CN218416162U - 直线电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电机领域，旨在解决已知技术中的直线电机存在结构尺寸较大，且直线电机停止时动子组件位置难以确定的问题，提供直线电机，包括壳体、定子组件、动子组件和弹性件。壳体限定内部空间；定子组件用于提供行波磁场；动子组件沿第一方向可滑动地设置于内部空间，并能够在行波磁场的作用下沿第一方向移动以输出直线运动；动子组件包括滑轨、安装件和多个磁体，多个磁体沿第一方向依次固定设置于滑轨；安装件固定连接于滑轨靠近第一开口一端；弹性件一端连接于壳体、另一端连接于安装件，用于通过安装件对动子组件施加沿第一方向的弹性力，弹性力用于使动子组件回位。本申请的有益效果是空间利用充分，结构合理紧凑，且动子组件方便回位。

Description

直线电机

技术领域

本申请涉及电机领域，具体而言，涉及直线电机。

背景技术

直线电机是能够输出直线运动的电机，不同于旋转电机输出扭矩。

已知技术中的直线电机存在结构尺寸较大，且直线电机停止时动子组件位置难以确定。

实用新型内容

本申请提供直线电机，以解决已知技术中的直线电机存在结构尺寸较大，且直线电机停止时动子组件位置难以确定的问题。

本申请提供一种直线电机，包括壳体、定子组件、动子组件和弹性件。壳体限定内部空间；定子组件用于提供行波磁场；定子组件固定连接于壳体，并容置于内部空间；动子组件包括滑轨、安装件和多个磁体，滑轨沿第一方向延伸并沿第一方向可滑动地配合于壳体，滑轨沿第二方向对应定子组件，第二方向垂直于第一方向；多个磁体沿第一方向依次固定设置于滑轨，用于和定子组件沿第二方向相对；安装件固定连接于滑轨；弹性件一端连接于壳体、另一端连接于安装件，用于通过安装件对动子组件施加沿第一方向的弹性力，弹性力用于使动子组件回位。

安装件本申请的直线电机中，定子组件、动子组件等结构件合理布置于壳体的内部空间，充分利用壳体内部空间，结构合理紧凑，且通过设置安装件和弹性件，利于直线电机停止使用时动子组件回位，如回位至初始位置。

在一种可能的实施方式中：

安装件开设有沿第一方向延伸的通孔，弹性件一端连接于安装件、另一端沿第一方向穿过通孔后相对静止地连接至壳体。

在一种可能的实施方式中：

壳体沿第一方向的一端开设有第一开口，第一开口连通内部空间；

安装件连接于滑轨的第一方向靠近第一开口一端，并沿第一方向对应第一开口，安装件能够随滑轨移动以伸出第一开口。

在一种可能的实施方式中：

安装件包括主体部分和端块部；主体部分呈沿第一方向延伸的条形块状结构；端块部连接于主体部分靠近第一开口一端靠近滑轨一侧；

通孔沿第一方向贯通主体部分，端块部上设有向远离滑轨一侧凸出至沿第一方向对应通孔的凸柱，弹性件的一端固定连接于凸柱、另一端穿过通孔后连接至壳体或定子组件。

在一种可能的实施方式中：

安装件开设有沿第一方向分布的多个减重孔，减重孔沿第三方向贯穿安装件，其中，第三方向垂直于第一方向且垂直于第二方向。

在一种可能的实施方式中：

直线电机还包括编码器组件，编码器组件包括编码器和栅尺，栅尺沿第一方向延伸并固定连接于安装件；编码器固定于壳体，并沿第二方向对应于栅尺，用于检测栅尺的位置信息。

在一种可能的实施方式中：

编码器和定子组件位于滑轨沿第二方向的同一侧，且编码器和滑轨沿第二方向间隔；

安装件一侧连接于滑轨、另一侧连接栅尺，以使栅尺在第二方向上靠近编码器。

在一种可能的实施方式中：

上的间距大于定子组件和滑轨在第二方向上的间距，以使编码器和定子组件在第二方向上相互错开；

壳体具有第二开口，第二开口和第一开口沿第一方向相对；

直线电机还包括设置于内部空间的第一驱动板，第一驱动板电连接于编码器和定子组件，并能够接收编码器获取的位置信息，用于控制定子组件运行；

第一驱动板包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口；输入端口对应于第二开口，以朝外露出壳体；第一输出端口用于电连接至定子组件，第二输出端口用于电连接至编码器；

第一驱动板包括第一板区和第二板区，第一板区和第二板区沿第二方向错开；第一板区和定子组件沿第一方向对应，第一输出端口设于第一板区沿第一方向靠近定子组件一端；第二板区和编码器沿第一方向对应，并沿第一方向延伸至穿过定子组件的至少部分，第二输出端口设于第二板区沿第一方向靠近编码器一端。

