CN207442675U - 一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机 - Google Patents

Abstract

本新型公开了一种可实现直线‑旋转‑螺旋运动的电机，包括定子、动子：所述定子包括直线定子、旋转定子；所述直线定子和旋转定子共用一套定子绕组；所述直线定子上开有多个齿槽；所述旋转定子内圆环上有多个齿；所述旋转定子垂直扣合在直线定子的齿槽内，并使旋转定子与直线定子正交分布；所述动子包括动子铁芯，所述动子铁芯为圆柱型结构，平行于直线定子正交于旋转定子，动子铁芯与定子绕组之间留有气隙，作为动子作直线运动、旋转运动、螺旋运动的空间。本新型的有益效果为：可直接驱动与电机相联的负载做旋转、直线或螺旋运动，结构简单，轴承磨损小，易于控制，提高了绕组利用率，使电机的利用系数大大增加。

Description

一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机

技术领域

本实用新型属于电机领域，特别是涉及一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机。

背景技术

多自由度电机应用广泛，在工业上可以用于高精度机床、产品加工、机器人（手臂和末端执行器）、钻孔、机床操作、工业控制等，公开号为CN101312814的发明专利《具有内置式直线一旋转直接驱动装置的塑料注射成型机》公开了一种包括电动旋转驱动装置、电动直线驱动装置、输出轴等的塑料注射成型机，其旋转驱动装置与直线驱动装置共用一个罐形外转子，罐形外转子与输出轴固定相连,直线电机的空心圆柱形定子的主要部分布置在罐形外转子的内腔中，旋转电机的定子以与直线电机的空心圆柱形定子固定相连的方式布置在直线电机的空心圆柱形定子的内部。此装置的旋转电机与直线电机的定子绕组布置在一个罐形外转子上，由于外转子直接驱动输出轴,造成转动惯量大，轴承磨损较大，其系统结构繁琐，造成控制难度大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于，提供一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，相对于传统多自由度电机其结构简单，并且可以实现多种运动，也不需要为了实现螺旋式运动而同时使用多台电机，使得系统的体积和重量大大降低，将其应用于需要多自由度运动的系统，可以省去机械转换机构。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，包括定子、动子：所述定子包括直线定子、旋转定子；所述直线定子和旋转定子共用一套定子绕组； 所述直线定子上开有多个齿槽；所述旋转定子内圆环上有多个齿；所述旋转定子垂直扣合在直线定子的齿槽内，并使旋转定子与直线定子正交分布；所述旋转定子上的齿与直线定子的齿槽对准；所述定子绕组环绕旋转定子的齿上，并嵌合在直线定子的槽中；所述动子包括动子铁芯，所述动子铁芯为圆柱型结构，平行于直线定子正交于旋转定子，动子铁芯与定子绕组之间留有气隙，作为动子作直线运动、旋转运动、螺旋运动的空间。

优选的，所述直线定子包括多个直线定子铁芯，所述直线定子铁芯呈长方体状的拱形，所述直线定子铁芯内拱面上等距离分布多个垂直于直线定子铁芯的齿槽。

优选的，所述直线定子铁芯的齿槽包括多个深齿槽与多个浅齿槽，所述深齿槽与浅齿槽等距离间隔分布。

优选的，所述深齿槽中扣合有旋转定子，所述浅齿槽嵌入定子绕组。

优选的，所述旋转定子包括多个旋转定子铁芯，所述旋转定子铁芯为圆环状，在圆环内换上等距离分布多个平行于圆环的齿，所述旋转定子铁芯由硅钢片叠压而成。

优选的，所述定子绕组包括多个单定子绕组，所述单定子绕组与旋转定子上的齿正交分布，所述单定子绕组嵌合在直线定子的齿槽中。

优选的，所述深齿槽上有外边沿，所述浅齿槽上有外边沿，所述旋转定子铁芯的齿上有外边沿，所述外边沿可固定旋转定子铁芯或单定子绕组。

优选的，所述直线定子铁芯有六个，每个直线定子铁芯内拱面上有十一个齿槽，其中深齿槽六个，浅齿槽五个。

优选的，所述旋转定子铁芯有六个，每个旋转定子铁芯内弧面上有六个齿。

优选的，所述单定子绕组有三十六个。

本实用新型的作用原理如下：

本实用新型中直线定子，旋转定子，定子绕组，动子为实现直线、旋转、螺旋运动的关键装置。

当给直线定子铁芯上相邻的单定子绕组，依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生行波磁场，推动动子铁芯作直线运动，外在表现为电机做直线运动。

当给旋转定子铁芯上相邻的单定子绕组依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生旋转磁场，推动动子铁芯做旋转运动，外在表现为电机做旋转运动。

