CN113014059B - 一种直线电机动子及直线电机模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直线电机动子及直线电机模组，其包括安装支架以及安装于安装支架上的线圈组，线圈组包括第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈均呈矩形框结构，且第一线圈和第二线圈中部均形成有空芯槽；第一线圈和第二线圈的两端均经弯折设置并形成避让部，第一线圈的两避让部、第二线圈的两避让部均向对应空芯槽敞开的一侧弯折，且第一线圈的两个避让部之间、第二线圈的两个避让部之间均形成有嵌入部，空芯槽的宽度不小于两个嵌入部宽度之和；第一线圈和第二线圈均设置有若干个，且第一线圈和第二线圈依次相邻排列，相邻的第一线圈和第二线圈的嵌入部分别嵌入对方的空芯槽内。本申请具有有助于增大直线电机推力的效果。

Description

一种直线电机动子及直线电机模组

技术领域

本申请涉及电机的领域，尤其是涉及一种直线电机动子及直线电机模组。

背景技术

直线电机也称线性电机、线性马达、直线马达等，是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。

相关技术中，直线电机动子包括安装支架、线圈以及灌封胶体，通常情况下，线圈为依次平铺，然后通过模具向线圈、线圈与安装支架之间浇注胶水，并形成灌封胶体，从而对线圈组进行封装，同时将线圈组安装于安装支架上。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有直线电机推力小的缺陷。

发明内容

为了改善相关技术直线电机推力小的状况，本申请提供一种直线电机动子及直线电机模组。

第一方面，本申请提供一种直线电机动子，采用如下的技术方案：

一种直线电机动子，包括安装支架以及安装于安装支架上的线圈组，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈均呈矩形框结构，且所述第一线圈和第二线圈中部均形成有空芯槽；

所述第一线圈和第二线圈的两端均经弯折设置并形成避让部，所述第一线圈的两所述避让部、第二线圈的两所述避让部均向对应空芯槽敞开的一侧弯折，且所述第一线圈的两个避让部之间、第二线圈的两个避让部之间均形成有嵌入部，所述空芯槽的宽度不小于两个嵌入部宽度之和；

所述第一线圈和第二线圈均设置有若干个，且所述第一线圈和第二线圈依次相邻排列，相邻的第一线圈和第二线圈的嵌入部分别嵌入对方的空芯槽内。

通过采用上述技术方案，将相邻的第一线圈和第二线圈的嵌入部分别嵌入对方的空芯槽内，在线圈组同等长度的限制下，这种方式安装的线圈组的密集度更大，磁通量更大，从而有助于增大直线电机的推力。

优选的，该直线电机动子还包括灌封胶体，所述灌封胶体封装线圈组，所述线圈组的两端的两个空芯槽局部空置，且所述灌封胶***于线圈组的两个部分空置的空芯槽内成型有加强体。

通过采用上述技术方案，由灌封胶体对线圈组进行封装，对线圈组进行固定，同时，形成于线圈组的两个部分空置的空芯槽内的加强体，可以对灌封胶体本身进行加强，并有助于提升线圈组的稳定性。

优选的，所述灌封胶体厚度方向上的两侧面均安装有绝缘板。

通过采用上述技术方案，在灌装胶体的两侧设置绝缘板，对线圈组进一步防护，减少其他结构触碰线圈组短路的情况发生。

第二方面，本申请提供一种直线电机模组，采用如下的技术方案：

一种直线电机模组，包括直线电机动子，还包括基座、固定于基座上的定子、以及滑移设置在基座上的置物台，所述动子的安装支架固定于置物台上，所述定子上形成有嵌槽，所述直线电机动子的线圈组嵌入嵌槽。

通过采用上述技术方案，将线圈组线圈密集设置的直线电机动子运用直线电机模组上，有助于提升直线电机模组的运载能力。

优选的，所述基座在置物台滑移方向的两侧边缘均固定设置有固定支架，两所述固定支架均与置物台之间均配合设置有用于对置物台冲击力进行缓冲并将置物台锁定在基座上的缓冲锁定机构。

通过采用上述技术方案，直线电机本身将电力转换成磁场，进而实现直线运动，中间不经过机械结构的传动转换，其具备反应迅速、精度高的优点。然而，为保证直线电机运行的效率，往往置物台与基座之间滑移结构所具备的摩擦力是相对小的。如果直线电机模组运行过程中，尤其是置物台载着较重物体动作时，直线电机故障停机或断电，此时，载着较重物体的置物台具备极大惯性，很容易冲击基座或其他物体，并致使直线电机模组损坏；