在一种可能的实施方式中：

壳体具有第二开口，第二开口和第一开口沿第一方向相对；直线电机还包括连接端口，用于电连接至一布置在内部空间之外的第二驱动板；

连接端口一侧露出第二开口，用于电连接至第二驱动板，另一侧伸入内部空间，用于电连接至编码器和定子组件。

在一种可能的实施方式中：

直线电机还包括多个导块，多个导块沿第一方向依次固定连接于壳体；滑轨可滑动地支撑于多个导块；

多个导块中的至少部分导块沿第二方向对应于定子组件，多个导块中的至少部分导块沿第二方向对应于安装件。

在一种可能的实施方式中：

壳体包括主壳和盖件，主壳朝第三方向开口，第三方向垂直于第一方向且垂直于第二方向；

盖件盖合于主壳的开口，并和主壳共同围成内部空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例的直线电机的结构示意图；

图2为图1的直线电机的展开视图；

图3为图1的直线电机的另一展开视图；

图4为图1的直线电机的剖视图；

图5为图1的直线电机的主壳的平面视图。

图6为本申请另一实施例的直线电机的结构示意图；

图7为图6的直线电机的展开视图；

图8为图6的直线电机的另一展开视图；

图9为图6的直线电机的剖视图；

图10为图6的直线电机的主壳的平面视图；

主要元件符号说明：

直线电机 100a,100b

壳体 10

定子组件 11

动子组件 12

弹性件 13

编码器组件 14

第一驱动板 15

连接端 16

负载 17

第一壁 18

第二壁 19

第三壁 20

第四壁 21

第五壁 22

第六壁 23

主壳 24

盖件 25

U形板 26

滑轨 27

安装件 28

磁体 29

导块 30

缓冲垫 31

主体部分 32

端块部 33

凸柱 34

编码器 35

栅尺 36

小磁铁 37

挡块 38

限位凸起 39

安装位 40

分隔壁 41

输入端口 42

第一输出端口 43

第二输出端口 44

柔性电路板 45

第一板区 46

第二板区 47

定位柱 48

第一凸台 50

第二凸台 51

第三凸台 52

第二驱动板 53

连接端口 54

数据线 55

气隙 f1

第一开口 K1

第二开口 K2

第三开口 K3

通孔 K4

连接孔 K5

减重孔 K6

缺口 K7

散热孔 K8

安装孔 K9

定位孔 K10

贯通孔 K11

避让孔 K12

第一表面 P1

第二表面 P2

内部空间 Q0

第一空间 Q1

第二空间 Q2

第三空间 Q3

第四空间 Q4

第一方向 Y1

第二方向 Y2

第三方向 Y3

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例

图1-图5示出了本实施例的一种直线电机100a。

参见图1-图5，本实施例提供了一种直线电机100a，包括壳体10、定子组件11、动子组件12、弹性件13、编码器组件14和第一驱动板15。壳体10限定内部空间Q0，定子组件11、动子组件12、弹性件13、编码器组件14和第一驱动板15等均布置在内部空间Q0内。定子组件11用于提供行波磁场，动子组件12用于在行波磁场的作用下沿第一方向Y1移动以输出直线运动，编码器组件14用于检测动子组件12的位置，第一驱动板15用于控制动子组件12的直线运动。

其中，壳体10大致为一沿第一方向Y1延伸的长条形结构，且壳体10沿第一方向Y1的一端开设有第一开口K1，第一开口K1连通内部空间Q0，动子组件12可以在定子组件11产生的行波磁场的作用下沿第一方向Y1移动通过第一开口K1。动子组件12伸出第一开口K1的一端可设置连接端16，用于安装所要驱动进行直线运动的负载17(图中负载17用虚线示出)。

本实施例中，壳体10可设置为整体呈厚度较小的板状结构，其内部空间Q0大致为一扁平空间，定子组件11、动子组件12、编码器35、第一驱动板15等均在垂直于其厚度的面内错开分布。

例如，壳体10可以大致呈较扁的矩形壳状结构，包括沿第一方向Y1相对的第一壁18和第二壁19，沿第二方向Y2相对的第三壁20和第四壁21、沿第三方向Y3相对的第五壁22和第六壁23，内部空间Q0由该六个壁围成。

其中，第一壁18上开设前述的第一开口K1，用于动子组件12伸出。当然，在其他实施例中，第一壁18也可以完全省略，使得壳体10的该端整体开口。第一壁18和第二壁19的外表面之间的间距大致限定壳体10沿第一方向Y1的外形尺寸(下称长度尺寸)。

