一種無鐵芯直線電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種直線電機，提供了一種結構緊湊合理，響應時間短，推力密度高，加速度快的無鐵芯直線電機，解決了現有技術中存在的動子體積大，由此導致電機響應時間長，推力密度低，加速度慢，承載力差等的技術問題，它包括橫截面呈U字形的電機定子，在電機定子開口內相對的兩個側壁面上分別設有磁鐵組，在兩個磁鐵組間對應的電機定子開口內插接有電機動子，電機動子上設有可驅動其沿電機定子軸向方向滑動的線圈組，所述線圈組包括沿電機定子的軸向排列的內、外U形線圈組，內、外U形線圈組的開口端相對并交錯分布，且外U形線圈組的兩端延伸至對應的內U形線圈組的開口內，內U形線圈組的兩端延伸至對應的外U形線圈組的開口內。
【專利說明】
一種無鐵芯直線電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種直線電機，尤其涉及一種結構緊湊合理，響應時間短，推力密度高，加速度快的無鐵芯直線電機。
【背景技術】
[0002]直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能、不需要任何中間轉換機構的傳動裝置，其中無鐵芯直線電機由于具有零齒槽效應、零定位力、定動子間沒有吸引力、寬速度范圍、高動態性能、極高的定位精度等優點，使其廣泛用于半導體光刻、PC板檢查和鉆孔、晶片處理加工、離子注入、電子裝配及坐標測量等精密伺服領域。在現有的工業應用中普遍采用動線圈型無鐵芯直線電機，其中部分采用了雙邊磁軌“U”型結構，雖然提高了電機的驅動力，但由于動子上的線圈平鋪排列在線圈基板上，因此動子體積大，導致電機響應時間長，推力密度低，加速度慢，承載力差。
【發明內容】
[0003]本實用新型主要是提供了一種結構緊湊合理，響應時間短，推力密度高，加速度快的無鐵芯直線電機，解決了現有技術中存在的動子體積大，由此導致電機響應時間長，推力密度低，加速度慢，承載力差等的技術問題。
[0004]本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種無鐵芯直線電機，包括橫截面呈U字形的電機定子，在電機定子開口內相對的兩個側壁面上分別設有磁鐵組，在兩個磁鐵組間對應的電機定子開口內插接有電機動子，電機動子上設有可驅動其沿電機定子軸向方向滑動的線圈組，所述線圈組包括沿電機定子的軸向排列的外U形線圈組和內U形線圈組，外U形線圈組和內U形線圈組的開口端相對并交錯分布，且外U形線圈組的兩端延伸至對應的內U形線圈組的開口內，內U形線圈組的兩端延伸至對應的外U形線圈組的開口內。通過在電機動子上設置內、外U形線圈組，內、外U形線圈組內對應的U形線圈開口相對并互插在對應的U形線圈開口內，S卩外U形線圈組內對應的U形線圈兩端插接在內U形線圈組內對應的U形線圈開口內，內U形線圈組內對應的U形線圈兩端插接在外U形線圈組內對應的U形線圈開口內，內、外U形線圈組互插嚙合排列，因此動子結構緊湊合理，推力密度高，響應時間短，加速度快，承載力好。
[0005]作為優選，所述外U形線圈組和內U形線圈組均由若干個U形線圈并列排列組成，且同側相鄰的兩個U形線圈的端部并列延伸至相對的U形線圈開口底部并與對應的U形線圈開口互配。U形線圈并列排列形成內、外U形線圈組，對應于一個U形線圈開口內的兩個U形線圈端部與該U形線圈開口互配，即內、外U形線圈互插后呈無間隙緊密排列，因此使動子體積最小化，并使單位體積的推力密度達到最大化。
[0006]作為優選，所述電機動子包括線圈基板，在線圈基板的中部設有線圈定位孔，線圈組嵌裝在線圈定位孔內。線圈組嵌裝在線圈基板的線圈定位孔內，結構簡單，定位可靠。
[0007]作為更優選，所述外U形線圈組的底部朝向線圈基板的上表面延伸，內U形線圈組底部朝向線圈基板的下表面延伸，線圈基板的橫截面為“工”字形，形線圈組和U形線圈組的底部延伸并嵌裝在對應的“工”字形的線圈基板的上、下邊框內，且對應于電機定子內的線圈基板分別延伸至對應的兩個磁鐵組內側端部與電機定子的底面間。內、外U形線圈的外側端分別向上向下延伸并與“工”字形的線圈基板互配，不僅使動子結構更加緊湊，且對應的線圈基板的上、下邊框又可勾掛在上、下兩個磁鐵組的內側端，從而避免動子自定子內脫出，從而提高了安全可靠性。
[0008]作為優選，在所述電機定子包括平行設置的上磁軛和下磁軛，以及支撐在上磁軛和下磁軛一端的支撐塊，磁鐵組對應的固定在上磁軛和下磁軛的內表面上。由上、下磁軛和支撐塊構成的電機定子，組裝簡單，牢固可靠。