借助设置在基座上的缓冲锁定机构，直线电机故障停机或断电情况下，置物台向任意固定支架方向滑移，在缓冲锁定机构的辅助下，将能够逐步停下，并被锁定，从而减少置物台冲击基座或其他物体的情况发生，有助于保证直线电机模组和所载物体的安全性。

优选的，所述缓冲锁定机构包括插接管、插接杆、第一弹性件以及活动套，所述插接管固定在固定支架上，所述插接管的轴线平行于置物台的滑移方向，所述插接杆固定于置物台上，所述插接杆朝向插接管并与插接管同轴，且所述插接杆与插接管插接配合；

所述活动套均套设在插接管上，所述活动套位于固定支架靠近置物台的一侧，所述第一弹性件抵紧于活动套与固定支架之间，所述活动套背离第一弹性件一端面的内边缘经倒角形成有引导斜面，所述插接管上从外向内开设有嵌入槽，所述嵌入槽的槽底贯通插接管关闭开设有避让槽，所述嵌入槽嵌入拦截球，所述拦截球靠近引导斜面的一侧抵接引导斜面，且所述拦截球在避让槽一侧经避让槽探入插接管内，所述插接杆上对应拦截球开设有卡接槽，且所述卡接槽沿插接杆轴线设置有多个。

通过采用上述技术方案，当直线电机故障停机或断电情况下置物台向固定支架运动时，插接杆将穿入插接管内，并在拦截球球面的引导下挤压拦截球；此时，拦截球挤压活动套的引导斜面，并使得活动套向固定支架一侧运动，压缩第一弹性件，从而对插接杆和置物台进行第一步的缓冲；

接着，插接杆继续向固定支架行进，在卡接槽的避让下，第一弹性件伸展，活动套向背离固定支架一侧运动，并挤压拦截球，使得拦截球探入插接管内并卡入卡接槽内；此时拦截球对插接杆和置物台进行拦截；

随后，插接杆继续向固定支架行进，在拦截球球面的引导下插接杆再次挤压拦截球，再次压缩第一弹性件，对插接杆和置物台进行第二步的缓冲。之后，在多个卡接槽逐次与卡接槽配合，对插接杆和置物台进行多次的缓冲。当置物台停止后，由第一弹性件挤压活动套，活动套的引导斜面挤压拦截球，并使得拦截球稳定的嵌入插接杆上的卡接槽内，从而实现对插接杆和置物台的锁定。通过这种方式，实现对置物台的多次缓冲，减少置物台冲击基座和其他物体而损坏的情况发生，并实现对置物台的锁定，减少置物台再次运动并冲击基座和其他物体的情况发生。

同时，拦截球可以阻拦活动套脱离插接杆。

优选的，所述活动套背离第一弹性件的一端设置有防护帽，所述防护帽套设在活动套背离第一弹性件的一端并与活动套可拆卸固定，且所述插接管同轴贯穿防护帽并与防护帽滑移配合。

通过采用上述技术方案，一方面，将拦截球限位于引导斜面与防护帽之间，减少第一弹性件过度压缩和活动套过度运动时拦截球脱出嵌入槽的情况发生，有助于保证缓冲锁定机构正常的运行作业；

另一方面，由防护帽减少外界杂物进入引导斜面与拦截球之间的情况发生，并进一步保证缓冲锁定机构正常的运行作业。

优选的，所述插接杆上设有第二弹性件；当插接杆穿入插接管内时，第二弹性件的两端分别抵紧置物台和活动套。

通过采用上述技术方案，由第二弹性件对置物台做又一步的缓冲作业，进一步减少置物台冲击基座和其他物体而损坏的情况发生。

优选的，所述活动套上固定设置有拉杆，所述拉杆的轴线平行活动套的轴线，且所述拉杆朝向固定支架延伸并穿设固定支架，且所述拉杆与固定支架滑移连接。

通过采用上述技术方案，一方面，当插接杆难以脱出插接管时，工作人员可以拉动拉杆，使得活动套压缩第一弹性件，并使得活动套的引导斜面放松拦截球，有助于保证直线电机模组后续正常的作业；

另一方面，拉杆与固定支架滑移配合，有助于提升活动套的稳定性。

优选的，所述第二弹性件靠近活动套的一端固定设置有缓冲垫。

通过采用上述技术方案，由缓冲垫充当第二弹性件与活动套之间的缓冲，有助于减少第二弹性件和活动套受损的情况发生。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过将相邻的第一线圈和第二线圈的嵌入部分别嵌入对方的空芯槽内，有助于增大直线电机的推力；