第三壁20和第四壁21的外表面之间的间距大致限定壳体10沿第二方向Y2的外形尺寸(下称高度尺寸)。

第五壁22和第六壁23的外表面之间的间距大致限定壳体10沿第三方向Y3的外形尺寸(下称厚度尺寸)。本实施例中，壳体10的厚度尺寸可设置得较小，以使得多个该直线电机100a沿厚度方向叠合使用时的整体厚度尺寸不会过大。

例如，本实施例中，壳体10的厚度尺寸、高度尺寸和长度尺寸的比值可以设置为1:(2-5):(5-20)。厚度尺寸、高度尺寸和长度尺寸的具体数值或比值可以根据需要设置，不做限定。

可选地，第一壁18、第二壁19、第三壁20、第四壁21和第五壁22为一体结构，形成朝第三方向Y3开口的主壳24，第六壁23作为一可拆卸地连接于主壳24的盖件25盖合在开口处，并和主壳24共同围成内部空间Q0。设置可拆卸的盖件25，利于内部空间Q0内的结构的安装维修。

当然，在其他实施例中，壳体10还可以设置为其他任何合适的形状。

本实施例中，主壳24可以采用铝材制成，以兼顾结构强度和重量，盖件25由导磁材料(如铁镍合金)制成，以屏蔽电磁信号。

本实施例中，壳体10的内部包括第一空间Q1、第二空间Q2、第三空间Q3和第四空间Q4。其中，第一空间Q1、第二空间Q2、第三空间Q3和第四空间Q4在垂直于第三方向Y3的面内分布，用于布置定子组件11、动子组件12、编码器组件14、第一驱动板15等结构。在一些实施方式中，定子组件11、动子组件12、编码器组件14、第一驱动板15在垂直于第三方向Y3的面内不重叠，以减小直线电机100a整体厚度需求，利于在同等允许厚度内叠合更多的直线电机100a。

当然，在其他实施例(图中未示出)中，也允许一些对厚度增加影响较小的重叠设置。例如，在一些情形下，定子组件11具有较大厚度，其厚度值基本决定了直线电机100a的整体厚度，而第一驱动板15和编码器组件14部分区域所需厚度较小，且第一驱动板15和编码器35部分的这些区域叠合后的整体厚度仍小于定子组件11所需的厚度，此时可根据需要使第一驱动板15和编码器组件14部分重叠，以缩小直线电机100a的长度尺寸或高度尺寸，减小直线电机100a在垂直于第三方向Y3的面内占据的空间面积。需要说明的是，具体重叠的构件或重叠的面积大小不做限定。

本实施例中，第一空间Q1沿第一方向Y1延伸，且一端延伸至连通第一开口K1，另一端由第二壁19限定，主要用于容许动子组件12可滑动地设置在其内，并沿第一方向Y1滑动以输出直线运动。第四空间Q4、第二空间Q2和第三空间Q3沿第一方向Y1依次设置，且第四空间Q4、第二空间Q2和第三空间Q3位于第一空间Q1沿第二方向Y2的同一侧，如此可形成第一空间Q1长度尺寸较大，且第四空间Q4、第二空间Q2和第三空间Q3依次在第一空间Q1在第一方向Y1的延伸范围内占据部分长度尺寸，并在第二方向Y2上和第一空间Q1对应。同时，可设置第四空间Q4、第二空间Q2和第三空间Q3在第二方向Y2上具有较大的重叠尺寸，从而降低三者总共占据的高度尺寸，进而减小内部空间Q0的总高度尺寸，利于直线电机100a在具有较长的直线运动行程的基础上保持较小的平面尺寸。

当然，第四空间Q4、第二空间Q2和第三空间Q3可以根据需要具有不同的高度尺寸，也可以设置得在第二方向Y2部分对应，以适应各空间容纳的结构的形状。

本实施例中，定子组件11固定连接于壳体10，并容置于第二空间Q2。本实施例中的定子组件11大致呈矩形，第二空间Q2的平面形状也大致为矩形。定子组件11可以通过一U形板26固定连接于壳体10。

动子组件12沿第一方向Y1可滑动地设置于内部空间Q0，并能够在定子组件11产生的行波磁场的作用下沿第一方向Y1移动以输出直线运动。动子组件12沿第一方向Y1对应第一开口K1，并能够沿第一方向Y1伸出第一开口K1。

