CN116760256B - 电机驱动装置及电机驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机技术领域，具体的说是电机驱动装置及电机驱动方法，该电机驱动装置，包括：两个侧盖，两个侧盖之间对称安装有两个导轨结构，导轨结构包括导轨本体，导轨本体内侧的顶部开设有定子安装槽，定子安装槽内等间距安装有多个定子结构，导轨本体内侧的底部开设有受电安装槽，两个导轨结构之间滑动插接有滑动结构，滑动结构包括滑动托架，滑动托架两侧的底部均安装有受电结构；本发明设置了受电结构，受电结构将供电线提供的电力传递给定子结构，进而产生磁力带动永磁体移动，使得滑动托架可以前后移动，给供电线通电相较于给多个定子结构通电，接线更为简单，电阻更低，因此耗电量更小，发热量也更小，更容易散热。

Description

电机驱动装置及电机驱动方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及电机驱动装置及电机驱动方法。

背景技术

直线电机将电能直接转换成直线运动机械能,不需要任何中间转换机构的传动装置，直线电机的基本结构是作为定子的线圈结构和作为动子的永磁体，由于在使用时需要给作为定子的线圈结构供电，因此直线电机发热量大，且轨道越长发热量越大耗电量越多。

通常线圈的电流控制由电机驱动器进行控制管理，但当轨道长度较长时，线圈与电机驱动器接线就会变得复杂，因此需要设计一种电机驱动装置和方法，在减少电机发热量和耗电量的同时，使接线变得更简单。

发明内容

本发明针对现有技术中直线电机轨道越长发热量越大耗电量越多，并由此带来的接线复杂的问题，提出如下技术方案：

电机驱动装置，包括：两个侧盖，两个侧盖之间对称安装有两个导轨结构，导轨结构包括导轨本体，导轨本体内侧的顶部开设有定子安装槽，定子安装槽内等间距安装有多个定子结构，导轨本体内侧的底部开设有受电安装槽，受电安装槽两侧的导轨本体的侧壁均开设有移动齿槽，两个导轨结构之间滑动插接有滑动结构，滑动结构包括滑动托架，滑动托架两侧的顶部等间距错位安装有若干个永磁体，滑动托架两侧的底部均安装有受电结构，受电结构的一端延伸进对应的受电安装槽中。

作为上述技术方案的优选，定子结构包括定子架，定子架的内部安装有线圈，线圈的一端固定连接有受电头，受电头的底端穿插对应定子架和导轨本体，且其端部延伸进受电安装槽中。

作为上述技术方案的优选，导轨本体两侧的定子结构同位设置，滑动托架两侧的永磁体错位设置，且永磁体与临近的定子结构相匹配。

作为上述技术方案的优选，受电结构包括伸缩板，伸缩板的一端与滑动托架固定连接，伸缩板的另一端通过临近移动齿槽延伸进对应受电安装槽中，且其端部固定连接有移动块，移动块的内部转动插接有两个往复丝杠，往复丝杠的两端均固定连接有齿轮，齿轮位于对应的移动齿槽中与对应齿槽啮合，移动块的顶端贴合对应的受电头，移动块对应的受电头的数量大于滑动托架一侧永磁体对应的定子结构的数量。

作为上述技术方案的优选，移动块的底端安装有调距结构，调距结构包括调距螺杆和两个调距条，调距螺杆的一端与其中一个调距条滑动插接，与另一个调距条螺纹插接，调距条的两端均转动连接有铰折杆，多个铰折杆的两端铰接连接有两个安装板，位于顶部的安装板的顶端与移动块的底端固定连接。

作为上述技术方案的优选，位于底部的安装板的底端固定连接有受电板，受电板的形状为凹槽形，受电板内壁的底端固定连接有受电刷。

作为上述技术方案的优选，受电结构还包括供电线，供电线的两端分别固定连接两个侧盖，供电线的底端贴合对应的受电刷。

作为上述技术方案的优选，侧盖的内部安装有控制结构，控制结构包括电机驱动器和电机位置编码器。

根据上述的电机驱动装置的驱动方法，该方法包括以下步骤：

S1：启动设备，给供电线供电，随后电力通过受电刷和受电板传递至调距结构，又通过调距结构传递给移动块；

S2：当移动块通过受电头给对应数量的定子结构供上电时，对应数量的定子结构产生磁力，由于移动块对应的受电头的数量大于滑动托架一侧永磁体对应的定子结构的数量，因此，当永磁体被推动带动滑动托架移动时，移动块总能先一步给滑动托架移动前方的定子结构供电，使得滑动托架能够一直保持移动；

