一種鼠籠式圓筒型直線電的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種鼠籠式圓筒型直線電機，該電機包括同軸設置的鼠籠架、動子和定子，定子和套在其外部做直線往復運動的動子設置在鼠籠架內，其改進之處在于：鼠籠架的頂面與底面之間設有相互平行的四根輻條；定子端部設有與鼠籠架底面連接的支撐板；動子端部設有保持架，側壁設有卡箍，保持架和卡箍之間設有與輻條對應連接的連接板；保持架設有推動座，推動座與動子同軸設置且位于鼠籠架頂面外側。和現有技術比，本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，不但約束了電機動子和定子之間的運動自由度和氣隙大小，而且動子同時又能驅動負載運行；整體結構堅固可靠，體積小，節省空間，安裝方便。
【專利說明】一種鼠籠式圓筒型直線電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直線電機，具體講涉及一種鼠籠式圓筒型直線電機。
【背景技術】
[0002]電機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。
[0003]直線電機可以認為是旋轉電機在結構方面的一種變形，它可以看作是一臺旋轉電機沿其徑向剖開，然后拉平演變而成。在直線電機中，相當于旋轉電機定子的，叫初級；相當于旋轉電機轉子的，叫次級，初級中通以交流，次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動，其中固定的部分可稱為定子，運動部分可稱為動子。
[0004]近年來，隨著自動控制技術和微型計算機的高速發展，對各類自動控制系統的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統的旋轉電機再加上一套變換機構組成的直線運動驅動裝置，已經遠不能滿足現代控制系統的要求，為此，近年來世界許多國家都在研究、發展和應用直線電機，使得直線電機的應用領域越來越廣。
[0005]直線電機與旋轉電機相比，主要有如下幾個特點:
[0006]1、結構簡單，由于直線電機不需要把旋轉運動變成直線運動的附加裝置，因而使得系統本身的結構大為簡化，重量和體積大大地下降；
[0007]2、定位精度高，在需要直線運動的地方，直線電機可以實現直接傳動，因而可以消除中間環節所帶來的各種定位誤差，故定位精度高，如采用微機控制，則還可以大大地提高整個系統的定位精度；
[0008]3、反應速度快、靈敏度高，隨動性好；直線電機容易做到其動子用磁懸浮支撐，因而使得動子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動子間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統的靈敏度、快速性和隨動性；
[0009]4、工作安全可靠、壽命長；直線電機可以實現無接觸傳遞力，機械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長。
[0010]目前，圓筒型直線電機多采用分體式結構，電機的定子和動子是分開的，在使用中需要滿足在運動過程中電機動子和定子之間只有一個直線運動自由度，且動子和定子之間的氣隙恒定，同時動子又能驅動負載運行。
【發明內容】
[0011]為了解決上述問題，本發明提供了一種鼠籠式圓筒型直線電機，不但約束了電機動子和定子之間的運動自由度和氣隙大小，而且動子同時又能驅動負載運行；整體結構堅固可靠，體積小，節省空間，安裝方便。
[0012]本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
[0013]本發明提供的一種鼠籠式圓筒型直線電機，所述電機包括鼠籠架1和同軸設置在所述鼠籠架1內部軸心的動子8和定子7，所述動子8套在定子7外部做直線往復運動；
[0014]其改進之處在于:所述鼠籠架1由兩端面和軸向平行設置在兩端面間的輻條組成；所述定子7和動子8的直徑小于所述鼠籠架1其中一個環形端面的內徑，所述定子7 —端設有與鼠籠架1的環形端面連接的環形支撐板9 ;與所述定子7 —端對應的動子8—端設有直徑大于所述動子8直徑的環形保持架2，所述動子8側壁設有環形卡箍3，所述保持架2和卡箍3之間設有與所述輻條對應連接的連接板4 ;所述保持架2設有沿所述動子8軸線方向運動的推動座10。
[0015]其中，所述輻條的數量為四，其中三根所述輻條的內壁固定設有導軌5，所述導軌5設有沿其軌道方向做直線往復運動的滑塊6，所述滑塊6通過螺釘與連接板4連接。
[0016]其中，所述導軌5為工字形，與所述輻條通過螺栓或螺釘或焊接或鉚接連接。
