CN206195571U - 一种多自由度平板形单边式感应电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度平板形单边式感应电机，包括扁筒状的底座；若干个长方体形状定子，设置于底座的内周；圆盘形状的动子；圆柱状的轴承，包括开有滚珠槽的基座及滚珠，其固定于底座内周且配置于底座与动子之间，以支撑动子。该实用新型多自由度平板形单边式感应电机，调节三组定子的输入电流大小，改变其对动子的出力，根据力的合成作用，动子将沿合力的方向移动。本实用新型采用感应电机的结构，具有结构简单，体积小，重量轻，易于控制等多方面优点。

Description

一种多自由度平板形单边式感应电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机设备技术领域，尤其涉及一种多自由度平板形单边式感应电机。

背景技术

随着现代工业技术的发展，越来越多的工作场合要求机构能够在平面内实现连续多自由度直线运动，例如高精度机床、产品加工等工业生产等领域。常规的直线电机都是单自由度的，要实现多自由度直线运动必须通过连接机构将多个独立的常规直线电机组合起来。但是这种组合形成的多自由度直线运动机构体积和重量都较大，而且附加的连接机构导致系统的惯量大、动态响应性能差。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，所要解决的技术问题是提供一种多自由度平板形单边式感应电机，使得在实现多自由度运动的同时，更轻巧，更高效，反应更快，体积小，重量轻，响应速度快，工作效率高。

为了实现上述目的，本实用新型技术按照以下方式实现：

一种多自由度平板形单边式感应电机，包括扁筒状的底座；若干个长方体形状定子，设置于底座的内周；圆盘形状的动子；圆柱状的轴承，包括开有滚珠槽的基座及滚珠，其固定于底座内周且配置于底座与动子之间，以支撑动子。

作为对上述技术方案的改进，所述定子为两组；所述定子呈Γ形式设置，两定子的轴线所成夹角度数为90度，且与底座中心的垂直距离相等。

作为对上述技术方案的改进，所述定子大于两组，所述定子在空间上绕所述底座的中心均匀分布，所述定子的轴线过底座的中心，任意两个定子的轴线在空间上所成夹角度数为120度。

作为对上述技术方案的改进，长方体形状的定子的两条宽的中线连线为定子的轴线。

作为对上述技术方案的改进，所述动子包括下表面附有铜层的托盘及固定于托盘上表面中心的花键。所述花键固定于所述托盘中心用于固定外部器件，通过所述花键动子的运动可带动外部器件。

作为对上述技术方案的改进，所述轴承为若干个，配置于底座中心和底座的圆周上，并在底座的圆周上均匀分布。

作为对上述技术方案的改进，所述基座的高度等于或略大于定子高度；所述滚珠槽为圆柱状，其槽宽等于滚珠直径，槽深略小于滚珠直径。

作为对上述技术方案的改进，所述滚珠与所述动子的铜层相切，保证所述动子的铜层与所述定子之间存在气隙。

作为对上述技术方案的改进，所述扁筒状底座的筒壁的高度大于所述动子托盘上表面所处的水平高度来限制动子的运动范围。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案产生的积极效果如下：

该实用新型多自由度平板形单边式感应电机，调节三组定子的输入电流大小，改变其对动子的出力，根据力的合成作用，动子将沿合力的方向移动。本实用新型采用感应电机的结构，具有结构简单，体积小，重量轻，易于控制等多方面优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的局部剖视图（剖动子）；

图3为本实用新型的实施例1的全剖视图；

图4为本实用新型的实施例1的定子分布结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1的动子结构示意图；

图6为本实用新型的实施例1的轴承结构示意图；

图7为本实用新型的实施例2的定子结构示意图。

图中：1、底座；2、定子；3、轴承；4、轴承基座；5、滚珠；6、动子；7、托盘；8、铜层；9、花键。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，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。

实施例1

如图1—6所示，本实用新型的多自由度平板形单边式感应电机，该多自由度平板形单边式感应电机具备扁筒状底座1，大致长方体状的定子2，大致圆柱状的动子6及大致圆柱状的轴承3。

