CN109889012A - 一种高精度的导轨式直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板和定子座板，定子座板的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石，动子座板的底部沿长方向设置有多块铁芯，每块铁芯上绕制有线圈，铁芯的数量可以根据具体设计要求增减；动子座板的两侧分别设置有滑轮，定子座板的上部的两侧分别设置有轨道轴，两侧的滑轮分别与两侧轨道轴相互配合组成可相对滑动的机构；滑轮为滚动轴承结构，动子座板上设置有偏心轮，偏心轮与一侧的滑轮通过同一个支撑轴同轴连接，偏心轮转动时，带动滚轮调整相对轨道轴的松紧度，即调整滑轮与导轨的间距，减少滑轮导轨机构摩擦阻力，提高直线电机的精度和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种高精度的导轨式直线电机。
背景技术
直线电机因为具有结构简单、定位精度高以及反应快、灵敏性高等优点，常被应用于自动控制***中，或被作为长期连续运行的驱动电机，其常见的工作方式是转子和定子相对进行直线运动。因此，直线电机的转子和定子之间需要有相应的滑动或滚动机构，用于支撑固定和限位。
采用导轨与滑轮配合组成滑动机构是直线电机较为常见的方式，但直线电机在使用一段时间之后，滑动机构常受到磨损，进而增加了导轨与滑轮之间的摩擦力，并影响直线电机的精度和寿命。如果选择更换直线电机，则成本较高，也会造成巨大的浪费。
发明内容
鉴于上述，本发明提供了一种高精度的导轨式直线电机，该电机可以通过调整滑动机构的松紧度，即调整滑轮与导轨的间距，减少滑动机构摩擦阻力，提高直线电机的精度和寿命。
一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板和定子座板，定子座板的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石，动子座板的底部沿长方向设置有多块铁芯，每块铁芯上绕制有线圈；
动子座板的两侧分别设置有滑轮，定子座板的上部的两侧分别设置有轨道轴，两侧的滑轮分别与两侧轨道轴相互配合组成可相对滑动的机构；
滑轮为滚动轴承结构，滑轮的外圈为滚轮，动子座板上设置有偏心轮，偏心轮与一侧的滑轮通过同一个支撑轴同轴连接，偏心轮转动时，带动滚轮调整相对轨道轴的松紧度。
优选的，滑轮的水平方向的截面的两个侧边呈2个背对的半括弧状；
定子座板呈“凹”字型，两个轨道轴分别嵌入定子座板的两侧臂的内侧，两侧的滑轮的外侧分别卡在轨道轴的内侧，可称为内嵌型；或，
定子座板呈“凹”字型，两个轨道轴分别嵌入定子座板的两侧臂的外侧，两侧的滑轮的内侧分别卡在轨道轴的外侧，可称为外包型；或，
定子座板呈“凹”字型，两个轨道轴分别嵌入定子座板的两侧臂的上部，两侧的滑轮分别从外侧卡在轨道轴的外侧，或，两侧的滑轮分别从内侧卡在轨道轴的内侧。
优选的，每侧的滑轮的数量为2个；
支撑轴的数量为2个，偏心轮的数量为2个，每个偏心轮通过一个支撑轴同轴连接一个滑轮，2个偏心轮位于动子座板的同一侧。
优选的，还包括铁芯固定板，铁芯固定板连接在动子座板的底部；
铁芯固定板的底部平行设置有2个以上的开口燕尾槽，每块铁芯的上部为燕尾型卡接部，燕尾型卡接部卡接在开口燕尾槽内。
优选的，还包括转接板和销轴，转接板的截面呈倒“凹”字型，
转接板的顶面板通过多个螺丝连接在动子座板的底部；
转接板的两侧臂分别设置有第一销轴孔，铁芯固定板的宽方向设置有第二销轴孔；销轴穿过并紧配合在第一销轴孔和第二销轴孔的内侧。
优选的，还包括刹车，刹车包括刹车座板、线圈、弹簧和衔铁刹车片，刹车座板连接在动子座板的前部、侧部或后部，衔铁刹车片位于定子座板的上部或侧部；
衔铁刹车片设置在刹车座板的下部，弹簧弹性压缩设置在刹车座板与衔铁刹车片之间；
线圈通电时，产生磁力，衔铁刹车片在磁力作用下，克服弹簧的弹力，与定子座板保持间隙；断电时，衔铁刹车片失去磁力吸引，在弹簧的自身张力作用推动衔铁刹车片压在定子座板或轨道轴，实现制动。
优选的，还包括润滑装置，润滑装置设置在动子座板的前部或后部，润滑装置的两侧边的底部为圆弧面，圆弧面上设置有毛毡衬垫，毛毡衬垫浸润有润滑油，毛毡衬垫贴合轨道轴的外圆周面。
