CN220915141U - 弧形直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种弧形直线电机，其包括：底座、若干定子块、滑块和若干导轨块；定子块呈弧形状或直线状，各定子块沿其长度方向排布有若干绕组，若干定子块在底座上呈环状拼接形成定子；导轨块呈弧形状或直线状，若干导轨块在底座上呈环状拼接形成环形导轨，环形导轨与定子的绕组相对设置；滑块滑动连接环形导轨，滑块上具有若干片与绕组相对设置的永磁体，若干永磁体在滑块上呈弧形状并列排布。该电机使得永磁体与弧形绕组可较好地配合，以实现电机平稳、高精度运行，并且可分段加工，以应用于磁驱环形输送线、长距离快速输送线、转盘机构、中空轴机构中，应用更广泛。

Description

弧形直线电机

技术领域

本实用新型涉及直线电机的技术领域，特别涉及一种弧形直线电机。

背景技术

弧形直线电机主要是直线电动机，是一种将电能直接转换成曲线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。直线电动机由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。在工业运用中，直线电机可用于传送工件物料，当传送方向需要转向时，则需要设计弧形的直线电机实现。

相关技术中，弧形直线电机的结构复杂，难以维护。因此，如中国实用新型专利CN212278099U提供的圆弧形直线电机，使弧形直线电机的结构简单化，并且可实现转向传送。然而其结构中，永磁体是设置在五个并排的安装腔内的，会导致其无法与呈弧形状排布的绕组较好的配合。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种弧形直线电机，该电机使得永磁体与弧形绕组可较好地配合，以实现电机平稳、高精度运行，并且可分段加工，以应用于磁驱环形输送线、长距离快速输送线、转盘机构、中空轴机构中，应用更广泛。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提出了一种弧形直线电机，其包括：底座、若干定子块、滑块和若干导轨块；

所述定子块呈弧形状或直线状，各所述定子块沿其长度方向排布有若干绕组，若干所述定子块在所述底座上呈环状拼接形成定子；

所述导轨块呈弧形状或直线状，若干所述导轨块在所述底座上呈环状拼接形成环形导轨，所述环形导轨与所述定子的绕组相对设置；

所述滑块滑动连接所述环形导轨，所述滑块上具有若干片与所述绕组相对设置的永磁体，若干所述永磁体在所述滑块上呈弧形状并列排布。

根据本实用新型实施例的一种弧形直线电机，其将定子和导轨均分段、分块设计，定子块呈弧形状或直线状，导轨块也呈弧形状或直线状，滑块上的永磁体呈弧形状并列排布，如此对应弧形状的定子块的绕组时，永磁体可与其较好地配合产生磁场推动力；然后，定子和导轨的块状设计可根据需求拼装，以应用于磁驱环形输送线、长距离快速输送线、转盘机构、中空轴机构中，使其应用更广泛。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的一种弧形直线电机，还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述滑块的底部设有滚动件以滑动连接所述环形导轨。

进一步地，所述滚动件包括若干轴承，若干轴承在所述环形导轨的两相对侧对称排布。

进一步地，所述底座在所述环形导轨的两相对侧设有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和所述第二限位板均与所述环形导轨间隔开以容纳所述轴承。

进一步地，部分所述轴承的滚动面接触所述环形导轨的侧壁与所述第一限位板的侧壁或所述第二限位板的侧壁；部分所述轴承的滚动面接触所述底座与所述第一限位板的顶面或所述第二限位板的顶面。

可选地，所述滑块朝向所述绕组的一面设有若干呈弧形状并列排布的卡槽，若干所述永磁体一一对应地竖立卡设在若干所述卡槽内。

可选地，所述永磁体为瓦型钕铁硼磁铁

可选地，所述环形导轨上滑动连接有若干所述滑块。

可选地，所述滑块上的若干永磁体呈四槽五极的结构布置，极距为20mm，气隙为2mm。

可选地，所述定子的各相绕组的轴线相差120°。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的弧形直线电机的结构示意图；

图2是根据本实用新型的实施例的弧形直线电机的部分构件示意图；

图3是根据本实用新型的实施例的弧形直线电机的部分构件的另一视角结构示意图。

附图标记说明：

底座1、第一限位板11、第二限位板12；

定子2、定子块21、绕组22；

滑块3、永磁体31、滚动件32、卡槽33；

导轨4、导轨块41。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

以下结合附图1-图3对本实用新型提供的一种弧形直线电机进行详细描述。

根据本实用新型实施例的一种弧形直线电机，包括底座1、若干定子块21、滑块3和若干导轨块41。

具体而言，定子块21呈弧形状或直线状，各定子块21沿其长度方向排布有若干绕组22，若干定子块21在底座1上呈环状拼接形成定子2；导轨块41呈弧形状或直线状，若干导轨块41在底座1上呈环状拼接形成环形导轨4，环形导轨4与定子2的绕组22相对设置；滑块3滑动连接环形导轨4，滑块3上具有若干片与绕组22相对设置的永磁体31，若干永磁体31在滑块3上呈弧形状并列排布。

也就是说，若干定子块21可拼装成圆形状的定子2，也可拼装成椭圆状的定子2，其可根据运用需求进行拼装；若干导轨块41则跟随着定子2的形状进行拼装，环形导轨4可以设置在定子2的环形内侧，也可设置在定子2的环形外侧，满足环形导轨4与定子2的绕组22相对即可。可以理解地是，绕组22可以是设置在定子块21朝向外的一侧，也可以是设置在定子块21朝向内的一侧。对于定子块21的绕组22和永磁体31，因若干永磁体31的排布形状与定子块21上绕组22的排布形状接近一致，使得二者的配合较为紧密。

