CN212543626U - 一种环形布置结构直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种环形布置结构直线电机，包括固定底座、呈环形且固定设置在固定底座上的定子机构、设置在定子机构上的动子机构、设置在固定底座上的轨道组；轨道组呈环形布置；轨道组与定子机构并排布置；当动子机构通电时，动子机构相对定子机构沿轨道成环形运动；动子机构包括动子平台、设置在动子平台一端的安装板、设置在动子平台上的永磁组、设置在安装板上的滑块、设置在滑块上的导向轮、设置在动子平台另一端的浮动支撑轮座、设置在浮动支撑轮座上的支撑轮；支撑轮相对导向轮活动设置。本实用新型的环形布置结构直线电机机构简单，运行平稳；有效的解决了直线电机动子机构运动精度差和准确度差的问题。

Description

一种环形布置结构直线电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种环形布置结构直线电机。

背景技术

在制造装配业中，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

直线电机的工作原理可以简单理解成将旋转电机沿电机切向拉成直线，定子部分成为定子，移动的转子部分成为动子。直线异步电动机主要用于功率较大场合的直线运动机构，如门自动开闭装置，起吊、传递和升降的机械设备，驱动车辆，尤其是用于高速和超速运输等。由于牵引力或推动力可直接产生，不需要中间连动部分，没有摩擦，无噪声，无转子发热，不受离心力影响等问题。因此，其应用将越来越广。直线同步电动机由于性能优越，应用场合与直线异步电动机相同，有取代趋势。直线步进电动机应用于数控绘图仪、记录仪、数控制图机、数控裁剪机、磁盘存储器、精密定位机构等设备中。

然而，常规的直线电机一般进行直线往复移动，无法应用于圆周运动或圆弧运动的场合，并且，传统的圆弧运动结构是通过皮带或者链条驱动来实现的，这种结构效率低、精度差，很难满足高精密的圆周或圆弧运动。

实用新型内容

本实用新型目的是，针对上上述问题，提出一种环形布置结构直线电机。

本实用新型提出一种环形布置结构直线电机，包括固定底座、呈环形且固定设置在所述固定底座上的定子机构、设置在所述定子机构上的动子机构、设置在所述固定底座上的轨道组；所述轨道组呈环形布置；所述轨道组与所述定子机构并排布置；所述轨道组包括设置在所述定子机构上方的第一轨道和设置在所述定子机构下方的第二轨道；当所述动子机构通电时，所述动子机构相对所述定子机构沿所述轨道成环形运动；所述动子机构包括动子平台、设置在所述动子平台一端的安装板、设置在所述动子平台上的永磁组、设置在所述安装板上的滑块、设置在所述滑块上的导向轮、设置在所述动子平台另一端的浮动支撑轮座、设置在所述浮动支撑轮座上的支撑轮；所述支撑轮相对所述动子平台活动设置；所述安装板与所述动子平台垂直设置。

优选的，所述浮动支撑轮座包括安装支撑轮的固定块，所述固定块上设置有容纳直线轴承的通孔，所述固定块与所述动子平台通过直线轴承和销轴活动连接；所述直线轴承用于所述固定块的导向作用；所述固定块上还设置有弹簧，所述弹簧的一端与所述动子平台固定连接，另一端与所述固定块固定连接，所述弹簧用于所述支撑轮与所述轨道的接触。

优选的，所述动子机构的数量为3个，3个所述动子机构分别设置在所述轨道的三个位置。

优选的，所述永磁组包括五块永磁铁，所述永磁铁采用Halbach永磁铁阵列，相邻所述永磁铁之间的缝隙为2mm。

优选的，所述定子机构包括1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯各四段环形固定在所述固定底座上，所述定子机构还包括绕组线圈；所述1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯用于绕组线圈的安装和提供支撑，所述绕组线圈用于牵引不同的动子机构；所述1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯的绕组线圈端部依次首尾连接。

