一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組的制作方法
【專利說(shuō)明】一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前在自動(dòng)化行業(yè)里會(huì)采用到大量的線性模組，傳統(tǒng)的線性模塊系由馬達(dá)電機(jī)、滾珠螺桿、導(dǎo)軌和螺帽動(dòng)子座等構(gòu)件組成，其工作原理是由馬達(dá)電機(jī)驅(qū)動(dòng)該滾珠螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺桿上的螺帽動(dòng)子座沿導(dǎo)軌做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)。傳統(tǒng)線性模組雖然被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、精密工具機(jī)、機(jī)械產(chǎn)業(yè)、智慧自動(dòng)化、生技醫(yī)療等智能制造領(lǐng)域，也具備良好性能，但仍存在一些較為明顯的缺點(diǎn):如高精度的滾珠絲桿加工困難、成本高，令滾珠絲桿實(shí)施長(zhǎng)度尺寸受到較大的限制，同時(shí)也存在裝置高速運(yùn)轉(zhuǎn)的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中所提及的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組，目的在于解決線性模組應(yīng)用的運(yùn)行精度、速度、模組尺寸、成本等方面的問(wèn)題，其技術(shù)方案如下:
一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組，包括槽型剛體、動(dòng)子座、動(dòng)子以及定子，該槽型剛體上設(shè)有直線向的導(dǎo)引滑槽或?qū)б管?，所述?dòng)子座配合該導(dǎo)引滑槽或?qū)б管?，并可沿?dǎo)引滑槽或?qū)б管壨鶑?fù)運(yùn)動(dòng)；所述動(dòng)子位于所述動(dòng)子座的下方，其包括無(wú)鐵芯多相線圈繞組或帶鐵芯多相線圈繞組；所述定子為與所述動(dòng)子相對(duì)、沿直線運(yùn)動(dòng)方向間隔排布的若干永磁塊，所述動(dòng)子與定子之間預(yù)留有氣隙；該定子與動(dòng)子組成電機(jī)系統(tǒng)，由控制器驅(qū)動(dòng)，牽帶所述動(dòng)子座運(yùn)動(dòng)；所述槽型剛體為導(dǎo)磁材料制成，其與定子、動(dòng)子、氣隙之間形成閉合磁回路。
[0005]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述導(dǎo)引滑槽或?qū)б管壴O(shè)在槽型剛體的兩內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁或側(cè)壁頂部，所述動(dòng)子座與槽型剛體之間通過(guò)滾動(dòng)或滑動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)配入口 ο
[0006]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述的若干永磁塊對(duì)稱、間隔排布于所述槽型剛體的內(nèi)側(cè)壁上，所述動(dòng)子位于槽型剛體的槽腔內(nèi)，并距兩側(cè)永磁塊的氣隙相等，形成雙邊直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0007]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述槽型剛體的內(nèi)側(cè)壁與定子之間加設(shè)有導(dǎo)磁材料的墊塊，以合適的墊塊厚度來(lái)調(diào)整動(dòng)子與兩邊定子的間距。
[0008]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述的若干永磁塊對(duì)稱、間隔排布于所述槽型剛體的外側(cè)壁上，所述動(dòng)子位于槽型剛體的槽腔內(nèi)，并距兩側(cè)永磁塊的氣隙相等，形成雙邊直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0009]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述動(dòng)子包括一多齒鐵芯，該多齒鐵芯包括一軀干部、及由該軀干部?jī)蓚?cè)對(duì)稱伸出的多個(gè)齒，各齒之間形成凹槽，齒上繞制有若干線圈繞組。
[0010]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述動(dòng)子包括一多齒鐵芯，該多齒鐵芯包括一軀干部、及由該軀干部?jī)蓚?cè)對(duì)稱伸出的多個(gè)齒，各齒之間形成凹槽，于該凹槽內(nèi)繞制有若干線圈繞組。
[0011 ] 于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述動(dòng)子包括一條狀鐵芯，該條狀鐵芯上繞制有若干線圈繞組，各線圈繞組之間的間距相等。
[0012]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述動(dòng)子包括若干無(wú)鐵芯多相線圈繞組，各繞組沿直線、等間距排列。
[0013]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述的若干永磁塊設(shè)于槽型剛體的槽腔軸線上，由定子支撐板與槽型剛體連接固定，所述動(dòng)子包括分別對(duì)稱設(shè)于該些永磁塊兩側(cè)的無(wú)鐵芯多相線圈繞組或帶鐵芯多相線圈繞組。
[0014]于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述動(dòng)子座與槽型剛體之間通過(guò)滾珠或滾柱實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)配合。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)越性體現(xiàn)在:采用了直線電機(jī)與槽型鋼一體化設(shè)計(jì)方案，具有精度高、速度快、響應(yīng)時(shí)間短、推力大、成本低等優(yōu)勢(shì)，完全可以取代傳統(tǒng)的線性模組，引起自動(dòng)化行業(yè)的大變革。