由此，根据本实用新型实施例的一种弧形直线电机，其将定子2和导轨4均分段、分块设计，定子块21呈弧形状或直线状，导轨块41也呈弧形状或直线状，滑块3上的永磁体31呈弧形状并列排布，如此对应弧形状的定子块21的绕组22时，永磁体31可与其较好地配合产生磁场推动力；然后，定子2和导轨4的块状设计可根据需求拼装，以应用于磁驱环形输送线、长距离快速输送线、转盘机构、中空轴机构中，使其应用更广泛。

该弧形直线电机在使用时，绕组22固定通电控制交变磁场变化驱动滑块3，通过改变在相邻绕组的线圈中输入递增(递减)电流，激发强弱交叠的磁场推动永磁体31带动滑块3沿导轨4进行加速减速运动。

对于滑块3与环形导轨4的滑动连接，可以是滑块3的底部设有滚动件32以滑动连接环形导轨4。

具体而言，滚动件32包括若干轴承，若干轴承在环形导轨4的两相对侧对称排布。磁场推动永磁体31带动滑块3上的轴承在环形导轨4上滑动。

进一步地，底座1在环形导轨4的两相对侧设有第一限位板11和第二限位板12，第一限位板11和第二限位板12均与环形导轨4间隔开以容纳轴承。也就是说，环形导轨4分别与第一限位板11和第二限位板12构造出滑道，轴承在滑道内滑动，可保证滑块3的稳定滑动。

其中，部分轴承的滚动面接触环形导轨4的侧壁与第一限位板11的侧壁或第二限位板12的侧壁；部分轴承的滚动面接触底座1与第一限位板11的顶面或第二限位板12的顶面。如此可对滚动件32进行多维度的限制，保证滑块3的稳定滑动，同时使得滑块3可顺畅滑动。

对于永磁体31的安装，滑块3朝绕组22的一面设有若干呈弧形状并列排布的卡槽33，若干永磁体31一一对应地竖立卡设在若干卡槽33内。如此使得若干永磁体31可呈弧形状并列排布，以更好地配合定子2上的绕组22的排布。

进一步地，永磁体31为瓦型钕铁硼磁铁，以便于加工装配。

另外，滑块3上的若干永磁体31呈四槽五极的结构布置，一般取槽数和极数两者在数值上相近且互为质数时可以有效减小电机推力波动从而提高推力性能。考虑到弧形直线电机圆周特性，在动子上采用瓦形钕铁硼永磁体，四槽五极的布置形式。

极距的选取的过大会造成单位输入功率产生的起动推力减小，过小会造成加工困难，综合考虑以上因素，选取极距长度为20mm。气隙长度选取原则是尽可能小，但是气隙太小不仅对实际加工带来难度而且容易引起初级次级间的摩擦。除此之外，还应该考虑气隙长度对电机其他性能参数的影响，比如气隙磁密幅值、电机转矩脉动以及功率因数等等。基于以上因素，本实施例的电机气隙长度约为2mm。

在电机中，绕组充当了必不可少的角色。但是无论在旋转电机还是在直线电机中，都要求每相绕组产生的电动势幅值相等而波形接近正弦，且电动势必须对称，各相轴线相差120°。旋转电机中绕组端部结构仅起到连接作用并没有切割磁力线，不参与能量转换仅起到连接作用。因此，定子2的各相绕组的轴线相差120°。

在一些示例中，环形导轨4上滑动连接有若干滑块3。如此可根据需求自由增减滑块数量以匹配电机的应用场景。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种弧形直线电机，其特征在于，包括：底座、若干定子块、滑块和若干导轨块；

所述定子块呈弧形状或直线状，各所述定子块沿其长度方向排布有若干绕组，若干所述定子块在所述底座上呈环状拼接形成定子；

所述导轨块呈弧形状或直线状，若干所述导轨块在所述底座上呈环状拼接形成环形导轨，所述环形导轨与所述定子的绕组相对设置；

所述滑块滑动连接所述环形导轨，所述滑块上具有若干片与所述绕组相对设置的永磁体，若干所述永磁体在所述滑块上呈弧形状并列排布。

2.如权利要求1所述的弧形直线电机，其特征在于，所述滑块的底部设有滚动件以滑动连接所述环形导轨。

3.如权利要求2所述的弧形直线电机，其特征在于，所述滚动件包括若干轴承，若干轴承在所述环形导轨的两相对侧对称排布。

4.如权利要求3所述的弧形直线电机，其特征在于，所述底座在所述环形导轨的两相对侧设有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和所述第二限位板均与所述环形导轨间隔开以容纳所述轴承。

5.如权利要求4所述的弧形直线电机，其特征在于，部分所述轴承的滚动面接触所述环形导轨的侧壁与所述第一限位板的侧壁或所述第二限位板的侧壁；部分所述轴承的滚动面接触所述底座与所述第一限位板的顶面或所述第二限位板的顶面。

6.如权利要求1所述的弧形直线电机，其特征在于，所述滑块朝向所述绕组的一面设有若干呈弧形状并列排布的卡槽，若干所述永磁体一一对应地竖立卡设在若干所述卡槽内。

7.如权利要求1所述的弧形直线电机，其特征在于，所述永磁体为瓦型钕铁硼磁铁。

8.如权利要求1所述的弧形直线电机，其特征在于，所述环形导轨上滑动连接有若干所述滑块。

9.如权利要求1或7所述的弧形直线电机，其特征在于，所述滑块上的若干永磁体呈四槽五极的结构布置，极距为20mm，气隙为2mm。

10.如权利要求1所述的弧形直线电机，其特征在于，所述定子的各相绕组的轴线相差120°。