CN213937675U - 一种带限位功能的直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带限位功能的直线电机，包括电机本体、安装在电机本体内部的霍尔传感器、安装在电机本体端部的传动杆以及外置限位开关，所述的外置限位开关与传动杆对应设置。与现有技术相比，本实用新型具有避免了现有技术中的限位开关的重复工作性，提高了推杆运行的寿命等优点。

Description

一种带限位功能的直线电机

技术领域

本实用新型涉及一种直线电机，尤其是涉及一种带限位功能的直线电机。

背景技术

直线电机可以将旋转电机的旋转运动转变为直线运动或直线往复运动，如果以旋转电机作为动力源，转变成直线运动，通常采用丝杆结构。

其中，外部驱动式直线电机，丝杆与电机转子集成为一体作为电机出轴。螺母在电机外部，并与驱动机构联接。当电机旋转时，螺母沿着丝杆做直线运动。这样做的结果是大大简化了设计，使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用外部驱动式直线电机进行精密的线性运动。

如果采用精密的外部驱动电机构成的直线电机，可以在某些场合替代气缸，实现定位精确，速度可控。外部驱动式直线电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、精确位置移动等诸多高精度要求领域

在一些应用中，要求高的负载转矩，可以在电机和丝杆系统中增加齿轮传动系统，常用的齿形传动系统包括涡轮蜗杆、行星齿轮、正齿轮等等。

在丝杆系统中，如果螺母旋转到极限位置，在电机反方向起动时，螺母的防松力矩加上负载提供的负载转矩，会使得电机起动困难，形成直线电机运行的死点。因此丝杆结构的直线电机需要在行程范围的两端，设置限位。目前市场上直线电机关于行程位置的控制，一般为两个内置限位开关控制行程极限，可以防止丝杆运行到极限位置，即死点。

同时作为控制所用的直线运行，需要实时根据位置反馈调整直线运行，通常采用外置的位置传感器，如图1所示，现有的方案存在以下缺点：

1)限位开关可以防止推杆运行到死点，但是无法反馈行程的中间位置；

2)需要外置位置传感器才能实现负载位置的精确控制；

3)同时内置限位开关会增加整个直线电机的尺寸，内置开关一般需要两个，且如果内置开关出现故障，会造成整个直线电机的报废。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带限位功能的直线电机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带限位功能的直线电机，包括电机本体、安装在电机本体内部的霍尔传感器、安装在电机本体端部的传动杆以及外置限位开关，所述的外置限位开关与传动杆对应设置。

优选地，所述的电机本体包括直线推杆和外置驱动电机，所述的外置驱动电机设有与直线推杆连接的蜗杆，所述的霍尔传感器安装在外置驱动电机内部，所述的传动杆安装在直线推杆的端部。

优选地，所述的外置驱动电机为永磁直流有刷电机。

优选地，所述的直线推杆内部设于与蜗杆配合的涡轮。

优选地，所述的永磁直流有刷电机包括转轴、PCB板、磁环和机壳，所述的转轴一端穿入蜗杆，另一端依次穿入PCB板和磁环后，套入机壳内。

优选地，所述的磁环采用多极磁环。

优选地，所述的位置传感器为霍尔传感器。

优选地，所述的霍尔传感器设有一个。

优选地，所述的外置限位开关为外置微动开关。

优选地，所述的外置微动开关设有一个。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)使用一个微动开关代替了两个内置开关，对推杆的安装空间需求更小；

2)使用内置位置传感器，可实时监控和控制运行位置；

3)使用外置位置开关控制，避免了现有技术中的限位开关的重复工作性，提高了推杆运行的寿命。

附图说明

图1为现有直线电机的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型电机本体的结构示意图。

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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种采用精密的外部驱动电机构成的直线电机，该直线电机采用单个外部限位开关，且内置霍尔传感器，实现防止电机运行到两个极限位置，同时可以精确控制直线电机的运动位置。