优选的，还包括读数头和磁尺，读数头设置于动子座板的侧边，磁尺设置于定子座板上，磁尺的长方向沿定子座板的长方向设置，读数头正对磁尺设置。
优选的，还包括磁钢固定板，磁钢固定板采用导磁材料制作，磁钢固定板呈条状固定于定子座板的内侧底部的长方向；
磁石固定在磁钢固定板上；磁石均匀排列于磁钢固定板的长方向上，相邻的磁石的极性相反。
优选的，还包括挡块板，挡块板的数量为2个，2个挡块板分别位于定子座板的长方向的两端。
优选的，每个支撑轴上连接同等外径的滚轮，滚轮与支撑轴滚动过程中，滚轮外侧与轨道轴相对运动，每个与支撑轴连接的滚轮以相同的转速转动。其目的是使动子座板每侧的滑轮轴心始终保持平行。
优选的，含线圈的铁芯固定在铁芯固定板上，用灌封胶整体灌封。
优选的，磁石固定在磁钢固定板上，并用灌封胶灌封；磁石均匀排列于磁钢固定板的长方向上，相邻的磁石的极性相反。
本发明的有益效果为：高精度的导轨式直线电机，包括动子座板和定子座板，定子座板的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石，动子座板的底部沿长方向设置有多块铁芯，每块铁芯上绕制有线圈，铁芯的数量可以根据具体设计要求增减；动子座板的两侧分别设置有滑轮，定子座板的上部的两侧分别设置有轨道轴，两侧的滑轮分别与两侧轨道轴相互配合组成可相对滑动的机构；滑轮为滚动轴承结构，动子座板上设置有偏心轮，偏心轮与一侧的滑轮通过同一个支撑轴同轴连接，偏心轮转动时，带动滚轮调整相对轨道轴的松紧度，即调整滑轮与导轨的间距，减少滑动机构的摩擦阻力，提高直线电机的精度和寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明的导轨式的直线电机作进一步说明。
图1是本发明一种高精度的导轨式直线电机的实施例一的***图。
图2是本发明一种高精度的导轨式直线电机的铁芯、铁芯固定板、转接板和销轴结构示意图。
图3是本发明一种高精度的导轨式直线电机的滑轮和支撑轴的结构示意图。
图4是本发明一种高精度的导轨式直线电机的润滑装置的结构示意图。
图5是本发明一种高精度的导轨式直线电机的润滑装置的图4的A处的局部放大图。
图6是本发明一种高精度的导轨式直线电机的刹车的剖面图。
图7是本发明一种高精度的导轨式直线电机的滑轮的剖面图。
图8是本发明一种高精度的导轨式直线电机的实施例二的结构示意图。
图9是本发明一种高精度的导轨式直线电机的实施例三的结构示意图。
图中：
1-动子座板；11-铁芯；111-燕尾型卡接部；12-滑轮；121-滚轮；13-偏心轮；14-支撑轴；2-定子座板；21-磁石；22-轨道轴；3-铁芯固定板；31-开口燕尾槽；32-第二销轴孔；4-转接板；41-第一销轴孔；5-销轴；6-刹车；61-刹车座板；62-线圈；63-弹簧；64-衔铁刹车片；65-刹车片；66-衔铁；71-读数头；72-磁尺；8-磁钢固定板；9-挡块板；01-润滑装置；011-毛毡衬垫。
具体实施方式
下面结合附图1～9对本发明一种高精度的导轨式直线电机作进一步说明。
实施例一
一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板1和定子座板2，定子座板2的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石21，动子座板1的底部沿长方向设置有多块铁芯11，每块铁芯11上绕制有线圈；
动子座板1的两侧分别设置有滑轮12，定子座板2的上部的两侧分别设置有轨道轴22，两侧的滑轮12分别与两侧轨道轴22相互配合组成可相对滑动的机构；
滑轮12为滚动轴承结构，滑轮12的外圈为滚轮121，动子座板1上设置有偏心轮13，偏心轮13与一侧的滑轮12通过同一个支撑轴14同轴连接，偏心轮13转动时，带动滚轮121调整相对轨道轴22的松紧度。
偏心轮13转动时，带动滚轮121调整相对轨道22轴的松紧度，即调整滑轮12与导轨22的间距，使受到磨损的滑动机构减少摩擦阻力，提高直线电机的精度和寿命。
本实施例中，滑轮12的水平方向的截面的两个侧边呈2个背对的半括弧状；
定子座板2呈“凹”字型，两个轨道轴22分别嵌入定子座板2的两侧臂的内侧，两侧的滑轮12的外侧分别卡在轨道轴22的内侧，称为内嵌型。