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的直線運(yùn)動(dòng)線性模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例五的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明實(shí)施例六的直線運(yùn)動(dòng)線性模組的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明實(shí)施例六的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖9為本發(fā)明實(shí)施例七的直線運(yùn)動(dòng)線性模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖10為本發(fā)明實(shí)施例七的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖11為本發(fā)明實(shí)施例八的直線運(yùn)動(dòng)線性模組的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖12為本發(fā)明實(shí)施例九的動(dòng)子線圈與定子配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖13為本發(fā)明動(dòng)子座與槽型剛體之間的配合結(jié)構(gòu)一示意圖。
[0029]圖14為本發(fā)明動(dòng)子座與槽型剛體之間的配合結(jié)構(gòu)二示意圖。
[0030]圖15為本發(fā)明動(dòng)子座與槽型剛體之間的配合結(jié)構(gòu)三示意圖。
[0031]圖16為本發(fā)明動(dòng)子座與槽型剛體之間的配合結(jié)構(gòu)四示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如下結(jié)合附圖，對(duì)本申請(qǐng)方案作進(jìn)一步描述:
如圖1-2所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例一:
一種直線運(yùn)動(dòng)線性模組，包括槽型剛體1、動(dòng)子座2、動(dòng)子3以及定子4，該槽型剛體1上設(shè)有直線向的導(dǎo)引滑槽10，所述導(dǎo)引滑槽10設(shè)在槽型剛體1的內(nèi)側(cè)壁，所述動(dòng)子座2于其側(cè)壁設(shè)有配合該導(dǎo)引滑槽10的凹槽20，所述動(dòng)子座2的凹槽20與導(dǎo)引滑槽10之間設(shè)置有滾珠5，并可沿導(dǎo)引滑槽10往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述動(dòng)子3位于所述動(dòng)子座2的下方，其包括一多齒鐵芯31，該多齒鐵芯31包括一軀干部31a、及由該軀干部31a兩側(cè)對(duì)稱伸出的多個(gè)齒31b，各齒31b之間形成凹槽31c，齒31b上繞制有線圈繞組32 ;所述定子4為與所述動(dòng)子3相對(duì)、沿直線運(yùn)動(dòng)方向間隔排布的若干永磁塊，所述的若干永磁塊對(duì)稱、間隔排布于所述槽型剛體1的內(nèi)側(cè)壁上，所述動(dòng)子3與定子4之間預(yù)留有氣隙，所述動(dòng)子3位于槽型剛體1的槽腔100內(nèi)，并距兩側(cè)永磁塊的氣隙相等；該定子4與動(dòng)子3組成電機(jī)系統(tǒng)，由控制器(圖中省略)驅(qū)動(dòng)，牽帶所述動(dòng)子座2運(yùn)動(dòng)。
[0033]所述槽型剛體1是采用導(dǎo)磁率高的硅鋼、純鐵或低炭鋼等材料鑄造或擠壓成型，所述動(dòng)子座2與槽型剛體1通過(guò)U型或V型的滾珠滑槽相配合，可實(shí)現(xiàn)高精度、高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；所述動(dòng)子座2上也有相應(yīng)的安裝孔，可于其上聯(lián)接需移動(dòng)的其他設(shè)備部件。
[0034]直線運(yùn)動(dòng)線性模組的工作原理:
當(dāng)電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)子繞組通入三相交流電時(shí)，在動(dòng)子與定子的氣隙中產(chǎn)生沿直線前進(jìn)的行波磁場(chǎng)，行波磁場(chǎng)與永磁體的勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用便會(huì)產(chǎn)生電磁推力，在這個(gè)電磁力的推動(dòng)下動(dòng)子便會(huì)沿行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)相反的方向在槽型剛體的導(dǎo)引滑槽的導(dǎo)引下做直線運(yùn)動(dòng)，其速度等于同步速度，即與驅(qū)動(dòng)電源頻率成正比；改變?nèi)嚯娏鞯南嘈蚓涂梢愿淖冃胁ǖ拇艌?chǎng)方向，從而改變動(dòng)子運(yùn)動(dòng)的方向。同時(shí)，由于定子在動(dòng)子兩側(cè)對(duì)稱分布，形成雙邊直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，抵消了動(dòng)子的鐵芯與定子之間的吸力，令電機(jī)推力至少是普通單邊電機(jī)的一倍以上。
[0035]上述直線運(yùn)動(dòng)線性模組輔以光柵尺或磁柵尺、限位開(kāi)關(guān)等，組成直線位置控制伺服系統(tǒng)。
[0036]本發(fā)明的由槽型剛體和直線電機(jī)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的新型線性模組，具有精度高、體積小、速度快、響應(yīng)時(shí)間短、推力大、成本低等優(yōu)勢(shì)，完全可以取代傳統(tǒng)的線性運(yùn)動(dòng)模組，像KK線性模組，引起自動(dòng)化行業(yè)的大變革。
[0037]如圖3所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例二:
其與上述實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述動(dòng)子3由兩個(gè)完全相同的單邊多齒鐵芯34背靠背組合而成，各單邊多齒鐵芯34包括一軀干部34a、及由該軀干部34a —側(cè)伸出的多個(gè)齒34b，兩個(gè)多齒鐵芯34的齒與齒位置對(duì)齊，各齒34b之間形成凹槽34c，齒34b上繞制有線圈繞組32，動(dòng)子3再與槽型剛體1兩側(cè)的定子3組成雙邊直線電機(jī)。
[0038]如圖4所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例三:
其與上述實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述動(dòng)子3包括一多齒鐵芯31，該多齒鐵芯31包括一軀干部31a、及由該軀干部31a兩側(cè)對(duì)稱伸出的多個(gè)齒31b，各齒31b之間形成凹槽31c，于該凹槽31c內(nèi)繞制有線圈繞組32。
[0039]如圖5所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例四:
其與上述實(shí)施例一的區(qū)別