本实用新型的位置开关安装在直线电机运行的某一侧，当直线电机或者直线电机所驱动的部件接触微动开关的弹片，并触发微动开关后，控制系统此时即刻停止直线电机，以防止直线电机继续运行到死点。同时该位置可以作为整个直线运行系统的基准位置。

从基准位置开始，控制系统根据工况需求决定直线电机的目标行程。驱动电机内置霍尔传感器，传感器实时反馈转子旋转的圈数，可根据需要采用不同精度的位置传感器组件，并可根据圈数转化为直线电机的行程。当直线电机的行程等于目标行程时，直线电机停机。同时，以基准位置为参考，通过实时的位置反馈，可以知道任意时刻直线电机的实际运行位置。因此，该直线电机不仅可以防止直线运动到两侧的死点，同时可以实时的得到直线电机运行的实际位置，从而无需借用外部的位置传感器即可实现精确的位置控制。

如图2所示，一种带限位功能的直线电机，包括电机本体1、安装在电机本体内部的位置传感器4、安装在电机本体端部的传动杆3以及外置限位开关2，所述的外置限位开关2与传动杆3对应设置。

如图3所示，所述的电机本体1包括直线推杆11和外置驱动电机12，所述的外置驱动电机12设有与直线推杆11连接的蜗杆13，所述的霍尔传感器4安装在外置驱动电机12内部，所述的传动杆3安装在直线推杆11的端部。

所述的外置驱动电机12为永磁直流有刷电机。所述的直线推杆11内部设于与蜗杆配合的涡轮。

所述的永磁直流有刷电机包括转轴、PCB板14、磁环15和机壳16，所述的转轴一端穿入蜗杆13，另一端依次穿入PCB板14和磁环15后，套入机壳16内。

所述的磁环采用多极磁环。所述的位置传感器为霍尔传感器。所述的霍尔传感器设有一个。

所述的外置限位开关为外置微动开关。所述的外置微动开关设有一个。

本实用新型的工作原理如下：

直线推杆通过螺钉连接带有蜗杆的有刷电机，有刷电机后端带有固定霍尔的PCB板，磁环固定在转轴上，当电机转动时，随转轴旋转，释放磁信号，机壳罩在有刷电机、PCB板及磁环上，起到保护作用；

电机通电转轴旋转时，通过蜗杆和直线推杆内部的涡轮配合，将电机的旋转运动，转化为直线推杆的直线运动，直线推杆的端部连接传动装置，带动传动杆做直线运动，当传动杆运行碰触到微动开关时，微动开关反馈信号，电机停止运行，推杆运行到顶点(即上述基础位置)，此时电机给反向电流，推杆又开始做收回运动，收回时霍尔依据磁环的信号记录电机运行距离，当推杆运行到设定的行程位置后，电机停止，又开始做反向运动，如此循环。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种带限位功能的直线电机，其特征在于，包括电机本体、安装在电机本体内部的霍尔传感器、安装在电机本体端部的传动杆以及外置限位开关，所述的外置限位开关与传动杆对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的电机本体包括直线推杆和外置驱动电机，所述的外置驱动电机设有与直线推杆连接的蜗杆，所述的霍尔传感器安装在外置驱动电机内部，所述的传动杆安装在直线推杆的端部。

3.根据权利要求2所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的外置驱动电机为永磁直流有刷电机。

4.根据权利要求2所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的直线推杆内部设于与蜗杆配合的涡轮。

5.根据权利要求3所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的永磁直流有刷电机包括转轴、PCB板、磁环和机壳，所述的转轴一端穿入蜗杆，另一端依次穿入PCB板和磁环后，套入机壳内。

6.根据权利要求5所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的磁环采用多极磁环。

7.根据权利要求1所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的霍尔传感器设有一个。

8.根据权利要求1所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的外置限位开关为外置微动开关。

9.根据权利要求8所述的一种带限位功能的直线电机，其特征在于，所述的外置微动开关设有一个。

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