)转动；

其中，所述驱动电机(14)可沿着一滑轨(144)移动，所述滑轨(144)的延伸方向平行于所述丝杠(12)的延伸方向。

5.如权利要求4所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述丝杠(12)还包括：

一丝杠本体(121)，所述丝杠本体(121)与所述输出轴(143)固定连接；

一连接件(124)，所述连接件(124)套设于所述丝杠本体(121)上，用于与一待驱动件固定连接，所述连接件(124)随着所述丝杠(12)作直线运动。

6.如权利要求1所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述线性电机(16)为螺旋状线性电机。

7.如权利要求6所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述线性电机(16)包括：

一主轴(162)；

一转子(163)，与所述主轴(162)固定连接，所述转子(163)沿着螺旋线延伸；

一定子(164)，位于所述主轴(162)的外侧，所述定子(164)沿着螺旋线延伸且与所述转子(163)间隔设置。

8.如权利要求7所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述线性电机(16)还包括：

一外壳(161)，所述定子(164)固定于所述外壳(161)上。

9.如权利要求7所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述线性电机(16)还包括：

复数磁体(165)，所述磁体(165)固定于所述转子(163)的两侧。

10.如权利要求1所述的电机驱动系统(100)，其特征在于，所述驱动电机(14)为伺服电机。