CN210093095U - 电机和驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及线性电机技术领域，尤其涉及一种电机和驱动装置。所述电机包括具有收容空间的外壳、固定于所述外壳且间隔设置的止动件、滑动于所述止动件之间的振子以及驱动所述振子往复运动的动力线圈，所述止动件包括固定于所述外壳的第一铁芯以及缠绕于所述第一铁芯的辅助线圈，所述电机还包括用于感测所述振子的运动以获得反馈信号的定位传感器，所述辅助线圈和/或所述动力线圈根据所述定位传感器检测到的反馈信号作用于所述振子以调整所述振子在所述止动件之间的往复运动。本实用新型的方案的电机运动效果好，控制精度高。

Description

电机和驱动装置
【技术领域】
本实用新型涉及线性电机技术领域，尤其涉及一种电机和驱动装置。
【背景技术】
常规线性电机可以简化一个单自由度系统，在各行各业都有很广的应用。现有的线性电机，一般采用线圈制造“电磁弹簧”的设计，可以对电机的性能进行人为控制，但属于一个开环控制的范畴，控制算法需要预先进行设定；当电机由于加工制造的一致性偏差或者使用过程中的损耗造成产品性能不一致时，控制算法存在失效风险。
因此，有必要提供一种新的电机以解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种控制精度高的电机和驱动装置。
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种电机，所述电机包括具有收容空间的外壳、固定于所述外壳且间隔设置的止动件、滑动于所述止动件之间的振子以及驱动所述振子往复运动的动力线圈，所述止动件包括固定于所述外壳的第一铁芯以及缠绕于所述第一铁芯的辅助线圈，所述电机还包括用于感测所述振子的运动以获得反馈信号的定位传感器，所述辅助线圈和/或所述动力线圈根据所述定位传感器检测到的反馈信号作用于所述振子以调整所述振子在所述止动件之间的往复运动。
作为一种改进方式，所述定位传感器设置在所述外壳、所述动力线圈或所述止动件上。
作为一种改进方式，所述定位传感器为霍尔传感器。
作为一种改进方式，所述电机还包括固定于所述止动件的限位件，所述限位件固定于所述第一铁芯面对所述振子的一侧。
作为一种改进方式，所述电机还包括设置于所述止动件与所述振子之间的弹簧，所述弹簧的两端分别连接于所述限位件和所述振子。
作为一种改进方式，所述外壳包括具有所述收容空间且呈筒状的主体部以及盖设于所述主体部两侧开口的盖体部，所述振子滑动连接于所述主体部内，所述第一铁芯固定于所述盖体部，所述动力线圈绕设于所述主体部远离所述振子的一侧。
作为一种改进方式，所述振子为永磁体。
作为一种改进方式，所述振子包括位于中间位置的第二铁芯以及固定于所述第二铁芯两端的永磁体，所述动力线圈绕设于所述第二铁芯。
作为一种改进方式，固定于所述第二铁芯两端的永磁体极性相反。
本实用新型还提供一种驱动装置，所述驱动装置包括控制模块和上述的电机，所述控制模块和所述电机电性连接，所述控制模块用于根据所述定位传感器感测振子的运动获得的反馈信号来调节所述动力线圈和/所述辅助线圈，以控制所述振子的往复运动。
本实用新型实施方式相对于现有技术而言，所述定位传感器能感测振子的运动，定位传感器获得所述振子的反馈信号，辅助线圈和/或动力线圈根据定位传感器检测到的反馈信号作用于振子以调整所述振子在止动件之间的往复运动，即使电机因制造过程中的不一致，或使用时磨损，也能进行较好的闭环控制，运动效果好，控制精度高。
【附图说明】
图1为本实用新型实施例提供的电机的立体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的电机的爆炸结构示意图；
图3为图1中沿A-A的剖视结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的外壳的爆炸结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的止动件的爆炸结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的振子的结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的另一实施例电机的剖视结构示意图；
图8A为本实用新型实施例提供的电机使用时第一状态示意图；
图8B为本实用新型实施例提供的电机使用时第二状态示意图；
