CN220043206U - 直线电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直线电机装置。在一个实施例中，直线电机装置包括：壳体；固定在壳体上的直线音圈电机；以及固定在壳体上的移动机构。移动机构被配置为将直线电机装置的输出轴与直线音圈电机的动子相连接，使得直线电机装置的输出轴能够随直线音圈电机的动子一起做直线运动。壳体在与直线音圈电机对应的部分设置有缺口，使得直线音圈电机从壳体露出。

Description

直线电机装置

技术领域

本实用新型的实施例涉及电机领域，并且更具体地涉及一种直线电机装置。

背景技术

直线音圈电机是基于通电线圈放在磁场内会产生力、且力的大小与施加在线圈上的电流成比例的原理制造的做直线运动的电机。直线音圈电机具有结构简单、体积小、高加速、响应快等特性。因此，直线音圈电机特别适用于需要高精度、快反应速度的直线运动的应用场合。

发明内容

本部分被提供以便以简化的形式介绍下面在具体实施方式部分中进一步描述的概念的选集。本部分并非旨在确定所要求保护的主题的必要特征，也并非旨在限制所要求保护的主题的范围。

本实用新型的目的之一是提供一种改进的直线电机装置。特别地，本实用新型所要解决的技术问题之一是现有的直线电机装置的外形尺寸难以被进一步缩小，使得在实际安装使用中难以在一定的安装空间内安装尽可能多的直线电机装置。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种直线电机装置。所述直线电机装置包括：壳体；固定在所述壳体上的直线音圈电机；以及固定在所述壳体上的移动机构。所述移动机构被配置为将所述直线电机装置的输出轴与所述直线音圈电机的动子相连接，使得所述直线电机装置的输出轴能够随所述直线音圈电机的动子一起做直线运动。所述壳体在与所述直线音圈电机对应的部分设置有缺口，使得所述直线音圈电机从所述壳体露出。

根据上述第一方面，由于直线音圈电机从直线电机装置的壳体露出，就使得直线电机装置的厚度能够进一步缩小，在相同的安装空间能够安装更多的直线电机装置，从而提高生产效率。而且，由于直线电机装置的质量更轻，因此可以允许安装有该直线电机装置的操纵设备能够以更快的速度移动，从而提高生产速度。

在本实用新型的一个实施例中，所述直线音圈电机的外表面与所述壳体的外表面齐平。

在本实用新型的一个实施例中，所述直线电机装置包括：与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述壳体上的第一电路板，与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述移动机构上的第二电路板，以及软排线。所述第一电路板具有配置为从所述直线电机装置的外部接收用于所述直线音圈电机的驱动电力的第一接收端口，以及配置为输出所述驱动电力的第一输出端口。所述第二电路板具有配置为接收所述驱动电力的第二接收端口，以及配置为向所述直线音圈电机输出所述驱动电力的第二输出端口。所述软排线被连接在所述第一电路板的第一输出端口和所述第二电路板的第二接收端口之间，用于传输所述驱动电力。所述软排线的宽度方向与所述壳体的厚度方向平行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍。明显地，以下附图中的结构示意图不一定按比例绘制，而是以简化形式呈现各特征。而且，以下附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而并非对本实用新型进行限制。

图1是现有的直线电机装置在去除部分壳体的状态下的前视图；

图2是根据本实用新型的实施例的直线电机装置在去除部分壳体的状态下的前视图；

图3是图2的实施例的直线电机装置在去除部分壳体的状态下的透视图；以及

图4是图2的实施例的直线电机装置的透视图。

具体实施方式

为了解释的目的，在下面的描述中阐述了一些细节以便提供所公开的实施例的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者利用等效配置来实现所述实施例。

伴随着应用直线电机装置的行业对生产效率的进一步提升的需求，对直线电机装置的外形尺寸也提出了新的要求。目前，受制于直线电机装置内部各零部件的大小、电路排布、以及现有的中规中矩的外观结构设计的影响，直线电机装置的外形尺寸的缩小尚未取得进一步的突破。