本实施例中，还包括刹车6，刹车6包括刹车座板61、线圈62、弹簧63和衔铁刹车片64，刹车座板61连接在动子座板1的前部，衔铁刹车片64位于定子座板2的上部；
衔铁刹车片64设置在刹车座板61的下部，弹簧63弹性压缩设置在刹车座板61与衔铁刹车片64之间；
线圈62通电时，产生磁力，衔铁刹车片64在磁力作用下，克服弹簧63的弹力，与定子座板2保持间隙；断电时，衔铁刹车片64失去磁力吸引，在弹簧63的自身张力作用推动衔铁刹车片64压在定子座板2上，实现制动。
本实施例中，还包括润滑装置01，润滑装置01设置在刹车6的前部，润滑装置01的两侧边的底部为圆弧面，圆弧面上设置有毛毡衬垫011，毛毡衬垫011浸润有润滑油，毛毡衬垫011贴合轨道轴22的外圆周面。
本实施例中，动子座板1的后部也设置有润滑装置01。
本实施例中，还包括读数头71和磁尺72，读数头71设置于动子座板1的侧边，磁尺72设置于定子座板2上，磁尺72的长方向沿定子座板2的长方向设置，读数头71正对磁尺72设置。
本实施例中，还包括磁钢固定板8，磁钢固定板8采用导磁材料制作，磁钢固定板8呈条状固定于定子座板2的内侧底部的长方向；
磁石21固定在磁钢固定板8上；磁石21均匀排列于磁钢固定板8的长方向上，相邻的磁石21的极性相反。
本实施例中，还包括挡块板9，挡块板9的数量为2个，2个挡块板9分别位于定子座板2的长方向的两端。
实施例二
一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板1和定子座板2，定子座板2的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石21，动子座板1的底部沿长方向设置有多块铁芯11，每块铁芯11上绕制有线圈；
动子座板1的两侧分别设置有滑轮12，定子座板2的上部的两侧分别设置有轨道轴22，两侧的滑轮12分别与两侧轨道轴22相互配合组成可相对滑动的机构；
滑轮12为滚动轴承结构，滑轮12的外圈为滚轮121，动子座板1上设置有偏心轮13，偏心轮13与一侧的滑轮12通过同一个支撑轴14同轴连接，偏心轮13转动时，带动滚轮121调整相对轨道轴22的松紧度。
本实施例中，滑轮12的水平方向的截面的两个侧边呈2个背对的半括弧状；定子座板2呈“凹”字型，两个轨道轴22分别嵌入定子座板2的两侧臂的外侧，两侧的滑轮12的内侧分别卡在轨道轴22的外侧，称为外扣型。
本实施例中，还包括刹车6，刹车6包括刹车座板61、线圈62、弹簧63和衔铁刹车片64，衔铁刹车片64位于定子座板1的侧部；
衔铁刹车片64设置在刹车座板61的一侧，弹簧62弹性压缩设置在刹车座板61与衔铁刹车片64之间；
衔铁刹车片64分为刹车片65和衔铁66两部分，刹车片65采用高摩擦系数的材料，与衔铁66联接在一起；
线圈62通电时，产生磁力，衔铁刹车片64在磁力作用下，克服弹簧62的弹力，与定子座板1保持间隙；断电时，衔铁刹车片64失去磁力吸引，在弹簧62的自身张力作用推动衔铁刹车片64压在轨道轴22上，实现制动。
本实施例中，铁芯11的数量可以根据需要增加或着减少，燕尾槽31的数量相应增加或减少。
本实施例中，销轴5穿过并紧配合在第一销轴孔41和第二销轴孔32的内侧。
本实施例中，还包括读数头71和磁尺72，读数头71设置于动子座板1的侧边，磁尺72设置于定子座板2上，磁尺72的长方向沿定子座板2的长方向设置，读数头71正对磁尺72设置。
本实施例中，还包括磁钢固定板8，磁钢固定板8采用导磁材料制作，磁钢固定板8呈条状固定于定子座板2的内侧底部的长方向；
磁石21固定在磁钢固定板8上；磁石21均匀排列于磁钢固定板8的长方向上，相邻的磁石21的极性相反。
本实施例中，还包括挡块板9，挡块板9的数量为2个，2个挡块板9分别位于定子座板2的长方向的两端。
本实施例中，还包括润滑装置01，润滑装置01设置在刹车6的前部，润滑装置01的内侧边的底部为圆弧面，圆弧面上设置有毛毡衬垫011，毛毡衬垫011浸润有润滑油，毛毡衬垫011贴合轨道轴22的外圆周面，起到对轨道轴22的润滑作用。
实施例三
