CN111585417B - 直线电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直线电机，该直线电机包括底座、至少三个定子组件及动子组件，底座具有一安装槽，安装槽具有沿第一方向延伸的槽口，底座具有与槽口相对的底壁以及沿第一方向延伸的两个旁侧壁；三个定子组件位于安装槽内，且对应安装于底壁和两个旁侧壁；动子组件沿第一方向滑动安装于底座，动子组件包括位于安装槽内的动子，动子包括沿第一方向延伸的铁芯、以及沿第一方向螺旋绕设于铁芯的外周的线圈绕组。本发明提供的直线电机结构更紧凑，体积小，可有效减轻直线电机的重量，以节约生成；且在动子组件的至少三侧形成驱动力，从而使直线电机的输出推动力更大，以提升直线电机的负载。

Description

直线电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种直线电机。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它 可以省去大量中间传动机构，加快***反映速度，提高***精确度，所以得 到广泛的应用。但现有的直线电机输出推动力小，电量消耗大，因此使用成 本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种直线电机，旨 在解决传统的直线电机输出推动力小，电量消耗大，使得使用成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提出的一种直线电机，包括：
底座，具有一安装槽，所述安装槽具有沿第一方向延伸的槽口，所述 底座具有与所述槽口相对的底壁以及沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；
三个定子组件，位于所述安装槽内，且对应安装于所述底壁和所述两个 旁侧壁；以及，
动子组件，沿所述第一方向滑动安装于所述底座，所述动子组件包括位 于所述安装槽内的动子，所述动子包括沿所述第一方向延伸的铁芯、以及沿 所述第一方向螺旋绕设于所述铁芯的外周的线圈绕组。
可选地，所述铁芯包括多个沿着所述安装槽的深度方向叠设的硅钢片。
可选地，所述硅钢片具有沿所述第一方向延伸的两侧，所述多个硅钢片 的两侧均一一对应设置有多个开口，所述多个硅钢片的多个开口叠设，以形 成多个绕线槽；
所述线圈绕组的各线圈绕设于所述多个绕线槽中。
可选地，所述线圈绕组由连续的整线绕设而成。
可选地，所述定子组件包括多个磁体，多个所述磁体分别沿所述第一方 向布设于所述底壁上、以及沿所述第一方向布设于各所述旁侧壁上，其中， 每相邻的两个所述磁体的磁性相反。
可选地，至少一个所述定子组件的多个所述磁体与另一个所述定子组件 的多个所述磁体，在所述第一方向上呈错位设置。
可选地，所述定子组件还包括设于所述底壁和与其对应的多个所述磁体 之间的第一磁轭、以及设于各所述旁侧壁与各自对应的多个所述磁体之间的 第二磁轭。
可选地，所述动子组件还包括连接所述动子和所述底座设置的滑动结构， 所述滑动结构包括滑动设于所述底座上、且与所述铁芯相连接的滑动件；
所述滑动件和所述底座上其中之一设有滑轨，其中另一设有与所述滑轨 相配合的滑槽。
可选地，所述滑动件包括设于所述铁芯朝向所述槽口的一侧的承载台、 以及分别设于所述承载台沿所述第一方向的两侧的第一滑块和第二滑块，所 述第一滑块和所述第二滑块上均设有所述滑槽；
所述滑轨包括分别设于所述安装槽沿所述第一方向的两个槽口侧缘上的 第一滑轨和第二滑轨。
可选地，所述承载台沿所述第一方向的两侧开设有第一限位槽和第二限 位槽；所述第一滑块和所述第二滑块分别对应安装于所述第一限位槽和所述 第二限位槽；和/或，
所述承载台与所述第一滑块和所述第二滑块呈一体设置。
本发明提供的技术方案中，通过在底座上设置有安装槽，且将所述动子 设于所述安装槽内，以使得所述动子内嵌于所述底座内，使得直线电机的结 构更紧凑，体积更小，可有效减轻直线电机的重量，以节约成本；且设置有 三个定子组件以对应所述线圈绕组设置，以在所述动子组件的三侧形成驱动 力，从而使所述直线电机的输出推动力更大，可有效提升所述直线电机的负 载能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。
图1为本发明提供的一种直线电机的一实施例的结构示意图；
图2为图1中所述直线电机的A-A向的剖面结构示意图；
图3为图1中所述直线电机的A-A向的另一视角的剖面结构示意图；
图4为图1中多个所述硅钢片和所述线圈的结构示意图；
图5为图1中多个所述硅钢片的结构示意图；
图6为图1中多个所述硅钢片和所述线圈灌胶后的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 直线电机 231 滑动件
1 底座 2311 承载台
11 安装槽 2312 第一滑块
12 滑轨 2313 第二滑块
2 动子组件 3 定子组件
21 硅钢片 31 磁体
211 绕线槽 32 第一磁轭
22 线圈绕组 33 第二磁轭
23 滑动结构