定子2和轴承3固定于电机底座1上，定子2与轴承3均绕底座1的中心呈星型均匀分布，轴承3配置于两定子2之间。

轴承3支撑动子6，动子6下表面与轴承3的滚珠5相切，动子6与定子2之间存在气隙。电机底座1大致呈扁筒状，底座1壁的高度大于动子6托盘7上表面所处的水平高度。定子2设置为3组，定子2大致呈长方体状，三个定子2绕底座1的中心在空间上均匀分布，定子的轴线过底座的中心，任意两个定子2的轴线在空间上所成度数夹角为120度，定子2开多个槽用以设置绕组。

动子6整体大致呈扁圆柱状，花键9固定于托盘7的上表面，托盘7下表面附有铜层8。轴承3具有：大致圆柱状的轴承3基座4和滚珠5，基座4上开有圆柱状滚珠5槽，槽的宽度等于滚珠5的直径，槽深略小于滚珠5的直径。

图1—6所示所示的情况为定子2为三组的情况，当定子2组数大于3时，定子2的设置与定子2组数为三时的设置方式相同，即定子2绕底座1中心均匀分布，定子2的轴线过底座1中心。轴承3的数量、位置及基座4的底面半径根据动子6质量和定子2间隙的具体情况进行设置。

实施例2

如图7所示，当定子2组数为2时，仅两组定子2在空间位置设置上与定子2组数为3时存在差异，其他部件的详细机构及各部件之间的空间位置关系均与定子2组数为3时的结构和空间位置关系相同。下面仅对两组定子2时两定子2空间位置上的设置进行说明。

如图7所示，两定子2呈Γ形式被设置，两定子2的轴线所成夹角度数为90度，底座1中心到两定子2轴线的垂直距离相等。

本实用新型的多自由度平板形单边式感应电机通电工作时，若三个定子2中只有一个定子2通电，气隙中只会产生单一的行波磁场，该磁场切割动子6部分的铜层8，感应出电动势并产生电流。电流和该磁场相互作用产生电磁推力，使得动子6沿这一推力方向移动。若三个定子2中有两个定子2通电时，气隙中会产生两个行波磁场，这两个磁场同时切割动子6部分的铜层8，感应出电动势并产生电流，电流分别与两个磁场相互作用产生两个不同方向上的电磁推力，根据力的合成原理，使动子6沿合力的方向移动。若三个定子2同时通电，气隙中将产生三个不同方向上的行波磁场，这三个磁场同时切割动子6部分的铜层8，感应电动势并产生电流，电流分别与三个磁场相互作用产生三个不同方向上的电磁推力，根据力的合成原理，使动子6沿合力的方向移动。可以通过一些控制单元，控制调节三个定子2的输入电流大小，间接调节控制动子6所受的各电磁推力的大小，动子6所受合力的大小和方向也就得到调节控制，使动子6可以沿水平任意方向移动。本实用新型采用多自由度平板形单边式感应电机的结构，具有结构简单，体积小，重量轻，易于控制，多自由度运动等多方面优点。

Claims (9)

1.一种多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：包括扁筒状的底座；若干个长方体形状定子，设置于底座的内周；圆盘形状的动子；圆柱状的轴承，包括开有滚珠槽的基座及滚珠，其固定于底座内周且配置于底座与动子之间，以支撑动子。

2.根据权利要求1所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述定子为两组；所述定子呈Γ形式设置，两定子的轴线所成夹角度数为90度，且与底座中心的垂直距离相等。

3.根据权利要求1所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述定子大于两组，所述定子在空间上绕所述底座的中心均匀分布，所述定子的轴线过底座的中心，任意两个定子的轴线在空间上所成夹角度数为120度。

4.根据权利要求2或3所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：长方体形状的定子的两条宽的中线连线为定子的轴线。

5.根据权利要求2或3所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述动子包括下表面附有铜层的托盘及固定于托盘上表面中心的花键，所述花键固定于所述托盘中心并用于固定外部器件。

6.根据权利要求2或3所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述轴承为若干个，配置于底座中心和底座的圆周上，并在底座的圆周上均匀分布。

7.根据权利要求6所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述基座的高度等于或略大于定子高度；所述滚珠槽为圆柱状，其槽宽等于滚珠直径，槽深略小于滚珠直径。

8.根据权利要求7所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述滚珠与所述动子的铜层相切，保证所述动子的铜层与所述定子之间存在气隙。

9.根据权利要求5所述的多自由度平板形单边式感应电机，其特征在于：所述底座的筒壁的高度大于所述托盘上表面所处的水平高度来限制动子的运动范围。