例如，图1是现有的直线电机装置在去除位于前面的壳体的状态下的前视图。该直线电机装置的壳体具有完整的长方体形状，使得各个构成部件被容纳在该壳体内或安装在该壳体上。如图1所示，该直线电机装置包括：直线音圈电机102，平台103，滑轨104，以及输出轴105。平台103可以通过滑块（未示出）在滑轨104上滑动。平台103将直线电机装置的输出轴105与直线音圈电机102的动子相连接，使得输出轴105能够随直线音圈电机102的动子一起做直线运动。

此外，该直线电机装置还包括用于在第一PCB106和第二PCB 107之间传输直线音圈电机102的驱动电力的软排线108，其中PCB是印刷电路板的缩写，第一PCB 106与壳体的厚度方向平行地被固定在直线电机装置的壳体上，第二PCB 107与壳体的厚度方向垂直地被固定在平台103上。在图1中，与图1的纸面垂直的方向是壳体的厚度方向。图1中的水平方向（或左右方向）是壳体的宽度方向和软排线108的宽度方向。由于第一PCB 106与壳体的厚度方向平行，因此在图1中第一PCB 106呈细长条形。由于第二PCB 107与壳体的厚度方向垂直，因此在图1中第二PCB 107呈矩形。应注意的是，软排线108的一端与第二PCB 107相连，并且软排线108在其最下端处向上绕回，从而连接到第一PCB 106。如图1所示，软排线108的宽度方向垂直于壳体的厚度方向。因此，在输出轴105运动的过程中，软排线108在壳体的厚度方向上弯曲。

由于例如图1所示的现有直线电机装置的外形尺寸的缩小尚未取得进一步的突破，这使得在实际安装使用中难以在一定的安装空间内布置尽可能多的直线电机装置，导致实际生产效率难以进一步提高、生产成本也难以进一步降低。

本实用新型提供了一种改进的直线电机装置。在下文中，将参考附图，对本实用新型的实施例进行详细描述。

图2是根据本实用新型的实施例的直线电机装置在去除部分壳体的状态下的前视图。如图2所示，直线电机装置200包括：壳体201；固定在壳体201上的直线音圈电机202；以及固定在壳体201上的移动机构，其被配置为将直线电机装置200的输出轴205与直线音圈电机202的动子相连接，使得直线电机装置200的输出轴205能够随直线音圈电机202的动子一起做直线运动。如稍后所述，移动机构可以包括平台203，滑块（未示出），以及滑轨204。壳体201可以由铝或其它适合的材料制成，并且可以大体上呈长方体或其它适合的形状。直线音圈电机202可以包括定子和动子。例如，定子可以是其上设置有磁体的一对盖板，动子可以是位于该对盖板之间的线圈骨架和线圈绕组。

图3是图2的实施例的直线电机装置在去除部分壳体的状态下的透视图。如图3所示，直线音圈电机202的盖板的下端可以通过螺钉固定在壳体201的下侧壁33上，并且直线音圈电机202的盖板的上端可以通过螺钉类似地固定在从壳体201向内伸出的壁板34上。这样，直线音圈电机202的定子可以固定在壳体201上。应注意的是，本实用新型并不限于图3所示的示例，而是直线音圈电机202也可以通过其它适合的方式被固定在壳体201上。

如图2所示，移动机构可以包括平台203，滑块（未示出），以及滑轨204。平台203可以通过滑块在滑轨204上滑动。平台203将直线电机装置200的输出轴205与直线音圈电机202的线圈骨架相连接，使得输出轴205能够随直线音圈电机202的动子一起做直线运动。应注意的是，本实用新型并不限于图2所示的示例，而是移动机构也可以被实现为其它适合的形式。