一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板1和定子座板2，定子座板2的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石21，动子座板1的底部沿长方向设置有多块铁芯11，每块铁芯11上绕制有线圈；
动子座板1的两侧分别设置有滑轮12，定子座板2的上部的两侧分别设置有轨道轴22，两侧的滑轮12分别与两侧轨道轴22相互配合组成可相对滑动的机构；
滑轮12为滚动轴承结构，滑轮12的外圈为滚轮121，动子座板1上设置有偏心轮13，偏心轮13与一侧的滑轮12通过同一个支撑轴14同轴连接，偏心轮13转动时，带动滚轮121调整相对轨道轴22的松紧度。
本实施例中，定子座板2呈“凹”字型，两个轨道轴22分别嵌入定子座板2的两侧臂的上部，两侧的滑轮12分别从外侧卡在轨道轴22的外侧。
作为一种优选的替代方案，也可以是，两侧的滑轮12分别从内侧卡在轨道轴22的内侧。
本实施例中，每侧的滑轮12的数量为2个；
支撑轴14的数量为2个，偏心轮13的数量为2个，每个偏心轮13通过一个支撑轴14同轴连接一个滑轮12，2个偏心轮13位于动子座板1的同一侧。
本实施例中，还包括铁芯固定板3，铁芯固定板3连接在动子座板1的底部；
铁芯固定板3的底部平行设置有2个以上的开口燕尾槽31，每块铁芯11的上部为燕尾型卡接部111，燕尾型卡接部111卡接在开口燕尾槽31内。
本实施例中，还包括转接板4和销轴5，转接板4的截面呈倒“凹”字型，
转接板4的顶面板通过多个螺丝连接在动子座板1的底部；
转接板4的两侧臂分别设置有第一销轴孔41，铁芯固定板3的宽方向设置有第二销轴孔32；销轴5穿过并紧配合在第一销轴孔41和第二销轴孔32的内侧。
本实施例中，还包括刹车6，刹车6包括刹车座板61、线圈62、弹簧63和衔铁刹车片64，刹车座板61连接在动子座板1的前部，衔铁刹车片64位于定子座板2的上部；
衔铁刹车片64设置在刹车座板61的下部，弹簧63弹性压缩设置在刹车座板61与衔铁刹车片64之间；
线圈62通电时，产生磁力，衔铁刹车片64在磁力作用下，克服弹簧63的弹力，与定子座板2保持间隙；断电时，衔铁刹车片64失去磁力吸引，在弹簧63的自身张力作用推动衔铁刹车片64压在定子座板2上或轨道轴22上，实现制动。
本实施例中，还包括润滑装置01，润滑装置01设置在动子座板1的后部，润滑装置01的两侧边的底部为圆弧面，圆弧面上设置有毛毡衬垫011，毛毡衬垫011浸润有润滑油，毛毡衬垫011贴合轨道轴22的外圆周面。
本实施例中，还包括读数头71和磁尺72，读数头71设置于动子座板1的侧边，磁尺72设置于定子座板2上，磁尺72的长方向沿定子座板2的长方向设置，读数头71正对磁尺72设置。
本实施例中，还包括磁钢固定板8，磁钢固定板8采用导磁材料制作，磁钢固定板8呈条状固定于定子座板2的内侧底部的长方向；
磁石21固定在磁钢固定板8上；磁石21均匀排列于磁钢固定板8的长方向上，相邻的磁石21的极性相反。
本实施例中，还包括挡块板9，挡块板9的数量为2个，2个挡块板9分别位于定子座板2的长方向的两端。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高精度的导轨式直线电机，包括动子座板(1)和定子座板(2)，其特征在于，所述定子座板(2)的长方向设置有N极和S极间隔设置的多块磁石(21)，所述动子座板(1)的底部沿长方向设置有多块铁芯(11)，每块所述铁芯(11)上绕制有线圈；
所述动子座板(1)的两侧分别设置有滑轮(12)，所述定子座板(2)的上部的两侧分别设置有轨道轴(22)，两侧的所述滑轮(12)分别与两侧所述轨道轴(22)相互配合组成可相对滑动的机构；
所述滑轮(12)为滚动轴承结构，所述滑轮(12)的外圈为滚轮(121)，所述动子座板(1)上设置有偏心轮(13)，所述偏心轮(13)与一侧的所述滑轮(12)通过同一个支撑轴(14)同轴连接，所述偏心轮(13)转动时，带动所述滚轮(121)调整相对所述轨道轴(22)的松紧度。
2.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，所述滑轮(12)的水平方向的截面的两个侧边呈2个背对的半括弧状；
所述定子座板(2)呈“凹”字型，两个所述轨道轴(22)分别嵌入所述定子座板(2)的两侧臂的内侧，两侧的所述滑轮(12)的外侧分别卡在轨道轴(22)的内侧；或，