图8C为本实用新型实施例提供的电机使用时第三状态示意图；
图8D为本实用新型实施例提供的电机使用时第四状态示意图；
图9为本实用新型实施例提供的驱动装置的模块结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
请一并参照图1、图2和图3，本实用新型提供一种电机10，该电机10能用于闭环控制的装置或系统中，受外部的控制模块的控制，电机10的控制精度高。电机10包括具有收容空间的外壳11、固定于外壳11且间隔设置的止动件12、滑动于所述止动件12之间的振子13、驱动所述振子13往复运动的动力线圈14以及固定于止动件12的限位件15。其中，振子13、止动件12和限位件15都设置在外壳11的收容空间中。电机10还包括用于感测所述振子13的运动以获得反馈信号的定位传感器16，定位传感器16获得所述振子13的反馈信号，止动件12和/或所述动力线圈14根据定位传感器16检测到的反馈信号作用于振子13以调整振子13在止动件12之间的往复运动。
请参阅图4，外壳11的形状大致呈空心圆柱形。外壳11包括具有收容空间且呈筒状的主体部111以及盖设于所述主体部111两侧开口的盖体部112，振子滑动连接于所述主体部111内。其中，盖体部包括第一盖体113和第二盖体114。
主体部111的内壁光滑，振子13设置在主体部111内的中部，振子13能在主体部111内滑动。止动件12和限位件15也都位于主体部111内。
请参阅图5，止动件12包括固定于所述外壳11的盖体部112的第一铁芯121以及缠绕于所述第一铁芯121的辅助线圈122。其中，止动件12包括两个，两个止动件12都设置在主体部111内。第一个止动件12的第一铁芯121固定于外壳11的第一盖体113，第二个止动件12的第一铁芯121固定于外壳11的第二盖体114。止动件12的辅助线圈122能根据定位传感器16检测到的反馈信号作用于振子13以调整振子13在两个止动件12之间的往复运动。
需要注意的是，动力线圈14和辅助线圈122可以通过同一输入端口控制而具有同方向的电流，也可分开进行控制而具有不同的电流方向，均可根据需求作出改变。
请参阅图6，振子13具有磁性，从而动力线圈14和止动件12在通电时能产生磁性以驱动振子13移动。振子13可以是持续带有磁性，也可以振子13通电时带有磁性。具体的，振子13包括永磁体，例如磁钢；或振子13包括位于中间位置的第二铁芯131以及固定于所述第二铁芯131两端的永磁体132，固定于所述第二铁芯131两端的两个永磁体132的极性可以设置为相反，在其他实施例中，固定于所述第二铁芯131两端的两个永磁体132的极性也可以根据实际需求设置为相同。在振子13通电带有磁性时，可以实现振子13本身的磁场可以控制。如在定位传感器16感测到振子13移动时的位置，调整振子13的通过的电流的方向和强弱，可以控制振子13的运动。
动力线圈14绕设在主体部111远离振子13的一侧，动力线圈14位于主体部111轴向方向的中部。在振子13包括位于中间位置的第二铁芯131以及固定于所述第二铁芯131两端的永磁体时，动力线圈14绕设于所述第二铁芯131且动力线圈14位于主体部111远离振子13的一侧。线圈在通电时，能产生电磁效应，从而产生驱动主体部111内的振子13往复运动的力。可以理解，也可以在主体部111上开槽以容置动力线圈14，以使动力线圈14和主体部111的表面平齐。
限位件15固定于第一铁芯121面对所述振子13的一侧。限位件15包括两个，第一个限位件15位于振子13和第一个止动件12之间，第二限位件15位于振子13和第二个止动件12之间。限位件15能限制振子13移动时的最大位移。
定位传感器16可以感测振子13的位置、速度或加速度等，以获得振子13的反馈信号。定位传感器16可以包括霍尔传感器，霍尔传感器通过感测振子13的磁性以感测振子13的位置、速度或加速度。定位传感器16设置在外壳11的主体部111上，具体的，定位传感器16可以嵌设在主体部111上，在主体部111的轴线方向，定位传感器16位于动力线圈14和限位件15之间。在其他实施例中，在主体部111的轴线方向，定位传感器16也可以和动力线圈14重叠，如定位传感器16嵌设在主体部111上，或定位传感器16设置在动力线圈14上。作为一种选择，定位传感器16也可以设置在限位件15或止动件12上。