S3：当滑动托架前后移动时，会带动伸缩板跟随前后移动，从而带动移动块跟随前后移动，移动块前后移动，使得往复丝杠通过齿轮在移动齿槽中滚动，进而使得往复丝杠带动移动块左右移动，同时也通过调距结构带动受电板跟随左右移动；

S4：由于移动块在前后移动的同时也左右移动，因此整体运动路线呈之字形，使得受电头可以均匀的与移动块各处进行摩擦，从而延长移动块的使用寿命，受电板和受电刷同理，呈之字形移动可以均匀的与供电线进行摩擦，从而延长自身的使用寿命。

本发明的有益效果为：

（1）本发明设置了与滑动托架固定连接的受电结构，受电结构将供电线提供的电力传递给定子结构，进而产生磁力带动永磁体移动，使得滑动托架可以前后移动，给供电线通电相较于给多个定子结构通电，接线更为简单，电阻更低，因此耗电量更小，发热量也更小，更容易散热，并且由于通电时始终只有部分定子结构通电，当滑动托架脱离原先通电的定子结构范围后，原先的定子结构就会断电，因此定子结构产生的热量也少，散热更快；

（2）本发明的受电结构中设置了往复丝杠和齿轮可以带动移动块和受电槽左右移动，使得滑动托架移动时，移动块和受电槽呈之字形移动，使得移动块和受电刷各处均匀的进行摩擦，延长了移动块和受电刷的使用寿命。

附图说明

图1示出的是本发明的整体结构示意图；

图2示出的是本发明的导轨本体结构示意图；

图3示出的是本发明的永磁***置示意图；

图4示出的是本发明的受电结构示意图；

图5示出的是本发明的调距结构示意图。

图中：1、侧盖；2、导轨结构；3、导轨本体；301、定子安装槽；302、受电安装槽；303、移动齿槽；4、定子结构；401、定子架；402、线圈；403、受电头；5、滑动结构；6、滑动托架；7、永磁体；8、受电结构；801、伸缩板；802、移动块；803、往复丝杠；804、齿轮；805、调距螺杆；806、调距条；807、铰折杆；808、安装板；809、受电板；810、受电刷；811、供电线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

电机驱动装置，如图1至5所示，包括：两个侧盖1，两个侧盖1之间对称安装有两个导轨结构2，导轨结构2包括导轨本体3，导轨本体3内侧的顶部开设有定子安装槽301，定子安装槽301内等间距安装有多个定子结构4，导轨本体3内侧的底部开设有受电安装槽302，受电安装槽302两侧的导轨本体3的侧壁均开设有移动齿槽303，两个导轨结构2之间滑动插接有滑动结构5，滑动结构5包括滑动托架6，滑动托架6两侧的顶部等间距错位安装有若干个永磁体7，滑动托架6两侧的底部均安装有受电结构8，受电结构8的一端延伸进对应的受电安装槽302中。

本发明设置了与滑动托架6固定连接的受电结构8，受电结构8将供电线811提供的电力传递给定子结构4，进而产生磁力带动永磁体7移动，使得滑动托架6可以前后移动，给供电线811通电相较于给多个定子结构4通电，接线更为简单，电阻更低，因此耗电量更小，发热量也更小，更容易散热，并且由于通电时始终只有部分定子结构4通电，当滑动托架6脱离原先通电的定子结构4范围后，原先的定子结构4就会断电，因此定子结构4产生的热量也少，散热更快；且本发明的受电结构8中设置了往复丝杠803和齿轮804可以带动移动块802和受电槽左右移动，使得滑动托架6移动时，移动块802和受电槽呈之字形移动，使得移动块802和受电刷810各处均匀的进行摩擦，延长了移动块802和受电刷810的使用寿命。