本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及 附图做进一步的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用 于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该 特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、 “第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者 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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义， 包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同 时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须 是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保 护范围之内。
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它 可以省去大量中间传动机构，加快***反映速度，提高***精确度，所以得 到广泛的应用。但现有的直线电机输出推动力小，电量消耗大，因此使用成 本较高。鉴于此，本发明提供一种直线电机，图1至图6为本发明提供的所 述直线电机的一实施例。
请参阅图1至图3，在本实施例中，所述直线电机100包括底座1、三个 定子组件3、以及动子组件2。所述底座1具有一安装槽11，所述安装槽11 具有沿第一方向延伸的槽口，所述第一方向可为沿所述底座1的长度方向， 也可为所述底座1的其它方向，所述底座1具有与所述槽口相对的底壁以及 沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；为方便对所述直线电机100的具体结构 进行说明，将所述直线电机100处于工作状态时的放置方向参照附图1所示 以进行放置，所述安装槽11则为设有朝上设置的槽口；三个所述定子组件3 位于所述安装槽11内，且对应安装于所述底壁和所述两个旁侧壁，以分别对 应所述动子组件2的至少三个侧面进行设置；所述动子组件2沿所述第一方 向滑动安装于所述底座1，所述动子组件2包括位于所述安装槽11内的动子， 所述动子包括沿所述第一方向延伸的铁芯、以及沿所述第一方向螺旋绕设于 所述铁芯的外周的线圈绕组22，以在所述动子的三侧均产生驱动力。
本发明提供的技术方案中，通过在底座1上设置有安装槽11，且将所述 动子设于所述安装槽11内，以使得所述动子内嵌于所述底座1内，使得直线 电机100的结构更紧凑，体积更小，可有效减轻直线电机100的重量，以节 约成本；且设置有三个定子组件3以对应线圈绕组22设置，以在所述动子组 件2的三侧均形成有驱动力，从而使所述直线电机100的输出推动力更大， 可有效提升所述直线电机100的负载能力。
所述动子的设置形式有多种。在一实施例中，可参阅图4，为了便于所述 线圈绕组22进行绕设，可将所述铁芯设置为包括多个沿着所述安装槽11的 深度方向叠设的硅钢片21，且各所述硅钢片21均为片状材料，且各硅钢片 21均沿所述第一方向延伸设置，多个所述硅钢片21叠设在一起则形成柱状， 以与所述安装槽11的形状相对应，以便于放置于所述安装槽11内，所述线 圈绕组22可直接绕设于多个所述硅钢片21的周侧，使得所述动子组件2的 制造工艺更简单。
具体地，可参阅图5，所述硅钢片21具有沿所述第一方向延伸的两侧， 所述多个硅钢片21的两侧均一一对应设置有多个开口，所述多个硅钢片21 的多个开口叠设，以形成多个绕线槽211；所述线圈绕组22的各线圈绕设于 所述多个绕线槽211中，线圈在进行绕设时，以卡设于多个所述开口内，使 得所述线圈绕组22的绕线更牢靠。
具体地，可参阅图6，多个所述硅钢片21及所述线圈绕组22可通过灌胶 连接呈一体设置，以使得所述动子组件2形成一个整体，以便于进行安装。
在本实施例中，所述线圈绕组22由连续的整线绕设而成，以使所述动子 的各侧面所产生的驱动力更均衡，从而使所述动子组件2的移动更稳定。
在本实施例中，所述定子组件3包括多个磁体31，多个所述磁体31分别 沿所述第一方向布设于所述底壁上、以及沿所述第一方向布设于各所述旁侧 壁上，其中，每相邻的两个所述磁体31的磁性相反，以形成定子磁场。
且为了使所述定子组件3的磁场强度分布更均匀，所述定子组件3还包 括设于所述底壁和与其对应的多个所述磁体31之间的第一磁轭32、以及设于 各所述旁侧壁与各自对应的多个所述磁体31之间的第二磁轭33。
具体地，在所述定子组件3设置有三个时，三个所述定子组件3分别设 于所述安装槽11的所述底壁、及两个所述旁侧壁上，以分别对应从所述动子 的底部、及两个侧部形成驱动力，三侧驱动以使所述直线电机100的输出推 动力更大，从而提升所述直线电机100的负载能力。
其中，为了改善各侧所产生的齿槽力的波动，以使所述直线电机100的 滑动更稳定，可将至少一个所述定子组件3的多个所述磁体31与另一个所述 定子组件3的多个所述磁体31沿所述第一方向呈错位设置，以相互进行齿槽 力的补偿，当三个所述定子组件3均呈相应的错位设置时，补偿效果最好。