请参阅图7，电机10还可以包括设置于止动件12与振子13之间的弹簧17，弹簧17的两端分别连接于所述限位件15和所述振子13。弹簧17位于主体部111内。弹簧17包括两个，第一个弹簧17设置在所述振子13和第一个限位件15之间，第二个弹簧17设置在所述振子13和所述第二个限位件15之间。弹簧17给振子13提供运动的回复力。可以理解，弹簧17可以采用其他带有弹性回复力的元件替代。
请参阅图8A，在使用时，振子13位于初始状态，动力线圈14和止动件12都没有通电，没有产生力给振子13。
请参阅图8B，动力线圈14、第一个止动件12和第二个止动件12同时通电，振子13正在向左移动，动力线圈14给振子13向左的力，第一个止动件12给振子13吸力，第二个止动件12给振子13斥力。
请参阅图8C，位置传感器检测到振子13的位置、速度或加速度，动力线圈14、第一个止动件12和第二个止动件12通电的电流发生变化，动力线圈14、第一个止动件12和第二个止动件12都分别给振子13向右的力，振子13向左减速移动。
请参阅图8D，动力线圈14、第一个止动件12和第二个止动件12都分别给振子13向右的力，振子13向右加速移动。
请参阅图9，本实用新型还提供了一种驱动装置20，驱动装置20包括控制模块21和上述的电机10，控制模块21和电机10电性连接，控制模块21用于根据所述定位传感器16感测振子13的运动获得的反馈信号来调节所述动力线圈14和/所述辅助线圈122的电流，以控制所述振子13进行往复运动。
本实用新型实施方式相对于现有技术而言，所述定位传感器能感测振子的运动，定位传感器获得所述振子的反馈信号，辅助线圈和/或动力线圈根据定位传感器检测到的反馈信号作用于振子以调整所述振子在止动件之间的往复运动，即使电机因制造过程中的不一致，或使用时磨损，也能进行较好的闭环控制，运动效果好，控制精度高。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于：所述电机包括具有收容空间的外壳、固定于所述外壳且间隔设置的止动件、滑动于所述止动件之间的振子以及驱动所述振子往复运动的动力线圈，所述止动件包括固定于所述外壳的第一铁芯以及缠绕于所述第一铁芯的辅助线圈，所述电机还包括用于感测所述振子的运动以获得反馈信号的定位传感器，所述辅助线圈和/或所述动力线圈根据所述定位传感器检测到的反馈信号作用于所述振子以调整所述振子在所述止动件之间的往复运动。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述定位传感器设置在所述外壳、所述动力线圈或所述止动件上。
3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述定位传感器为霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述电机还包括固定于所述止动件的限位件，所述限位件固定于所述第一铁芯面对所述振子的一侧。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于：所述电机还包括设置于所述止动件与所述振子之间的弹簧，所述弹簧的两端分别连接于所述限位件和所述振子。
6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述外壳包括具有所述收容空间且呈筒状的主体部以及盖设于所述主体部两侧开口的盖体部，所述振子滑动连接于所述主体部内，所述第一铁芯固定于所述盖体部，所述动力线圈绕设于所述主体部远离所述振子的一侧。
7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述振子为永磁体。
8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述振子包括位于中间位置的第二铁芯以及固定于所述第二铁芯两端的永磁体，所述动力线圈绕设于所述第二铁芯。
9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于：固定于所述第二铁芯两端的永磁体极性相反。
10.一种驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括控制模块和如权利要求1～9任一项所述的电机，所述控制模块和所述电机电性连接，所述控制模块用于根据所述定位传感器感测振子的运动获得的反馈信号来调节所述动力线圈和/所述辅助线圈，以控制所述振子的往复运动。
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