参照说明书附图1和4，定子结构4包括定子架401，定子架401的内部安装有线圈402，线圈402的一端固定连接有受电头403，受电头403的底端穿插对应定子架401和导轨本体3，且其端部延伸进受电安装槽302中。

参照说明书附图1至3，导轨本体3两侧的定子结构4同位设置，滑动托架6两侧的永磁体7错位设置，且永磁体7与临近的定子结构4相匹配，因此滑动托架6两侧的永磁体7无法同时与对应的定子结构4耦合，使得滑动托架6始终具有移动的趋势。

参照说明书附图4和5，受电结构8包括伸缩板801，伸缩板801的一端与滑动托架6固定连接，伸缩板801的另一端通过临近移动齿槽303延伸进对应受电安装槽302中，且其端部固定连接有移动块802，移动块802的内部转动插接有两个往复丝杠803，往复丝杠803的两端均固定连接有齿轮804，齿轮804位于对应的移动齿槽303中与对应齿槽啮合，移动块802的顶端贴合对应的受电头403，移动块802的中心位置与滑动托架6的中心位置对应，移动块802的两端涉及的范围超出对应永磁体7的长度之和的范围，移动块802对应的受电头403的数量大于滑动托架6一侧永磁体7对应的定子结构4的数量，使得无论滑动托架6在前后移动时，移动块802必定先接触永磁体7即将对应的定子结构4。

参照说明书附图4和5，移动块802的底端安装有调距结构，调距结构包括调距螺杆805和两个调距条806，调距螺杆805的一端与其中一个调距条806滑动插接，与另一个调距条806螺纹插接，调距条806的两端均转动连接有铰折杆807，铰折杆807为两个长度相同的互相铰接的直杆，多个铰折杆807的两端铰接连接有两个安装板808，位于顶部的安装板808的顶端与移动块802的底端固定连接。

本发明使用时，可以通过转动调距螺杆805，延长或缩短两个调距条806之间的间距，进而带动对应铰折杆807变形，使得两个安装板808之间的间距变化，以此控制受电板809与移动块802之间的距离，使受电刷810始终能与供电线811抵接。

参照说明书附图4和5，位于底部的安装板808的底端固定连接有受电板809，受电板809的形状为凹槽形，与调节结构配合可以将供电线811限制在受电板809内，受电板809内壁的底端固定连接有受电刷810。

参照说明书附图4和5，受电结构8还包括供电线811，供电线811的两端分别固定连接两个侧盖1，供电线811的底端贴合对应的受电刷810，供电线811位于受电板809内侧，无法脱出受电板809，通过与受电刷810贴合将电力传递给受电刷810。

参照说明书附图1和2，侧盖1的内部安装有控制结构，控制结构包括电机驱动器和电机位置编码器，利用电机驱动器给供电线811供电，利用电机位置编码器可以获取滑动托架6的位置。

根据上述的电机驱动装置的驱动方法，该方法包括以下步骤：

S1：启动设备，给供电线811供电，随后电力通过受电刷810和受电板809传递至调距结构，又通过调距结构传递给移动块802；

S2：当移动块802通过受电头403给对应数量的定子结构4供上电时，对应数量的定子结构4产生磁力，由于移动块802对应的受电头403的数量大于滑动托架6一侧永磁体7对应的定子结构4的数量，因此，当永磁体7被推动带动滑动托架6移动时，移动块802总能先一步给滑动托架6移动前方的定子结构4供电，使得滑动托架6能够一直保持移动；

S3：当滑动托架6前后移动时，会带动伸缩板801跟随前后移动，从而带动移动块802跟随前后移动，移动块802前后移动，使得往复丝杠803通过齿轮804在移动齿槽303中滚动，进而使得往复丝杠803带动移动块802左右移动，同时也通过调距结构带动受电板809跟随左右移动；

S4：由于移动块802在前后移动的同时也左右移动，因此整体运动路线呈之字形，使得受电头403可以均匀的与移动块802各处进行摩擦，从而延长移动块802的使用寿命，受电板809和受电刷810同理，呈之字形移动可以均匀的与供电线811进行摩擦，从而延长自身的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (4)