当给旋转定子铁芯上相邻的单定子绕组依次通入A相电、B相电、C相电，同时给直线定子铁芯上相邻的单定子绕组依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生两种方向磁场，将推动动子铁芯做螺旋运动，外在表现为电机做螺旋运动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

可直接驱动与电机相联的负载做旋转、直线或螺旋运动，电机结构简单，轴承磨损小，易于控制，提高了绕组利用率，使电机的利用系数大大增加。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型旋转定子铁芯的主视图；

图4为本实用新型单定子绕组的立体结构示意图；

图5为本实用新型直线定子铁芯的左视图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1至图5所示，一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，包括定子、动子：定子包括直线定子、旋转定子；直线定子和旋转定子共用一套定子绕组。直线定子包括六个直线定子铁芯1，直线定子铁芯1呈长方体状的拱形，内拱形面上等距离间隔分布十一个垂直于直线定子铁芯齿槽，其中深齿槽5六个，浅齿槽6五个。旋转定子包括六个旋转定子铁芯2，旋转定子铁芯2为圆环状，在圆环内环上等距离分布六个平行于圆环的齿7，旋转定子铁芯2由硅钢片叠压而成。旋转定子铁芯2垂直扣合在直线定子铁芯1的深齿槽5内，使旋转定子与直线定子正交分布，旋转定子铁芯2上的齿7与直线定子铁芯1的深齿槽5对准。定子绕组包括三十六个单定子绕组3，每个单定子绕组3环绕在旋转定子铁芯2的齿7上，并嵌合直线定子铁芯1上相邻的两个浅齿槽6中。动子包括动子铁芯4，动子铁芯4为圆柱结构，平行于直线定子铁芯1正交于旋转定子铁芯2，动子铁芯4与定子绕组之间留有气隙，作为动子作直线运动、旋转运动、螺旋运动的空间。

当给直线定子铁芯1上相邻的单定子绕组3，依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生行波磁场，推动动子铁芯4作直线运动，外在表现为电机做直线运动。

当给旋转定子铁芯2上相邻的单定子绕组3依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生旋转磁场，推动动子铁芯6做旋转运动，外在表现为电机做旋转运动。

当给旋转定子铁芯2上相邻的单定子绕组3依次通入A相电、B相电、C相电，同时给直线定子铁芯7上相邻的单定子绕组3依次通入A相电、B相电、C相电时，根据电磁感应原理，气隙内产生两种方向磁场，将推动动子铁芯4做螺旋运动，外在表现为电机做螺旋运动。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，包括定子、动子，其特征在于：所述定子包括直线定子、旋转定子；所述直线定子和旋转定子共用一套定子绕组；所述直线定子上开有多个齿槽；所述旋转定子内圆环上有多个齿；所述旋转定子垂直扣合在直线定子的齿槽内，并使旋转定子与直线定子正交分布；所述旋转定子上的齿与直线定子的齿槽对准；所述定子绕组环绕旋转定子的齿上，并嵌合在直线定子的槽中；所述动子包括动子铁芯，所述动子铁芯为圆柱型结构，平行于直线定子正交于旋转定子，动子铁芯与定子绕组之间留有气隙，作为动子作直线运动、旋转运动、螺旋运动的空间。

2.根据权利要求1所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述直线定子包括多个直线定子铁芯，所述直线定子铁芯呈长方体状的拱形，所述直线定子铁芯内拱面上等距离分布多个垂直于直线定子铁芯的齿槽。

3.根据权利要求2所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述直线定子铁芯的齿槽包括多个深齿槽与多个浅齿槽，所述深齿槽与浅齿槽等距离间隔分布。

4.根据权利要求3所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述深齿槽中扣合有旋转定子，所述浅齿槽嵌入定子绕组。

5.根据权利要求4所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述旋转定子包括多个旋转定子铁芯，所述旋转定子铁芯为圆环状，在圆环内换上等距离分布多个平行于圆环的齿，所述旋转定子铁芯由硅钢片叠压而成。

6.根据权利要求5所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述定子绕组包括多个单定子绕组，所述单定子绕组与旋转定子上的齿正交分布，所述单定子绕组嵌合在直线定子的齿槽中。

7.根据权利要求6所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述深齿槽、浅齿槽、旋转定子铁芯的齿上有外边沿，可固定旋转定子铁芯或单定子绕组。

8.根据权利要求3所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述直线定子铁芯有六个，每个直线定子铁芯内弧面上有十一个齿槽，其中深齿槽六个，浅齿槽五个。

9.根据权利要求5所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述旋转定子铁芯有六个，每个旋转定子铁芯内弧面上有六个齿。

10.根据权利要求6所述的一种可实现直线-旋转-螺旋运动的电机，其特征在于：所述单定子绕组有三十六个。