借助缓冲锁定机构对置物台冲击力进行缓冲并将置物台锁定在基座上，并由第二弹性件做又一部的缓冲作业，实现对置物台的多次缓冲，减少置物台冲击基座和其他物体而损坏的情况发生，并实现对置物台的锁定，减少置物台再次运动并冲击基座和其他物体的情况发生；

综合利用设置于活动套上的防护帽，以及固定连接于活动套且滑移连接于固定支架的拉杆，从而极大提升活动套的稳定性。

附图说明

图1为本实施例主要体现直线电机模组整体结构的轴测示意图；

图2为本实施例主要体现直线电机结构的***示意图；

图3为本实施例主要体现线圈组排列结构的示意图；

图4为本实施例主要体现第一线圈和第二线圈结构的示意图；

图5为本实施例主要体现动子结构的全剖示意图；

图6为本实施例主要体现缓冲锁定机构结构的局部示意图；

图7为本实施例主要体现插接杆穿入插接管时缓冲锁定机构结构的全剖示意图；

图8为图7局部A的放大图，主要体现嵌入槽和避让槽的结构。

附图标记：1、基座；11、固定支架；12、滑轨；2、置物台；21、滑块；3、直线电机；4、动子；41、安装支架；42、灌封胶体；421、加强体；422、绝缘板；43、线圈组；431、第一线圈；432、第二线圈；433、空芯槽；434、避让部；435、嵌入部；5、定子；51、座体；511、嵌槽；52、磁体；6、缓冲锁定机构；61、插接管；611、嵌入槽；612、避让槽；62、插接杆；621、卡接槽；622、第二弹性件；6221、缓冲垫；63、第一弹性件；64、活动套；641、引导斜面；642、防护帽；65、拦截球；7、拉杆。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种直线电机模组。

实施例：

参照图1和图2，直线电机模组包括基座1以及滑移设置在基座1上的置物台2，基座1上还设置有直线电机3，直线电机3驱动置物台2在基座1上滑移，基座1在置物台2滑移方向上的两侧均设置有固定支架11，任一固定支架11均与置物台2之间配合设置有缓冲锁定机构6。当直线电机3故障停机或断电情况下置物台2向任意固定支架11运动时，缓冲锁定机构6对置物台2冲击力进行缓冲并将置物台2锁定在基座1上。

基座1宽度方向上的两侧均固定设置有滑轨12，滑轨12位于基座1上侧面，滑轨12的长度方向平行基座1的长度方向。置物台2的下侧面固定设置滑块21，滑块21的下侧开设有滑槽，滑轨12的局部嵌入滑槽并与滑槽滑移配合，且滑块21与滑轨12一一对应。

参见图2，直线电机3包括动子4和定子5。

定子5包括座体51和磁体52，座体51位于两个滑轨12之间并固定于基座1上，座体51的长度方向平行于基座1的长度方向。座体51自其长度方向上一侧面贯通其长度方向设有嵌槽511，且嵌槽511贯通座体51宽度方向上的一侧面。磁体52设置有两组，两组磁体52分别固定于嵌槽511的上下两侧壁上，两组磁体52上下间隔设置，且两组磁体52均包括沿座体51长度方向设置的若干个磁体52。

参见图2和图3，动子4包括安装支架41、成型于安装支架41上的灌封胶体42、以及预埋在灌封胶体42内的线圈组43。安装支架41位于两个滑块21之间，并固定于置物台2的下侧面。灌封胶体42以及预埋在灌封胶体42内的线圈组43嵌入至两组磁体52之间，并与两组磁体52间隙配合。

其中，参见图3和图4，线圈组43包括第一线圈431和第二线圈432，第一线圈431、第二线圈432均为铜丝卷绕而成的矩形框结构，并均形成有空芯槽433，且第一线圈431和第二线圈432的外侧均绕包有绝缘纸。第一线圈431和第二线圈432的两端均经弯折设置并形成避让部434，第一线圈431的两个避让部434、第二线圈432的两个避让部434均向对应空芯槽433敞开的一侧弯折，第一线圈431的两个避让部434之间、第二线圈432的两个避让部434之间均形成有两个相互平行的嵌入部435，空芯槽433的宽度不小于两个嵌入部435宽度之和。第一线圈431和第二线圈432均设置有若干个，线圈排列中，任意相邻的第一线圈431和第二线圈432的避让部434相背放置，第一线圈431和第二线圈432任意嵌入部435分别嵌入对方的空芯槽433内；任意相邻的两个第一线圈431之间均排列一个第二线圈432，任意相邻的两个第二线圈432均排列有一个第一线圈431。这种方式安装的线圈组43的密集度更大，直线电机3的推力更大。