所述定子座板(2)呈“凹”字型，两个所述轨道轴(22)分别嵌入所述定子座板(2)的两侧臂的外侧，两侧的所述滑轮(12)的内侧分别卡在轨道轴(22)的外侧；或，
所述定子座板(2)呈“凹”字型，两个所述轨道轴(22)分别嵌入所述定子座板(2)的两侧臂的上部，两侧的所述滑轮(12)分别从外侧卡在所述轨道轴(22)的外侧，或，两侧的所述滑轮(12)分别从内侧卡在所述轨道轴(22)的内侧。
3.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，每侧的所述滑轮(12)的数量为2个；
所述支撑轴(14)的数量为2个，所述偏心轮(13)的数量为2个，每个偏心轮(13)通过一个所述支撑轴(14)同轴连接一个所述滑轮(12)，2个所述偏心轮(13)位于所述动子座板(1)的同一侧。
4.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括铁芯固定板(3)，所述铁芯固定板(3)连接在所述动子座板(1)的底部；
所述铁芯固定板(3)的底部平行设置有2个以上的开口燕尾槽(31)，每块所述铁芯(11)的上部为燕尾型卡接部(111)，所述燕尾型卡接部(111)卡接在所述开口燕尾槽(31)内。
5.如权利要求4所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括转接板(4)和销轴(5)，所述转接板(4)的截面呈倒“凹”字型，
所述转接板(4)的顶面板通过多个螺丝连接在所述动子座板(1)的底部；
所述转接板(4)的两侧臂分别设置有第一销轴孔(41)，所述铁芯固定板(3)的宽方向设置有第二销轴孔(32)；所述销轴(5)穿过并紧配合在所述第一销轴孔(41)和第二销轴孔(32)的内侧。
6.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括刹车(6)，所述刹车(6)包括刹车座板(61)、线圈(62)、弹簧(63)和衔铁刹车片(64)，所述刹车座板(61)连接在所述动子座板(1)的前部、侧部或后部，所述衔铁刹车片(64)位于所述定子座板(2)的上部或侧部；
所述衔铁刹车片(64)设置在所述刹车座板(61)的下部，所述弹簧(63)弹性压缩设置在刹车座板(61)与所述衔铁刹车片(64)之间；
所述线圈(62)通电时，产生磁力，所述衔铁刹车片(64)在磁力作用下，克服所述弹簧(63)的弹力，与所述定子座板(2)保持间隙；断电时，所述衔铁刹车片(64)失去磁力吸引，在所述弹簧(63)的自身张力作用推动所述衔铁刹车片(64)压在所述定子座板(2)，实现制动。
7.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括润滑装置(01)，所述润滑装置(01)设置在所述动子座板(1)的前部或后部，所述润滑装置(01)的两侧边的底部为圆弧面，所述圆弧面上设置有毛毡衬垫(011)，所述毛毡衬垫(011)浸润有润滑油，所述毛毡衬垫(011)贴合所述轨道轴(22)的外圆周面。
8.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括读数头(71)和磁尺(72)，所述读数头(71)设置于所述动子座板(1)的侧边，所述磁尺(72)设置于所述定子座板(2)上，所述磁尺(72)的长方向沿所述定子座板(2)的长方向设置，所述读数头(71)正对所述磁尺(72)设置。
9.如权利要求1所述直线电机，其特征在于，还包括磁钢固定板(8)，所述磁钢固定板(8)采用导磁材料制作，所述磁钢固定板(8)呈条状固定于所述定子座板(2)的内侧底部的长方向；
所述磁石(21)固定在所述磁钢固定板(8)上；所述磁石(21)均匀排列于所述磁钢固定板(8)的长方向上，相邻的磁石(21)的极性相反。
10.如权利要求1所述高精度的导轨式直线电机，其特征在于，还包括挡块板(9)，所述挡块板(9)的数量为2个，2个所述挡块板(9)分别位于所述定子座板(2)的长方向的两端。
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