[0009]因此，本實用新型的一種無鐵芯直線電機具有下述優點:動子上的線圈由內、外U形線圈組互插嚙合排列，動子體積小，結構緊湊合理，推力密度高，響應時間短，加速度快，承載力好。
[0010]【附圖說明】:
[0011]圖1是本實用新型無鐵芯直線電機的結構示意圖；
[0012]圖2是本實用新型中電機動子的結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型中線圈組的結構示意圖。
[0014]【具體實施方式】:
[0015]下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0016]實施例:
[0017]如圖1所示，本實用新型的一種無鐵芯直線電機，包括橫截面呈U字形的電機定子I，電機定子I包括平行設置的上磁軛11和下磁軛12，以及支撐固定在上磁軛11和下磁軛12一端的支撐塊13，在上磁軛11和下磁軛12的內表面上對應的固定有磁鐵組3，在兩個磁鐵組3間對應的電機定子I開口內插接有電機動子2，電機動子2上裝有可驅動其沿電機定子I軸向方向滑動的線圈組4，如圖2所示，線圈組4包括沿電機定子I的軸向排列的外U形線圈組41和內U形線圈組42，如圖3所示，外U形線圈組41和內U形線圈組42均由若干個U形線圈5并列排列組成，外U形線圈組41和內U形線圈組42上對應的U形線圈5開口端相對并交錯分布，同側相鄰的兩個U形線圈5的端部并列延伸至相對的U形線圈5開口底部并與對應的U形線圈5開口互配，電機動子2包括線圈基板21，在線圈基板21的中部開有線圈定位孔22，線圈組4嵌裝在線圈定位孔22內，外U形線圈組41的底部朝向線圈基板21的上表面延伸，內U形線圈組42底部朝向線圈基板21的下表面延伸，線圈基板21的橫截面為“工”字形，形線圈組41和U形線圈組42的底部延伸并嵌裝在對應的“工”字形的線圈基板21的上、下邊框內，且對應于電機定子I內的線圈基板21分別延伸至對應的兩個磁鐵組3內側端部與電機定子I的底面間。
[0018]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型的構思作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【主權項】
1.一種無鐵芯直線電機，包括橫截面呈U字形的電機定子(1)，在電機定子(I)開口內相對的兩個側壁面上分別設有磁鐵組(3)，在兩個磁鐵組(3)間對應的電機定子(I)開口內插接有電機動子(2)，電機動子(2)上設有可驅動其沿電機定子(I)軸向方向滑動的線圈組(4)，其特征在于:所述線圈組(4)包括沿電機定子(I)的軸向排列的外U形線圈組(41)和內U形線圈組(42)，外U形線圈組(41)和內U形線圈組(42)的開口端相對并交錯分布，且外U形線圈組(41)的兩端延伸至對應的內U形線圈組(42)的開口內，內U形線圈組(42)的兩端延伸至對應的外U形線圈組(41)的開口內。2.根據權利要求1所述的一種無鐵芯直線電機，其特征在于:所述外U形線圈組(41)和內U形線圈組(42)均由若干個U形線圈(5)并列排列組成，且同側相鄰的兩個U形線圈(5)的端部并列延伸至相對的U形線圈(5)開口底部并與對應的U形線圈(5)開口互配。3.根據權利要求1或2所述的一種無鐵芯直線電機，其特征在于:所述電機動子(2)包括線圈基板(21)，在線圈基板(21)的中部設有線圈定位孔(22)，線圈組(4)嵌裝在線圈定位孔(22)內。4.根據權利要求3所述的一種無鐵芯直線電機，其特征在于:所述外U形線圈組(41)的底部朝向線圈基板(21)的上表面延伸，內U形線圈組(42)底部朝向線圈基板(21)的下表面延伸，線圈基板(21)的橫截面為“工”字形，形線圈組(41)和U形線圈組(42)的底部延伸并嵌裝在對應的“工”字形的線圈基板(21)的上、下邊框內，且對應于電機定子(I)內的線圈基板(21)分別延伸至對應的兩個磁鐵組(3)內側端部與電機定子(I)的底面間。5.根據權利要求1或2所述的一種無鐵芯直線電機，其特征在于:在所述電機定子(I)包括平行設置的上磁軛(II)和下磁軛(12)，以及支撐在上磁軛(II)和下磁軛(12)—端的支撐塊(13)，磁鐵組(3)對應的固定在上磁軛(11)和下磁軛(12)的內表面上。
【文檔編號】H02K41/02GK205647229SQ201620276865
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月2日
【發明人】廖有用, 俞岳平, 韓旭奎, 陳俊峰
【申請人】寧波億文特自動化科技有限公司