并且，参见图2和图5，线圈组43的两端的两个空芯槽433局部空置，灌封胶体42位于线圈组43的两个部分空置的空芯槽433内成型有加强体421，用于线圈组43进行加强。同时，灌封胶体42厚度方向上的两侧面均粘贴固定有绝缘板422，以减少外界物体接触线圈组43而发生短路的情况。

接下来，参见图6，两组缓冲锁定机构6的结构和安装方式均一致，现以两组中的任意一组为例进行阐述。

参见图7和图8，缓冲锁定机构6包括插接管61和插接杆62。插接管61的轴线平行于置物台2的滑移方向，插接管61一端贯穿固定支架11并与固定之间螺纹连接，插接管61的另一端指向置物台2；插接杆62固定于置物台2的下侧位置并朝向插接管61，插接杆62与插接管61同轴并插接配合。缓冲锁定机构6还包括第一弹性件63、活动套64以及拦截球65。第一弹性件63为压缩弹簧，第一弹性件63和活动套64均套设在插接杆62上，且第一弹性件63抵紧于活动套64与固定支架11之间。活动套64背离固定支架11一侧面的内边缘经倒角成型有引导斜面641，插接管61位于引导斜面641处从外向内开设有嵌入槽611，嵌入槽611槽底贯通插接管61内壁开设有避让槽612，拦截球65置于嵌入槽611内，拦截球65靠近引导斜面641的一侧抵紧引导斜面641，拦截球65位于避让槽612的一侧经避让槽612探入插接管61内。同时，插接杆62侧壁上对应拦截球65开设有卡接槽621，卡接槽621与拦截球65探入插接管61内的部分相卡接适配，且卡接槽621沿插接杆62轴线均匀间隔开设有多个。

为提升缓冲过程的稳定性，嵌入槽611在插接管61上绕插接杆62轴线均匀间隔开设有四个，且避让槽612、拦截球65均与嵌入槽611一一对应，卡接槽621对应嵌入槽611设置有四组。并且，插接杆62的插接端倒角设置。

当直线电机3故障停机或断电情况下置物台2向固定支架11运动时，插接杆62将挤压拦截球65，拦截球65通过引导斜面641挤压活动套64和第一弹性件63，并对置物台2和插接杆62的冲击力进行缓冲；接着，在卡接槽621的避让下，拦截球65往复挤压和放松活动套64和第一弹性件63，实现对置物台2和插接杆62的多次缓冲，使得置物台2逐渐停下，并同时由活动套64和第一弹性件63配合将拦截球65稳定压紧在插接杆62稳定后的任意卡接槽621内，实现对置物台2的锁定。

为保证缓冲锁定机构6的稳定性，活动套64背离第一弹性件63的一端同轴设置有防护帽642，防护帽642套设在活动套64上并与活动套64螺纹连接，且防护帽642上同轴开设有通孔，插接杆62与通孔插接且滑移配合。此时，拦截球65被限制于引导斜面641与防护帽642之间，减少拦截球65脱出的情况发生；同样，拦截球65对活动套64位置的限位。

同时，活动套64上还焊接固定有拉杆7，拉杆7的轴线与活动套64的轴线平行，拉杆7朝向固定支架11并贯穿固定支架11，且拉杆7与固定支架11滑移配合，拉杆7背离活动套64的一端弯折设置，便于工作人员拉动。

为进一步提升对置物台2缓冲的效果，所述置物台2上设置有第二弹性件622，第二弹性件622为压缩弹簧，第二弹性件622套设在插接杆62上，且第二弹性件622靠近置物台2的一端与置物台2固定。第二弹性件622靠近活动套64的一端固定设置有缓冲垫6221，缓冲垫6221呈环状并套设在插接杆62上，且缓冲垫6221与插接杆62滑移配合。本实施例中缓冲垫6221为橡胶垫。当置物台2向固定支架11运动时，插接杆62穿入插接管61，缓冲垫6221将接触防护帽642，并挤压和压缩第二弹性件622，对置物台2做又一步的缓冲；同时，滑移连接于插接杆62的缓冲垫6221有助于保证第一弹性件63的稳定性。

本申请实施例一种直线电机模组的实施原理为：

实际运用中，物体可以置于置物台2上，并由直线电机3推动置物台2和置物台2上的物体往复滑移。同时，在密集排布的线圈组43的加持下，该直线电机3模具的运载能力将大大增大。