本实施例中，动子组件12包括滑轨27、安装件28和多个磁体29。

其中，滑轨27沿第一方向Y1延伸并沿第一方向Y1可滑动地配合于壳体10，例如，本实施例中的直线电机100a还包括多个导块30，多个导块30沿第一方向Y1依次固定连接于壳体10，滑轨27可滑动地支撑于多个导块30，以实现第一方向Y1可滑动地配合于壳体10。在其他实施例中，多个导块30可以替换为一延伸长度较大的条形导块，或者，可在壳体10上设置能够可滑动配合滑轨27的槽(图中未示出)来实现滑轨27的滑动设置。即，滑轨27的滑动设置方式在此不做限定。为降低滑轨27滑动时的摩擦，可在滑动配合面处做减摩擦措施，如提高滑动配合面的光滑度、对滑动配合面做润滑处理(如涂润滑油)等，也可通过滚珠等结构使滑轨27的滑动摩擦变为滚动摩擦。

本实施例中，滑轨27容置于第一空间Q1。滑轨27的长度可以设置为大致等于第一空间Q1的长度或内部空间Q0沿第一方向Y1的尺寸。如此，在未使用时，滑轨27基本缩回第一空间Q1内而受到壳体10的保护，减小受外力影响而变形降低直线度的可能。当然，也可根据需要增大或减小滑轨27长度。

多个磁体29沿第一方向Y1依次固定设置于滑轨27，用于和定子组件11沿第二方向Y2相对。磁体29和定子组件11之间的间距应保持合适的值，以使定子组件11和磁体29之间保持适当厚度的气隙f1，具体的间距设置可根据需要设置。滑轨27可采用导磁材料(如铁合金、镍合金等)制成，以实现导磁；在其他实施方式中，也可采用在滑轨27和磁体29之间设置铁片导磁的方案。

安装件28固定连接于滑轨27靠近第三空间Q3一端，本实施例中，第三空间Q3位于靠近第一开口K1一侧。设置安装件28可方便负载17连接，避免直接在滑轨27上加工用于连接负载17的结构(如用于连接螺钉的连接孔K5)对滑轨27结构或尺寸的影响。为确保滑轨27滑动顺畅，一般滑轨27所需达到的形位公差及表面质量均较高，因此，本实施例设置固定于滑轨27的安装件28用于连接负载17，可降低对滑轨27的影响。可选地，安装件28可设置为可拆卸形式，以方便换新或更换不同形状的安装件28以适配不同的负载17连接需求。此外，设置安装件28后，可使安装件28伸出第一开口K1用于连接负载17，而滑轨27可以更多地保持在壳体10的内部空间Q0中以受到更好的保护。在一些实施方式中，直线电机100a还包括弹性件13，如弹簧、直线阻尼器等。弹性件13一端连接于壳体10、另一端连接于安装件28，用于通过安装件28对动子组件12施加沿第一方向Y1的弹性力。可选地，可使弹性件13的弹性力趋向于使动子组件12回复到初始位置，如此，在直线电机100a未启动或使用结束后，弹性件13可通过其弹性力带动动子组件12回复到初始位置。该处所说的初始位置可以根据需要设置，例如设置为动子组件12的滑轨27沿第一方向Y1缩回至一端抵顶于第二壁19的位置，此为动子组件12缩回的极限位置，动子组件12的伸出量为零。在一些实施例中，直线电机100a还包括缓冲垫31，缓冲垫31安装于壳体10的第二壁19并沿第一方向Y1对应于滑轨27远离第一开口K1一端。如此，在动子组件12缩回至极限位置时，缓冲垫31能够缓冲动子组件12的冲击，降低动子组件12或壳体10的冲击损伤。

在一些实施例中，安装件28开设有沿第一方向Y1延伸的通孔K4，弹性件13一端连接于安装件28、另一端沿第一方向Y1穿过通孔K4后相对静止地连接至壳体10(直接连接于壳体10或连接于定子组件11从而与壳体10相对静止)。通过在安装件28开设通孔K4来设置弹性件13，一方面降低了安装件28的重量，另一方面充分利用空间获得长度较大的弹性件13，利于适应动子组件12具有较大行程的场合。例如，设置安装件28沿第一方向Y1的尺寸大致等于动子组件12的行程，弹性件13的长度穿过通孔K4，可设置得和安装件28沿第一方向Y1的尺寸大致相当，因而具有较大的伸长长度，避免较短的弹性件13无法提供较大范围的弹性伸长的问题。