1.电机驱动装置，其特征在于，包括：两个侧盖（1），两个所述侧盖（1）之间对称安装有两个导轨结构（2），所述导轨结构（2）包括导轨本体（3），所述导轨本体（3）内侧的顶部开设有定子安装槽（301），所述定子安装槽（301）内等间距安装有多个定子结构（4），所述导轨本体（3）内侧的底部开设有受电安装槽（302），受电安装槽（302）两侧的所述导轨本体（3）的侧壁均开设有移动齿槽（303），两个所述导轨结构（2）之间滑动插接有滑动结构（5），所述滑动结构（5）包括滑动托架（6），所述滑动托架（6）两侧的顶部等间距错位安装有若干个永磁体（7），所述滑动托架（6）两侧的底部均安装有受电结构（8），所述受电结构（8）的一端延伸进对应的受电安装槽（302）中；

所述定子结构（4）包括定子架（401），所述定子架（401）的内部安装有线圈（402），所述线圈（402）的一端固定连接有受电头（403），所述受电头（403）的底端穿插对应定子架（401）和导轨本体（3），且其端部延伸进受电安装槽（302）中；

所述受电结构（8）包括伸缩板（801），所述伸缩板（801）的一端与滑动托架（6）固定连接，所述伸缩板（801）的另一端通过临近移动齿槽（303）延伸进对应受电安装槽（302）中，且其端部固定连接有移动块（802），所述移动块（802）的内部转动插接有两个往复丝杠（803），所述往复丝杠（803）的两端均固定连接有齿轮（804），所述齿轮（804）位于对应的移动齿槽（303）中与对应齿槽啮合，所述移动块（802）的顶端贴合对应的受电头（403），所述移动块（802）对应的受电头（403）的数量大于滑动托架（6）一侧永磁体（7）对应的定子结构（4）的数量；

所述移动块（802）的底端安装有调距结构，所述调距结构包括调距螺杆（805）和两个调距条（806），所述调距螺杆（805）的一端与其中一个调距条（806）滑动插接，与另一个调距条（806）螺纹插接，所述调距条（806）的两端均转动连接有铰折杆（807），多个所述铰折杆（807）的两端铰接连接有两个安装板（808），位于顶部的所述安装板（808）的顶端与移动块（802）的底端固定连接；

位于底部的所述安装板（808）的底端固定连接有受电板（809），所述受电板（809）的形状为凹槽形，所述受电板（809）内壁的底端固定连接有受电刷（810）；

所述受电结构（8）还包括供电线（811），所述供电线（811）的两端分别固定连接两个侧盖（1），所述供电线（811）的底端贴合对应的受电刷（810）。

2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，导轨本体（3）两侧的定子结构（4）同位设置，滑动托架（6）两侧的永磁体（7）错位设置，且所述永磁体（7）与临近的定子结构（4）相匹配。

3.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述侧盖（1）的内部安装有控制结构，所述控制结构包括电机驱动器和电机位置编码器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电机驱动装置的驱动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：启动设备，给供电线（811）供电，随后电力通过受电刷（810）和受电板（809）传递至调距结构，又通过调距结构传递给移动块（802）；

S2：当移动块（802）通过受电头（403）给对应数量的定子结构（4）供上电时，对应数量的定子结构（4）产生磁力，由于移动块（802）对应的受电头（403）的数量大于滑动托架（6）一侧永磁体（7）对应的定子结构（4）的数量，因此，当永磁体（7）被推动带动滑动托架（6）移动时，移动块（802）总能先一步给滑动托架（6）移动前方的定子结构（4）供电，使得滑动托架（6）能够一直保持移动；

S3：当滑动托架（6）前后移动时，会带动伸缩板（801）跟随前后移动，从而带动移动块（802）跟随前后移动，移动块（802）前后移动，使得往复丝杠（803）通过齿轮（804）在移动齿槽（303）中滚动，进而使得往复丝杠（803）带动移动块（802）左右移动，同时也通过调距结构带动受电板（809）跟随左右移动；

S4：由于移动块（802）在前后移动的同时也左右移动，因此整体运动路线呈之字形，使得受电头（403）能够均匀的与移动块（802）各处进行摩擦，从而延长移动块（802）的使用寿命，受电板（809）和受电刷（810）同理，呈之字形移动能够均匀的与供电线（811）进行摩擦，从而延长自身的使用寿命。