当直线电机3故障停机或断电情况下置物台2向固定支架11运动时，插接杆62将率先穿入插接管61内，同时，缓冲垫6221将抵接防护帽642，并挤压和压缩第二弹性件622，对置物台2进行缓冲；接着，插接杆62将挤压拦截球65，拦截球65通过引导斜面641挤压活动套64和第一弹性件63，并对置物台2和插接杆62的冲击力进行缓冲；接下来，在卡接槽621的避让下，拦截球65往复挤压和放松活动套64和第一弹性件63，实现对置物台2和插接杆62的多次缓冲，使得置物台2逐渐停下。置物台2停下后，由活动套64和第一弹性件63配合，将拦截球65稳定压紧对应的卡接槽621内，实现对置物台2的锁定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直线电机模组，其特征在于：包括直线电机动子，直线电机动子包括安装支架（41）以及安装于安装支架（41）上的线圈组（43），其特征在于：所述线圈组（43）包括第一线圈（431）和第二线圈（432），所述第一线圈（431）和第二线圈（432）均呈矩形框结构，且所述第一线圈（431）和第二线圈（432）中部均形成有空芯槽（433）；

所述第一线圈（431）和第二线圈（432）的两端均经弯折设置并形成避让部（434），所述第一线圈（431）的两所述避让部（434）、第二线圈（432）的两所述避让部（434）均向对应空芯槽（433）敞开的一侧弯折，且所述第一线圈（431）的两个避让部（434）之间、第二线圈（432）的两个避让部（434）之间均形成有嵌入部（435），所述空芯槽（433）的宽度不小于两个嵌入部（435）宽度之和；

所述第一线圈（431）和第二线圈（432）均设置有若干个，且所述第一线圈（431）和第二线圈（432）依次相邻排列，相邻的第一线圈（431）和第二线圈（432）的嵌入部（435）分别嵌入对方的空芯槽（433）内；

还包括基座（1）、固定于基座（1）上的定子（5）、以及滑移设置在基座（1）上的置物台（2），所述动子（4）的安装支架（41）固定于置物台（2）上，所述定子（5）上形成有嵌槽（511），所述直线电机（3）动子（4）的线圈组（43）嵌入嵌槽（511）；

所述基座（1）在置物台（2）滑移方向的两侧边缘均固定设置有固定支架（11），两所述固定支架（11）均与置物台（2）之间均配合设置有用于对置物台（2）冲击力进行缓冲并将置物台（2）锁定在基座（1）上的缓冲锁定机构（6）；

所述缓冲锁定机构（6）包括插接管（61）、插接杆（62）、第一弹性件（63）以及活动套（64），所述插接管（61）固定在固定支架（11）上，所述插接管（61）的轴线平行于置物台（2）的滑移方向，所述插接杆（62）固定于置物台（2）上，所述插接杆（62）朝向插接管（61）并与插接管（61）同轴，且所述插接杆（62）与插接管（61）插接配合；

所述活动套（64）均套设在插接管（61）上，所述活动套（64）位于固定支架（11）靠近置物台（2）的一侧，所述第一弹性件（63）抵紧于活动套（64）与固定支架（11）之间，所述活动套（64）背离第一弹性件（63）一端面的内边缘经倒角形成有引导斜面（641），所述插接管（61）上从外向内开设有嵌入槽（611），所述嵌入槽（611）的槽底贯通插接管（61）关闭开设有避让槽（612），所述嵌入槽（611）嵌入拦截球（65），所述拦截球（65）靠近引导斜面（641）的一侧抵接引导斜面（641），且所述拦截球（65）在避让槽（612）一侧经避让槽（612）探入插接管（61）内，所述插接杆（62）上对应拦截球（65）开设有卡接槽（621），且所述卡接槽（621）沿插接杆（62）轴线设置有多个；

所述置物台（2）上设有第二弹性件（622）；当插接杆（62）穿入插接管（61）内时，第二弹性件（622）的两端分别抵紧置物台（2）和活动套（64）。

2.根据权利要求1所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述活动套（64）背离第一弹性件（63）的一端设置有防护帽（642），所述防护帽（642）套设在活动套（64）背离第一弹性件（63）的一端并与活动套（64）可拆卸固定，且所述插接管（61）同轴贯穿防护帽（642）并与防护帽（642）滑移配合。

3.根据权利要求1所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述活动套（64）上固定设置有拉杆（7），所述拉杆（7）的轴线平行活动套（64）的轴线，且所述拉杆（7）朝向固定支架（11）延伸并穿设固定支架（11），且所述拉杆（7）与固定支架（11）滑移连接。

4.根据权利要求2所述的一种直线电机模组，其特征在于：所述第二弹性件（622）靠近活动套（64）的一端固定设置有缓冲垫（6221）。

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