图4是图2的实施例的直线电机装置的透视图。如图4所示，壳体201在与直线音圈电机202对应的部分设置有缺口，使得直线音圈电机202从壳体201露出，其中第一边41、第二边42、第三边43、第四边44是所述缺口的四个边。应注意的是，图4示出从前面观察该直线电机装置时看到的外形；当从后面观察该直线电机装置时，也能观察到同样的外形（即，壳体201在与直线音圈电机202对应的部分设置有缺口，使得直线音圈电机202从壳体201露出）。这样，由于直线音圈电机从直线电机装置的壳体露出，就使得直线电机装置的厚度能够进一步缩小，在相同的安装空间能够安装更多的直线电机装置，从而提高生产效率。而且，由于直线电机装置的质量更轻，因此可以允许安装有该直线电机装置的操纵设备能够以更快的速度移动，从而提高生产速度。

从图3可以看出，直线音圈电机202的外表面与壳体201的外表面齐平。这使得能够在减小直线电机装置的厚度的同时保持该产品的美观。然而，本实用新型并不限于该示例。作为另一示例，直线音圈电机202的外表面可以稍高于或稍低于壳体201的外表面。

如图2所示，直线电机装置200包括：与壳体201的厚度方向平行地固定在壳体201上的第一电路板206，与壳体201的厚度方向平行地固定在移动机构上的第二电路板207，以及软排线208。例如，第一电路板206采用PCB来实现，并且第二电路板207采用PCB来实现。在图2中，与图2的纸面垂直的方向是壳体201的厚度方向。图2中的水平方向（或左右方向）是壳体201的宽度方向。由于第一电路板206和第二电路板207与壳体201的厚度方向平行，所以第一电路板206和第二电路板207在图2中均呈细长条形。第一电路板206具有配置为从直线电机装置200的外部接收用于直线音圈电机202的驱动电力的第一接收端口，以及配置为输出所述驱动电力的第一输出端口。例如，第一电路板206可以实现软排线连接与插头/插座连接之间的转换。第二电路板207具有配置为接收所述驱动电力的第二接收端口，以及配置为向直线音圈电机202输出所述驱动电力的第二输出端口。例如，第二电路板207可以实现软排线连接与插头/插座连接之间的转换。软排线208被连接在第一电路板206的第一输出端口和第二电路板207的第二接收端口之间，用于传输所述驱动电力。如图3所示，软排线208的宽度方向与壳体201的厚度方向平行。在图3中，第一双向箭头31指示的方向是壳体201的宽度方向，并且第二双向箭头32指示的方向是壳体201的厚度方向。由于第一和第二电路板以及软排线的上述布置，就使得在移动机构做直线运动的过程中软排线在壳体的宽度方向上弯曲，从而有利于进一步减小壳体的厚度。

如图2所示，直线电机装置200还可以包括真空连接头（或气源连接头）209，用于与外部的抽真空设备连接以便通过气管210对直线电机装置200的中空输出轴205抽真空。这样，可以在中空输出轴205的内部产生负压从而吸附负载。

如图2所示，直线电机装置200还可以包括第一检测器211，其被配置为检测直线音圈电机202的动子的直线位移并输出表示所述直线位移的位移信号。例如，第一检测器211可以被实现为用于测量直线位移的编码器或其它适合的装置。所述位移信号可以通过第一连接线212传输至外部。第一连接线212可以从壳体201的上侧壁（在直线音圈电机202的动子的运动方向上，位于直线音圈电机的相对一侧的侧壁）直接伸出。外部驱动器可以利用该位移信号来控制直线音圈电机202的动子的直线运动。

如图2所示，直线电机装置200还可以包括第二检测器213，其被配置为响应于直线音圈电机202的动子越过预定位置而产生警告信号。例如，第二检测器213可以被实现为光电开关或其它适合的装置。所述警告信号可以通过第二连接线214传输至第一电路板206，从而通过DB接头215传输至外部驱动器。DB接头215还从外部驱动器接收用于直线音圈电机202的驱动电力。外部驱动器可以响应于所述警告信号而断开提供给直线音圈电机202的驱动电力。

利用图2所示实施例的直线电机装置的结构，能够在实现额定推力为4.5N、最大推力为17N（这些数值对应的使用条件为垂直安装，即直线运动方向为垂直向下）的前提下，使直线电机装置的外形尺寸为156mm（长）*82mm（宽）*15mm（高）。因此，该实施例在不影响产品本身性能的条件下，通过对装置结构和布局方面的改进而实现产品外形尺寸方面的突破。应注意的是，本实用新型并不限于上面描述的示例。作为另一示例，上面描述的促进产品小型化的措施中的一个或多个可以单独或组合使用。