本实施例中，安装件28包括主体部分32和端块部33，主体部分32呈沿第一方向Y1延伸的条形块状结构；端块部33连接于主体部分32靠近第一开口K1一端靠近滑轨27一侧，通孔K4沿第一方向Y1贯通主体部分32，端块部33上设有向远离滑轨27一侧凸出至沿第一方向Y1对应通孔K4的凸柱34，弹性件13的一端固定连接于凸柱34、另一端穿过通孔K4后连接至壳体10或定子组件11。端块部33上可开设连接孔K5，用于连接负载17或通过一中间结构(图中未示出)连接负载17。可选地，安装件28开设有沿第一方向Y1分布的多个减重孔K6，减重孔K6沿第三方向Y3贯穿安装件28，其中，第三方向Y3垂直于第一方向Y1且垂直于第二方向Y2。减重孔K6可以是圆孔、方孔或其他截面形状的孔。减重孔K6减小安装件28的总量，进而减小动子组件12的总重量及惯性，利于提高直线运动控制精度。同时，安装件28减重，也能够降低直线电机100a的总体重量，利于其应用在一些对重量增加敏感的场合。

安装件28的具体形状可以根据需要设置，上述示例性实施方式不做限定。

本实施例中，安装件28在第一方向Y1上可以完全位于滑轨27内，也可以如图示的部分伸出滑轨27之外。安装件28和滑轨27重叠的一段用于与滑轨27连接(如通过螺钉连接)，滑轨27在该段上不设置磁体29。

本实施例中，编码器组件14安装于壳体10，并容置于第三空间Q3。编码器组件14包括编码器35和栅尺36，栅尺36沿第一方向Y1延伸并固定连接于安装件28。编码器35固定于壳体10，并沿第二方向Y2对应于栅尺36，用于检测栅尺36的位置信息。

栅尺36可以采用磁栅尺，沿第一方向Y1延伸并安装在安装件28远离滑轨27一侧表面，以接近编码器35，在栅尺36附近设置一小磁铁37，作为栅尺36的零点。栅尺36及小磁体29随滑轨27沿第一方向Y1移动时，编码器35上的感应元件(如霍尔元件)实时感应小磁铁37的磁场角度变化，从而输出栅尺36的移动距离数据，可作为动子组件12的移动位置信息。该实施方式采用编码器35不动、栅尺36移动的动尺方式，编码器35的接线(如接入第一驱动板15的引线)无需移动，避免接线来回移动的磨损。

本实施例中，编码器组件14还可以设置为其他形式，只需能够检测动子组件12的移动位置信息即可，在此不做限定。

本实施例中，可选地，用于滑动支撑滑轨27的多个导块30中的至少部分导块30沿第二方向Y2对应于定子组件11，多个导块30中的至少部分导块30沿第二方向Y2对应于编码器35。例如，对应于定子组件11的导块30可设置为两个，分别对应于定子组件11沿第一方向Y1的两端附近，用以在该处提供可靠支撑，提高滑轨27在该处的刚度，以降低定子组件11对磁体29的沿第二方向Y2的磁吸力对滑轨27的形状影响。对应编码器35的导块30可设置一个，以提高滑轨27在该处的位置精度，利于保持编码器35和栅尺36的相对位置，确保位置信息检测准确。

本实施例中，可选地，滑轨27上连接有挡块38，壳体10具有和挡块38沿第一方向Y1对应的限位凸起39，用于限定动子组件12伸出的极限位置。其中，限位凸起39可以从在壳体10沿第二方向Y2靠近滑轨27的第三壁20的内表面沿第二方向Y2向滑轨27一侧伸出形成，挡块38连接在滑轨27靠近第三壁20一侧，如此，在滑轨27沿第一方向Y1伸出时，挡块38可被限位凸起39阻挡，阻挡位置即为滑轨27伸出的极限位置。可选地，挡块38采用如橡胶等柔性材料制成，以降低碰撞冲击。

在一些实施方式中，挡块38沿第一方向Y1位置可调节地连接于滑轨27。例如，在滑轨27上设置沿第一方向Y1间隔分布的多个安装位40，挡块38可以根据需要安装在不同的安装位40，挡块38所安装的安装位40越靠近限位凸起39，则动子组件12的行程越小，反之越大，从而可以方便地获得不同行程的直线电机100a。挡块38和滑轨27的连接方式可以是螺钉连接、卡接等。

在其他实施方式中，还可在滑轨27上设置沿第一方向Y1连续的安装结构(如沿第一方向Y1延伸的槽或凸起)，挡块38配合连接在安装结构上，并能够锁紧在安装结构沿第一方向Y1的不同位置。