而且，当所述线圈绕组22由一根整线连续绕设而成，且三个所述定子组 件3的多个所述磁体31之间依次呈120度的错位设置时，齿槽力的波动最小， 依此设置时，所述直线电机100的性能最好。
在本实施例中，所述动子组件2还包括连接所述动子和所述底座1设置 的滑动结构23，所述滑动结构23包括滑动设于所述底座1上、且与所述铁芯 相连接的滑动件231；所述滑动件231和所述底座1上其中之一设有滑轨12， 其中另一设有与所述滑轨12相配合的滑槽，通过所述滑轨12与所述滑槽配 合滑动以使所述动子组件2的滑动更顺畅。当然，所述动子和所述底座1的 滑动连接方式不限于上述一种，通过滑轨12的形式结构简单且便于制作。
在一实施例中，所述滑动件231包括设于所述铁芯朝向所述槽口的一侧 的承载台2311、以及分别设于所述承载台2311沿所述第一方向的两侧的第一 滑块2312和第二滑块2313，所述第一滑块2312和所述第二滑块2113上均设 有所述滑槽，且所述第一滑块2312和所述第二滑块2313均凸出于所述安装 槽11设置，以便于安装；所述滑轨12包括分别设于所述安装槽11沿所述第 一方向的两个槽口侧缘上的第一滑轨12和第二滑轨12，将所述滑轨12设于 所述安装槽11的槽口处，以更便于安装。当然，也可根据所述动子的设置空 间适当调整所述铁芯与所述底座1的连接位置。
在一实施例中，可参阅图1，所述第一滑块2312和所述第二滑块2313可 与所述承载台2311呈可拆卸连接设置，以便于滑块的更换和维护。具体地， 所述承载台2311沿所述第一方向的两侧开设有第一限位槽和第二限位槽；所 述第一滑块2312和所述第二滑块2313分别对应安装于所述第一限位槽和所 述第二限位槽内。
在另一实施例中，所述第一滑块2312和所述第二滑块2313可与所述承 载台2311呈一体设置，以使结构更简单，部件设置更少。
本发明结构紧凑、电机功率密度大、推力大；且可直接在所述硅钢片21 上进行绕线，工艺简单；且使用对称两根分体式导轨，可提升电机负载。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：
底座，具有一安装槽，所述安装槽具有沿第一方向延伸的槽口，所述底座具有与所述槽口相对的底壁以及沿所述第一方向延伸的两个旁侧壁；
三个定子组件，位于所述安装槽内，且对应安装于所述底壁和所述两个旁侧壁；以及，
动子组件，沿所述第一方向滑动安装于所述底座，所述动子组件包括位于所述安装槽内的动子，所述动子包括沿所述第一方向延伸的铁芯、以及沿所述第一方向螺旋绕设于所述铁芯的外周的线圈绕组；
所述定子组件包括多个磁体，多个所述磁体分别沿所述第一方向布设于所述底壁上、以及沿所述第一方向布设于各所述旁侧壁上，其中，每相邻的两个所述磁体的磁性相反；
至少一个所述定子组件的多个所述磁体与另一个所述定子组件的多个所述磁体，在所述第一方向上呈错位设置。
2.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述铁芯包括多个沿着所述安装槽的深度方向叠设的硅钢片。
3.如权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述硅钢片具有沿所述第一方向延伸的两侧，所述多个硅钢片的两侧均一一对应设置有多个开口，所述多个硅钢片的多个开口叠设，以形成多个绕线槽；
所述线圈绕组的各线圈绕设于所述多个绕线槽中。
4.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述线圈绕组由连续的整线绕设而成。
5.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述定子组件还包括设于所述底壁和与其对应的多个所述磁体之间的第一磁轭、以及设于各所述旁侧壁与各自对应的多个所述磁体之间的第二磁轭。
6.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子组件还包括连接所述动子和所述底座设置的滑动结构，所述滑动结构包括滑动设于所述底座上、且与所述铁芯相连接的滑动件；
所述滑动件和所述底座上其中之一设有滑轨，其中另一设有与所述滑轨相配合的滑槽。
7.如权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述滑动件包括设于所述铁芯朝向所述槽口的一侧的承载台、以及分别设于所述承载台沿所述第一方向的两侧的第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块上均设有所述滑槽；
所述滑轨包括分别设于所述安装槽沿所述第一方向的两个槽口侧缘上的第一滑轨和第二滑轨。
8.如权利要求7所述的直线电机，其特征在于，所述承载台沿所述第一方向的两侧开设有第一限位槽和第二限位槽；所述第一滑块和所述第二滑块分别对应安装于所述第一限位槽和所述第二限位槽；和/或，
所述承载台与所述第一滑块和所述第二滑块呈一体设置。
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