优选的，所述1/4圆弧段初级铁芯和所述直线段初级铁芯的初级铁芯分别设置有36个槽和37个齿的硅钢叠片叠层而成，所述初级铁芯的厚度为100mm。

优选的，所述1/4圆弧段初级铁芯的初级铁芯的外弦长为528mm。

优选的，所述直线段初级铁芯的初级铁芯的长度为526mm。

本实用新型的一种环形布置结构直线电机的有益效果：

本实用新型的一种环形布置结构直线电机设置固定底座、定子机构、动子机构和轨道组；所述动子机构沿所述轨道组相对所述定子成环形运动；解决了常规的直线电机一般进行直线往复运动，无法应用于圆周运动或者圆弧运动的问题；所述动子机构通过设置浮动支撑轮座，补偿所述第一轨道和所述第二轨道的安装造成的偏差，通过设置弹簧，保证所述支撑轮与所述第二轨道的接触，使所述动子机构相对所述定子机构运动平稳；本实用新型的一种环形布置结构直线电机机构简单，有效的解决了直线电机动子机构沿环形或者圆周运动精度差和准确度差的问题。

附图说明

图1是本实用新型中环形布置结构直线电机的机构示意图；

图2是本实用新型中动子机构的机构示意图；

图3为本实用新型中动子机构的部分结构示意图；

图4为本实施例中直线段段初级铁芯的机构示意图；

图5为本实施例中1/4圆弧段初级铁芯的机构示意图；

其中，10-固定底座，20-定子机构，21-1/4圆弧段初级铁芯，22-直线段初级铁芯，30-动子机构，31-动子平台，32-安装板，33-永磁组，34-滑块，35-导向轮，36-浮动支撑轮座，37-浮动轮，38a-销轴，38b-直线轴承，39-弹簧，40-轨道组，41-第一轨道，42-第二轨道。

具体实施方式

本实用新型提出一种环形布置结构直线电机，参考图1至图5，本实用新型提出一种环形布置结构直线电机，包括固定底座10、呈环形且固定设置在所述固定底座10上的定子机构20、设置在所述定子机构20上的动子机构30、设置在所述固定底座10上的轨道组40；所述轨道组40呈环形布置；所述轨道组40与所述定子机构20并排布置；所述轨道组40包括设置在所述定子机构20上方的第一轨道41和设置在所述定子机构20下方的第二轨道42；当所述动子机构30通电时，所述动子机构30相对所述定子机构20沿所述轨道成环形运动；所述动子机构30 包括动子平台31、设置在所述动子平台31一端的安装板32、设置在所述动子平台31上的永磁组33、设置在所述安装板32上的滑块34、设置在所述滑块34上的导向轮35、设置在所述动子平台31另一端的浮动支撑轮座36、设置在所述浮动支撑轮座36上的支撑轮；所述支撑轮相对所述动子平台31活动设置；所述安装板32与所述动子平台31垂直设置。

在本实施例中，所述环形布置结构直线电机工作时，所述定子机构20固定设置在所述固定底座10上，动子机构30通电时，所述动子机构30相对于所述定子机构20产生电磁推力，从而驱动所述动子机构30沿所述轨道组40呈环形往复运动；在所述导向轮35和所述支撑轮的导向作用下，使得所述动子机构30 的运动更加平稳，保证了所述动子机构30的环形往复运动，有效的解决了直线电机动子机构30运动精度差和准确度差的问题。

进一步地，参考图2和图3，所述浮动支撑轮座36包括安装支撑轮的固定块，所述固定块上设置有容纳直线轴承38b的通孔，所述固定块与所述动子平台31通过直线轴承38b和销轴38a活动连接；所述直线轴承38b用于所述固定块的导向作用；所述固定块上还设置有弹簧39，所述弹簧39的一端与所述动子平台31固定连接，另一端与所述固定块固定连接，所述弹簧39用于所述支撑轮与所述轨道的接触。在本实施例中，所述固定块上对称设置有2个容纳所述直线轴承38b的通孔，所述直线轴承38b的数量为2个，保证了所述固定块相对所述第二轨道42 的直线运动的导向，所述支撑轮在所述弹簧39弹力的作用下，保证了所述支撑轮与所述第二轨道42的接触。

进一步地，所述动子机构30的数量为3个，3个所述动子机构30分别设置在所述轨道的三个位置。在本实施例中，可同时驱动三个所述动子机构30在环形设置的轨道组40上运行，采用永磁体的同步牵引技术，使得三个所述动子机构 30实现协调运动。