如前文描述，本实施例中的直线电机100a还包括内置于内部空间Q0的第一驱动板15，第一驱动板15内置于内部空间Q0，相较于额外设置在壳体10外的形式，集成度较高、整体体积减小。第一驱动板15可以采用印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)形式，或其他类型的控制板，可以为单板，正反面排布电子元件，相较于双层板具有较小的体积。第一驱动板15电连接于编码器35和定子组件11，并能够接收编码器35获取的动子组件12的位置信息，用以控制定子组件11运行。例如，编码器35获得动子组件12的位置信息，将位置信息传输给第一驱动板15，第一驱动板15将该位置信息与所需的控制达到的位置相对比，得到的位置的差值作为控制定子组件11向动子组件12输出的力的基础，直到动子组件12移动至位置信息和所需的控制达到的位置相等时，第一驱动板15控制定子组件11停止驱动动子组件12。

本实施例中，第一驱动板15设置在第四空间Q4。壳体10的内部空间Q0内设有能够阻隔磁信号的分隔壁41，分隔壁41沿第一方向Y1延伸并位于定子组件11远离编码器组件14一侧，并隔于第一空间Q1和第四空间Q4之间，用以阻隔滑轨27上的磁体29和第一驱动板15之间的磁场或电场的相互影响。

本实施例中，壳体10具有第二开口K2，第二开口K2和第一开口K1沿第一方向Y1相对。可选地，第二开口K2连通第四空间Q4，如通过切除第二壁19对应第四空间Q4的部分形成。

第一驱动板15包括输入端口42、第一输出端口43和第二输出端口44。输入端口42对应于第二开口K2，以朝外露出壳体10，用于接入外接电源和/或上位机等外部控制器，以接收外接输入的电或控制信号。第一输出端口43用于电连接至定子组件11，例如定子组件11的定子线圈的引出线延伸至电连接于第二输出端口44，以实现电连接。第二输出端口44用于电连接至编码器35，例如通过一柔性电路板45(Flexible Printed Circuit)电连接至编码器35。由于本实施例采用动尺结构，柔性电路板45无需随编码器35移动，避免了柔性电路板45的移动磨损。在其他实施例中，第二输出端口44和编码器35中也可以通过其他导线实现电连接。

本实施例中，第一驱动板15包括第一板区46和第二板区47，第一板区46和第二板区47沿第二方向Y2错开，第一板区46和定子组件11沿第一方向Y1对应，第一输出端口43设于第一板区46沿第一方向Y1靠近定子组件11一端；第二板区47和编码器35沿第一方向Y1对应，并沿第一方向Y1延伸至穿过定子组件11的至少部分，第二输出端口44设于第二板区47沿第一方向Y1靠近编码器35一端。该设置方式中，第一输出端口43和第二输出端口44均设置得较为靠近所要电连接的部件，利于电连接所要的导线(如前述的柔性电路板45、定子线圈的引出线)的布设，且所要导线长度较短。

为实现第二板区47和编码器35沿第一方向Y1对应，本实施例中编码器35和定子组件11位于滑轨27沿第二方向Y2的同一侧，且编码器35和滑轨27沿第二方向Y2间隔，安装件28一侧连接于滑轨27、另一侧连接栅尺36，以使栅尺36在第二方向Y2上靠近编码器35，结构布置合理且利于编码器35与栅尺36的感应，编码器35和滑轨27在第二方向Y2上的间距大于定子组件11和滑轨27在第二方向Y2上的间距，以使编码器35和定子组件11在第二方向Y2上相互错开，并分别沿第一方向Y1对应第二输出端口44和第一输出端口43。

本实施例中，在第一方向Y1上，第一板区46的延伸长度小于第二板区47，以使第一驱动板15大致呈具有一缺口K7的矩形，定子组件11至少部分容纳在该缺口K7处。该设置方式具有充分利用空间和方便第一输出端口43及第二输出端口44电连接至定子组件11和编码器35的有益效果。同时，定子组件11和分隔壁41沿第一方向Y1依次设置，能够分别用于阻隔对应段的各磁体29的磁场对第一驱动板15的影响。

本实施例中，在第三壁20上开设有贯通的散热孔K8，散热孔K8连通内部空间Q0，用于提供散热通道。在一些实施方式中，散热孔K8可设置得对应至少部分的安装位40或安装结构，结合设置挡块38尺寸小于散热孔K8尺寸，可方便在不打开壳体10的盖件25时实现挡块38的拆装。壳体10的其他位置，也可根据需要开设散热孔K8，在此不赘述。

第三壁20还可开设安装孔K9，用于直线电机100a整体安装在其他基础结构上。安装孔K9可以是螺纹孔，方便拧入连接螺钉。

如上文描述，本实施例采用直线电机100a中，定子组件11、动子组件12、编码器组件14等结构件合理布置于壳体10的内部空间Q0的形式，不同于已知的U形直线电机或筒形直线电机，具有能够充分利用壳体10内部空间Q0，结构合理紧凑的有益效果。