基于上面的描述，本实用新型的至少一个方面提供了一种直线电机装置。所述直线电机装置包括：壳体；固定在所述壳体上的直线音圈电机；以及固定在所述壳体上的移动机构。所述移动机构被配置为将所述直线电机装置的输出轴与所述直线音圈电机的动子相连接，使得所述直线电机装置的输出轴能够随所述直线音圈电机的动子一起做直线运动。所述壳体在与所述直线音圈电机对应的部分设置有缺口，使得所述直线音圈电机从所述壳体露出。

在一个实施例中，所述直线音圈电机的外表面与所述壳体的外表面齐平。

在一个实施例中，所述直线电机装置包括：与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述壳体上的第一电路板，与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述移动机构上的第二电路板，以及软排线。所述第一电路板具有配置为从所述直线电机装置的外部接收用于所述直线音圈电机的驱动电力的第一接收端口，以及配置为输出所述驱动电力的第一输出端口。所述第二电路板具有配置为接收所述驱动电力的第二接收端口，以及配置为向所述直线音圈电机输出所述驱动电力的第二输出端口。所述软排线被连接在所述第一电路板的第一输出端口和所述第二电路板的第二接收端口之间，用于传输所述驱动电力。所述软排线的宽度方向与所述壳体的厚度方向平行。

本文中对“一个实施例”、“实施例”等的提及表示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是并非每个实施例都必须包括该特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代同一个实施例。另外，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内，无论是否被明确描述。

应理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中使用以描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一元素区别开。例如，第一元素可以被称作第二元素，并且类似地，第二元素可以被称作第一元素，而不脱离本实用新型的范围。在本文中，术语“和/或”包括相关联的所列术语中的一个或多个的任一个和所有组合。还应理解的是，术语“包括”、“具有”、和/或“包含”在本文中使用时，指的是所陈述的特征、元素和/或组件的存在，而并不排除一个或多个其它特征、元素、组件和/或其组合的存在或附加。本文中使用的术语“连接”涵盖两个元素之间的直接和/或间接连接。

应理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅仅是为了便于和简化本实用新型的描述，而并非指示或暗示所指的元件、组成部分、或装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的实施例包括本文中明确地或者以其任何一般化形式公开的任何新颖特征或特征组合。当结合附图阅读时，基于上述描述，对本实用新型的上述示例性实施例的各种修改和适配对于本领域技术人员来说将会变得明显。然而，任何和所有修改和适配仍将落入本实用新型的非限制性和示例性实施例的范围内。

Claims (3)

1.一种直线电机装置，包括：

壳体；

固定在所述壳体上的直线音圈电机；以及

固定在所述壳体上的移动机构，其被配置为将所述直线电机装置的输出轴与所述直线音圈电机的动子相连接，使得所述直线电机装置的输出轴能够随所述直线音圈电机的动子一起做直线运动；

其特征在于，

所述壳体在与所述直线音圈电机对应的部分设置有缺口，使得所述直线音圈电机从所述壳体露出。

2.根据权利要求1所述的直线电机装置，其特征在于，

所述直线音圈电机的外表面与所述壳体的外表面齐平。

3.根据权利要求1所述的直线电机装置，其特征在于，

所述直线电机装置包括：

与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述壳体上的第一电路板，其具有配置为从所述直线电机装置的外部接收用于所述直线音圈电机的驱动电力的第一接收端口，以及配置为输出所述驱动电力的第一输出端口；

与所述壳体的厚度方向平行地固定在所述移动机构上的第二电路板，其具有配置为接收所述驱动电力的第二接收端口，以及配置为向所述直线音圈电机输出所述驱动电力的第二输出端口；以及

软排线，其被连接在所述第一电路板的第一输出端口和所述第二电路板的第二接收端口之间，用于传输所述驱动电力，所述软排线的宽度方向与所述壳体的厚度方向平行。