进一步地，所述永磁组33包括五块永磁铁，所述永磁铁采用Halbach永磁铁阵列，相邻所述永磁铁之间的缝隙为2mm。

进一步地，所述定子机构20包括1/4圆弧段初级铁芯21和直线段初级铁芯22 各四段环形固定在所述固定底座10上，所述定子机构21还包括绕组线圈；所述 1/4圆弧段初级铁芯21和直线段初级铁芯22用于绕组线圈的安装和提供支撑，所述绕组线圈用于牵引不同的动子机构；所述1/4圆弧段初级铁芯21和直线段初级铁芯22的绕组线圈端部依次首尾连接。

进一步地，所述1/4圆弧段初级铁芯21和所述直线段初级铁芯22的初级铁芯分别设置有36个槽和37个齿的硅钢叠片叠层而成，所述初级铁芯的厚度为 100mm。

进一步地，参考图4，所述1/4圆弧段初级铁芯21的初级铁芯的外弦长为 528mm。

进一步地，参考图3，所述直线段初级铁芯22的初级铁芯的长度为526mm。

本实用新型的一种环形布置结构直线电机的有益效果：

本实用新型的一种环形布置结构直线电机设置固定底座10、定子机构20、动子机构30和轨道组40；所述动子机构30沿所述轨道组40相对所述定子成环形运动；解决了常规的直线电机一般进行直线往复运动，无法应用于圆周运动或者圆弧运动的问题；所述动子机构30通过设置浮动支撑轮座36，补偿所述第一轨道41和所述第二轨道42的安装造成的偏差，通过设置弹簧39，保证所述支撑轮与所述第二轨道42的接触，使所述动子机构30相对所述定子机构20运动平稳；本实用新型的一种环形布置结构直线电机机构简单，有效的解决了直线电机动子机构30沿环形或者圆周运动精度差和准确度差的问题。

在以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。对于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。

Claims (8)

1.一种环形布置结构直线电机，其特征在于，包括固定底座、呈环形且固定设置在所述固定底座上的定子机构、设置在所述定子机构上的动子机构、设置在所述固定底座上的轨道组；所述轨道组呈环形布置；所述轨道组与所述定子机构并排布置；所述轨道组包括设置在所述定子机构上方的第一轨道和设置在所述定子机构下方的第二轨道；当所述动子机构通电时，所述动子机构相对所述定子机构沿所述轨道成环形运动；

所述动子机构包括动子平台、设置在所述动子平台一端的安装板、设置在所述动子平台上的永磁组、设置在所述安装板上的滑块、设置在所述滑块上的导向轮、设置在所述动子平台另一端的浮动支撑轮座、设置在所述浮动支撑轮座上的支撑轮；所述支撑轮相对所述动子平台活动设置；所述安装板与所述动子平台垂直设置。

2.根据权利要求1所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述浮动支撑轮座包括安装支撑轮的固定块，所述固定块上设置有容纳直线轴承的通孔，所述固定块与所述动子平台通过直线轴承和销轴活动连接；所述直线轴承用于所述固定块的导向作用；所述固定块上还设置有弹簧，所述弹簧的一端与所述动子平台固定连接，另一端与所述固定块固定连接，所述弹簧用于所述支撑轮与所述轨道的接触。

3.根据权利要求1所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述动子机构的数量为3个，3个所述动子机构分别设置在所述轨道的三个位置。

4.根据权利要求1所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述永磁组包括五块永磁铁，所述永磁铁采用Halbach永磁铁阵列，相邻所述永磁铁之间的缝隙为2mm。

5.根据权利要求1所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述定子机构包括1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯各四段环形固定在所述固定底座上，所述定子机构还包括绕组线圈；所述1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯用于绕组线圈的安装和提供支撑，所述绕组线圈用于牵引不同的动子机构；所述1/4圆弧段初级铁芯和直线段初级铁芯的绕组线圈端部依次首尾连接。

6.根据权利要求5所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述1/4圆弧段初级铁芯和所述直线段初级铁芯分别设置有36个槽和37个齿的硅钢叠片叠层而成，所述1/4圆弧段初级铁芯和所述直线段初级铁芯的厚度为100mm。

7.根据权利要求6所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述1/4圆弧段初级铁芯的初级铁芯的外弦长为528mm。

8.根据权利要求6所述的环形布置结构直线电机，其特征在于，所述直线段初级铁芯的初级铁芯的长度为526mm。

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