本实施例中的一些实施方式采用定子组件11的长度尺寸(沿第一方向Y1的尺寸)小于动子组件12的设置，即短定子长动子的结构形式，结合在定子组件11两侧空间(第四空间Q4和第三空间Q3)分别设置第一驱动板15和编码器组件14，在充分利用动子组件12两侧未被定子组件11对应的空间的同时，使得定子组件11能够对应于动子组件12沿第一方向Y1的中间段，利于动子组件12充分利用定子组件11产生的行波磁场，且使直线电机100a具有较小的高度尺寸。

并且，在一些实施方式中，该直线电机100a的相对厚度尺寸较小，如部分产品厚度尺寸达到12±0.5mm，利于多个直线电机100a沿厚度方向叠合。

本实施例中，可选地，壳体10设有沿第三方向Y3相对的第一表面P1和第二表面P2。第一表面P1凸设有定位柱48，第二表面P2凹设有定位孔K10，定位孔K10和定位柱48沿第三方向Y3对应，多个直线电机100a沿第三方向Y3叠合时，定位孔K10和定位柱48相互配合实现定位。同时，壳体10还开设有贯通第一表面P1和第二表面P2的贯通孔K11，用于穿过锁紧件(如一锁紧螺栓)以固定连接沿第三方向Y3叠合的多个直线电机100a。

可选地，在主壳24上的第五壁22的内侧面凸设有第一凸台50，盖件25上设有对应第一凸台50的避让孔K12，在盖件25盖合与主壳24时，第一凸台50从避让孔K12露出，且第一凸台50的端面和盖件25的外表面共面，均位于第一表面P1。上述贯通孔K11可开设于第一凸台50，如此，在多个直线电机100a沿第三方向Y3叠合时，能够通过第一凸台50的依次抵接实现第三方向Y3的支撑，避免过大的压力作用于空心的壳体10的其他位置导致壳体10变形。

前述的定位柱48和定位孔K10也可设置在第一凸台50上，其中，定位柱48可以凸出连接在第一凸台50上，定位孔K10可从第一凸台50凹入形成。

在一些实施方式中，第一凸台50可以设置在第一板区46和定子组件11之间并和分隔壁41连接在一起，辅助分隔磁体29和第一驱动板15。同时，分隔壁41的另一端可延伸至连接第二壁19，从而使得第二壁19两端均有支撑连接结构，提高了分隔壁41的结构强度。

本实施例中，第五壁22的内侧面还可凸设仅用于设置定位柱48和定位孔K10的第二凸台51，和/或，仅用于设置贯通孔K11的第三凸台52。

第一凸台50、第二凸台51和第三凸台52的数量和设置位置可以根据需要设置，在此不做限定。

可选地，贯通孔K11的数量有两个，两个贯通孔K11间隔设置，如呈对角设置；定位柱48和定位孔K10也可设置两组，呈对角设置。

图6-图10示出了本实施例的直线电机100b。

配合参见图6-图10，本实施例提供的直线电机100b和前述的直线电机100a基本相同，主要不同之处在于，直线电机100b舍去了前述直线电机100a的内置的第一驱动板15，而采用一外置的第二驱动板53作为替代。采用外置第二驱动板53的方式虽然集成度相对较低，但是方便更换不同的第二驱动板53，实现不同的控制需求，或耦合至不同的驱动系统。

为适配第二驱动板53外置的情形，本实施例的直线电机100b中，壳体10的第二开口K2处设置该直线电机100b的连接端口54，用于电连接至布置在内部空间Q0之外的第二驱动板53。具体地，该连接端口54可用于第二驱动板53和定子组件11的通信和/或用于向定子组件11供电。当然，连接端口54也可通过内部走线连接至编码器35，用于第二驱动板53和编码器35的通信。

在一实施方式中的直线电机100b中，还可在第六壁23上开设对应编码器35的第三开口K3，编码器35的通信接孔露出第三开口K3，以通过一外接的数据线55电连接至外置的第二驱动板53。

由于第二驱动板53采用外置，该直线电机100b可以舍去前述直线电机100a的第四空间Q4，或将第四空间Q4设置得较小，该直线电机100b相对于采用第一驱动板15内置的直线电机100a，可设置得具有更小的高度尺寸。即，整体来看，第二空间Q2沿第二方向Y2的高度尺寸基本由定子组件11的第二方向Y2尺寸和滑轨27、磁体29及导块30的综合第二方向Y2尺寸之和确定，无需考虑第二驱动板53的设置要求；同时，前速采用第六壁23开设第三开口K3外接编码器35的数据线55的方案，也使编码器35能够充分利用第六壁23的壁厚空间，利于使编码器35和安装件28处的整体第二方向Y2尺寸控制在定子组件11处所需的第二方向Y2尺寸之内，从而达到直线电机100b整体第二方向Y2尺寸较小的目的。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：