[0017]其中，另外一根所述輻條設有傳感器，所述傳感器包括標尺11和讀頭12，所述標尺11設置在輻條外壁，所述讀頭12通過連接架13固定設置在連接板4上，所述讀頭12的指針與標尺12的刻度對應設置。
[0018]其中，與所述鼠籠架1的環形端面對應的端面為十字形，所述環形端面和十字形端面相互平行并且垂直于所述鼠籠架1的軸線。
[0019]其中，所述鼠籠架1的四根輻條分別設置在所述十字形端面的四個外延頂點并沿所述鼠籠架1的軸線方向與環形端面連接。
[0020]其中，所述推動座10包括底座和與所述底座垂直設置的推桿，所述推桿穿過十字形端面的外延之間的空隙與保持架2通過螺栓固定連接。
[0021]其中，所述電機還設有緩沖機構，所述緩沖機構包括固定設置在所述鼠籠架1十字形端面四個外延上與所述保持架2接觸的內緩沖14和固定設置在所述推動座10底座中心與所述十字形端面接觸的外緩沖15。
[0022]其中，所述內緩沖14和外緩沖15為沿所述鼠籠架1軸線方向設置的彈性部件。
[0023]其中，所述內緩沖14和外緩沖15的彈性部件的接觸端設有緩沖膠墊。
[0024]與現有技術比，本發明達到的有益效果是:
[0025]1、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，有效地約束了動子與定子之間的運動自由度。
[0026]2、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，有效地維持了動子與定子之間的氣隙均勻。
[0027]3、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，定位精度高，通過傳感器可以對動子與定子之間的相對位置進行準確定位和控制。
[0028]4、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，通過緩沖機構可以防止動子與定子之間發生剛性碰撞。
[0029]5、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，結構堅固、簡單、緊湊，節省空間，便于裝卸及后期維護。
[0030]6、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，將電能轉化成直線運動的機械能，高效驅動負載運行。
[0031]7、本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機，安全可靠，使用壽命長，具廣闊的市場前旦-5^ ο
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是:本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機的結構示意圖；
[0033]圖2是:本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機的組裝結構示意圖；
[0034]圖3是:本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機的鼠籠架的結構示意圖；
[0035]圖4是:本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機的鼠籠架的組裝結構示意圖；
[0036]圖5是:本發明提供的鼠籠式圓筒型直線電機的保持架的組裝結構示意圖；
[0037]其中:1、鼠籠架；2、保持架；3、卡箍；4、連接板；5、導軌；6、滑塊；7、定子；8、動子；9、支撐板；10、推動座；11、標尺；12、讀頭；13、連接架；14、內緩沖；15、外緩沖。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0039]本實施例以鼠籠式圓筒型直線電機為例，如圖1至圖5所示，本發明實施例提供的鼠籠式圓筒型直線電機包括:鼠籠架1、保持架2、卡箍3、連接板4、導軌5、滑塊6、定子7、動子8、支撐板9、推動座10、標尺11、讀頭12、連接架13、內緩沖14、外緩沖15。鼠籠架1平行設置的環形端面和十字形端面之間沿其軸線方向間隔設有四根輻條，將定子7和動子8穿過鼠籠架1的環形端面并設置在鼠籠架1的軸心上，動子8套在定子7外做直線往復運動；定子7的一端與鼠籠架1的環形端面之間通過環形支撐板9固定連接，動子8 —端安裝直徑大于其的環形保持架2，動子8的側壁安有環形卡箍3，保持架2和卡箍3之間設置與鼠籠架1輻條對應連接的連接板4。其中三根輻條內壁安裝工字形導軌5，在導軌5上安裝沿其軌道做往復直線運動的滑塊6，滑塊6與連接板4通過螺釘固定連接，使滑塊6與動子8保持同步運動；另外一根輻條的外壁安裝標尺11，讀頭12通過連接架13與連接板4固定連接，讀頭12的指針與標尺11相對應，并且實時顯示動子8在做直線運動時所發生位移的具體數據。