壳体，限定内部空间；

定子组件，用于提供行波磁场；所述定子组件固定连接于所述壳体，并容置于所述内部空间；

动子组件，包括滑轨、安装件和多个磁体，所述滑轨沿第一方向延伸并沿第一方向可滑动地配合于所述壳体，所述滑轨沿第二方向对应所述定子组件，所述第二方向垂直于所述第一方向；多个所述磁体沿第一方向依次固定设置于所述滑轨，用于和所述定子组件沿第二方向相对；所述安装件固定连接于所述滑轨；

弹性件，一端连接于所述壳体、另一端连接于所述安装件，用于通过所述安装件对所述动子组件施加沿第一方向的弹性力，所述弹性力用于使所述动子组件回位。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：

所述安装件开设有沿第一方向延伸的通孔，所述弹性件一端连接于所述安装件、另一端沿第一方向穿过所述通孔后相对静止地连接至所述壳体。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于：

所述壳体沿第一方向的一端开设有第一开口，所述第一开口连通所述内部空间；

所述安装件连接于所述滑轨的第一方向靠近所述第一开口一端，并沿所述第一方向对应所述第一开口，所述安装件能够随所述滑轨移动以伸出所述第一开口。

4.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于：

所述安装件包括主体部分和端块部；所述主体部分呈沿第一方向延伸的条形块状结构；所述端块部连接于所述主体部分靠近所述第一开口一端靠近所述滑轨一侧；

所述通孔沿第一方向贯通所述主体部分，所述端块部上设有向远离所述滑轨一侧凸出至沿第一方向对应所述通孔的凸柱，所述弹性件的一端固定连接于所述凸柱、另一端穿过所述通孔后连接至所述壳体或所述定子组件。

5.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：

所述安装件开设有沿第一方向分布的多个减重孔，所述减重孔沿第三方向贯穿所述安装件，其中，所述第三方向垂直于所述第一方向且垂直于所述第二方向。

6.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于：

所述直线电机还包括编码器组件，所述编码器组件包括编码器和栅尺，所述栅尺沿第一方向延伸并固定连接于所述安装件；所述编码器固定于所述壳体，并沿第二方向对应于所述栅尺，用于检测所述栅尺的位置信息。

7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于：

所述编码器和所述定子组件位于所述滑轨沿第二方向的同一侧，且所述编码器和所述滑轨沿第二方向间隔；

所述安装件一侧连接于所述滑轨、另一侧连接所述栅尺，以使所述栅尺在第二方向上靠近所述编码器。

8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于：所述编码器和所述滑轨在第二方向上的间距大于所述定子组件和所述滑轨在第二方向上的间距，以使所述编码器和所述定子组件在第二方向上相互错开；

所述壳体具有第二开口，所述第二开口和所述第一开口沿第一方向相对；

所述直线电机还包括设置于所述内部空间的第一驱动板，所述第一驱动板电连接于所述编码器和所述定子组件，并能够接收所述编码器获取的所述位置信息，用于控制所述定子组件运行；

所述第一驱动板包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口；所述输入端口对应于所述第二开口，以朝外露出所述壳体；所述第一输出端口用于电连接至所述定子组件，所述第二输出端口用于电连接至所述编码器；

所述第一驱动板包括第一板区和第二板区，所述第一板区和所述第二板区沿第二方向错开；所述第一板区和所述定子组件沿第一方向对应，所述第一输出端口设于所述第一板区沿第一方向靠近所述定子组件一端；所述第二板区和所述编码器沿第一方向对应，并沿第一方向延伸至穿过所述定子组件的至少部分，所述第二输出端口设于所述第二板区沿第一方向靠近所述编码器一端。

9.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于：

所述壳体具有第二开口，所述第二开口和所述第一开口沿第一方向相对；所述直线电机还包括连接端口，用于电连接至一布置在所述内部空间之外的第二驱动板；

所述连接端口一侧露出所述第二开口，用于电连接至所述第二驱动板，另一侧伸入所述内部空间，用于电连接至所述编码器和/或所述定子组件。

10.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：

所述直线电机还包括多个导块，多个所述导块沿第一方向依次固定连接于所述壳体；所述滑轨可滑动地支撑于多个所述导块；

多个导块中的至少部分导块沿第二方向对应于所述定子组件，多个导块中的至少部分导块沿第二方向对应于所述安装件。

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