[0040]推動座10包括正方形底座和垂直其底座并設置在底座四個頂點的推桿，推桿穿過鼠籠架1十字形端面的四個外延之間的間隙并通過螺栓與保持架2固定連接；在鼠籠架1的十字形端面的四個外延上分別安裝與保持架2接觸并且避免發生剛性碰撞的內緩沖14，在推動座10的底座中心安裝與鼠籠架1十字形端面接觸并且避免發生剛性碰撞的外緩沖15，內緩沖14和外緩沖15均為沿鼠籠架1軸線設置的彈性部件，例如彈簧等，在彈性部件的頂部還安裝緩沖膠墊進一步增強了緩沖的效果。
[0041]電機將電能轉化成直線運動的機械能，動子8驅動推動座10運動，可以有效維持動子8與定子7之間的氣隙均勻；傳感器可以準確定位動子8與定子7之間的相對位置；緩沖結構可以有效防止動子8與定子7之間發生直接剛性碰撞。
[0042]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人員應當理解，參照上述實施例可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權利要求保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種鼠籠式圓筒型直線電機，所述電機包括鼠籠架(1)和同軸設置在所述鼠籠架(1)內部軸心的動子(8)和定子(7)，所述動子(8)套在定子(7)外部做直線往復運動； 其特征在于:所述鼠籠架(1)由兩端面和軸向平行設置在兩端面間的輻條組成；所述定子(7)和動子(8)的直徑小于所述鼠籠架(1)其中一個環形端面的內徑，所述定子(7)一端設有與鼠籠架(1)的環形端面連接的環形支撐板(9);與所述定子(7) —端對應的動子(8) —端設有直徑大于所述動子(8)直徑的環形保持架(2)，所述動子(8)側壁設有環形卡箍(3)，所述保持架(2)和卡箍(3)之間設有與所述輻條對應連接的連接板(4);所述保持架(2)設有沿所述動子(8)軸線方向運動的推動座(10)。
2.如權利要求1所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述輻條的數量為四，其中三根所述輻條的內壁固定設有導軌(5)，所述導軌(5)設有沿其軌道方向做直線往復運動的滑塊出)，所述滑塊(6)通過螺釘與連接板(4)連接。
3.如權利要求2所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述導軌(5)為工字形，與所述輻條通過螺栓或螺釘或焊接或鉚接連接。
4.如權利要求2所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，另外一根所述輻條設有傳感器，所述傳感器包括標尺(11)和讀頭(12)，所述標尺(11)設置在輻條外壁，所述讀頭(12)通過連接架(13)固定設置在連接板(4)上，所述讀頭(12)的指針與標尺(12)的刻度對應設置。
5.如權利要求2所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，與所述鼠籠架(1)的環形端面對應的端面為十字形，所述環形端面和十字形端面相互平行并且垂直于所述鼠籠架(1)的軸線。
6.如權利要求5所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述鼠籠架(1)的四根輻條分別設置在所述十字形端面的四個外延頂點并沿所述鼠籠架(1)的軸線方向與環形端面連接。
7.如權利要求5所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述推動座(10)包括底座和與所述底座垂直設置的推桿，所述推桿穿過十字形端面的外延之間的空隙與保持架(2)通過螺栓固定連接。
8.如權利要求7所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述電機還設有緩沖機構，所述緩沖機構包括固定設置在所述鼠籠架(1)十字形端面四個外延上與所述保持架(2)接觸的內緩沖(14)和固定設置在所述推動座(10)底座中心與所述十字形端面接觸的外緩沖(15)。
9.如權利要求8所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述內緩沖(14)和外緩沖(15)為沿所述鼠籠架(1)軸線方向設置的彈性部件。
10.如權利要求9所述的鼠籠式圓筒型直線電機，其特征在于，所述內緩沖(14)和外緩沖(15)的彈性部件的接觸端設有緩沖膠墊。
【文檔編號】H02K33/00GK104253520SQ201410490429
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】章文峰, 宋海平, 王光輝, 陳海瑞, 范昱珩, 張柯, 孫銘礁 申請人:中國北方車輛研究所