CN203674931U - 一种两自由度感应电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种两自由度感应电机，它包括圆管状的机壳以及设置在机壳两端的端盖，机壳的内壁上设置有四个沿圆周方向轴对称分布且各占圆周四分之一空间的弧形电机定子铁芯，其中一组相对的两个弧形电机定子铁芯为直线运动弧形电机定子，另一组相对的两个弧形电机定子铁芯为旋转运动弧形电机定子，四个弧形电机定子铁芯围成的空间内设置有一个与四个弧形电机定子铁芯相配合的铁磁实心动子，铁磁实心动子由转轴以及套装在转轴外侧的实心动子铁芯组成，所述的转轴通过轴承与端盖连接；本实用新型中四个弧形电机定子在结构和空间上完全对称，可消除径向力，降低轴承的磨损，具有可消除径向力、降低轴承的磨损、易于控制、便于加工装配的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电气技术领域，特别涉及一种能驱动负载做旋转、直线或螺旋运动的两自由度感应电机。
背景技术
在实际生产加工过程中，使用的螺旋钻床、螺旋压缩机、塑料挤出机及螺旋泵等装置的驱动电机，都需要驱动轴做两自由度运动。传统技术通过多个电机以及机械传动装置来实现驱动轴进行两自由度运动，传统技术中的解决方案不仅控制方式复杂，而且还需要很多价值昂贵、体积庞大的机械传动装置。此外，由于传动组件及轴承均承受较大的轴向力，导致这些组件的机械磨损相当大，设备损耗严重。公开号为CN101789646的发明专利《一种多自由度直线弧形电机》公开了一种多自由度直线弧形电机，由旋转运动直线弧形电机、直线运动直线弧形电机、运动轴等构成。旋转运动直线弧形电机和直线运动直线弧形电机的桥弓形定子合二为一，并共用一个圆柱形动子，可直接驱动负载做直线、旋转、螺旋运动。考虑到绕组端部的出线空间，该结构很难实现径向力的抵消。公开号为CN101312814的发明专利《具有内置式直线-旋转直接驱动装置的塑料注射成型机》公开了一种包括电动旋转驱动装置、电动直线驱动装置、输出轴等的塑料注射成型机，其旋转驱动装置与直线驱动装置共用一个罐形外转子，罐形外转子与输出轴固定相连，直线电机的空心圆柱形定子的主要部分布置在罐形外转子的内腔中，旋转电机的定子与直线电机的空心圆柱形定子固定相连的方式布置在直线电机的空心圆柱形定子的内部。所述装置的旋转电机与直线电机的定子绕组布置在一个罐形外转子上，由于外转子直接驱动输出轴，造成转动惯量大，轴承磨损严重。同时还存在机械结构复杂，加工费用很高，装置体积大，使用不便的缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种能够驱动负载做旋转、直线或螺旋运动；具有可消除径向力、降低轴承的磨损、易于控制、便于加工装配的优点的两自由度感应电机。
本实用新型的目的是这样实现的：一种两自由度感应电机，包括圆管状的机壳以及设置在机壳两端的端盖，所述的机壳的内壁上设置有四个沿圆周方向轴对称分布且各占圆周四分之一空间的弧形电机定子铁芯，其中一组相对的两个弧形电机定子铁芯为直线运动弧形电机定子，另一组相对的两个弧形电机定子铁芯为旋转运动弧形电机定子，四个弧形电机定子铁芯围成的空间内设置有一个与四个弧形电机定子铁芯相配合的铁磁实心动子，所述的铁磁实心动子由转轴以及套装在转轴外侧的实心动子铁芯组成，所述的转轴通过轴承与端盖连接。
所述的直线运动弧形电机定子由直线运动弧形电机定子铁芯和直线运动弧形电机定子绕组构成；所述直线运动弧形电机定子铁芯由大小形状一致且沿圆周方向开有齿槽的矩形硅钢片沿圆周方向平行叠压而成；所述直线运动弧形电机定子绕组填压在直线运动弧形电机定子铁芯的圆周方向的齿槽内。
所述的旋转运动弧形电机定子由旋转运动弧形电机定子铁芯和旋转运动弧形电机定子绕组构成；所述旋转运动弧形电机定子铁芯由大小形状一致、沿轴向开有齿槽的硅钢片沿轴向平行叠压而成，所述旋转运动弧形电机定子绕组填压在旋转运动弧形电机定子铁芯的轴向齿槽内。
所述的端盖通过紧固件固定在机壳的两端。
本实用新型具有以下积极的效果：本实用新型采用四个沿圆周方向轴对称分布、各占圆周四分之一空间的弧形电机定子铁芯，两组空间结构正交分布的直线运动弧形电机定子和旋转运动弧形电机定子共用一个铁磁实心动子。一组旋转运动弧形电机定子置于两个空间位置相对的机壳内，产生旋转运动磁场，另一组直线运动弧形电机定子置于空间位置相对的机壳内，产生直线运动磁场。两组弧形电机定子铁芯产生的磁场可以独立或同时作用在铁磁实心动子上，可直接驱动铁磁实心动子做旋转、直线或螺旋运动。本实用新型产生直线运动磁场的定子和产生旋转运动磁场的定子在结构和空间上完全对称，在定子内径和定子轴向长度可变的条件可消除径向力，降低轴承的磨损；具有可消除径向力、降低轴承的磨损、易于控制、便于加工装配的优点。
附图说明
图1为本实用新型一种两自由度感应电机的整体外观示意图。
图2为图1的四分之一剖视图。
图3是本实用新型一种两自由度感应电机的结构立体示意图。
图4为图3的A-A视图。
图5为本实用新型一种两自由度感应电机的旋转运动弧形电机定子铁芯和旋转运动弧形电机定子绕组组合示意图。
图6为图5的B-B视图。
图7为图5的C-C视图。
图8为本实用新型一种两自由度感应电机的直线运动弧形电机定子铁芯和直线运动弧形电机定子绕组组合示示意图。
图9为图8的D-D视图。
图10为图8的E-E视图。
图11为本实用新型一种两自由度感应电机的铁磁实心动子和轴承组合示意图。
图中：1、机壳 2、端盖 3、紧固件 4、轴承 5、转轴 6、实心转子铁芯 7、直线运动弧形电机定子铁芯 8、直线运动弧形电机定子绕组 9、旋转运动弧形电机定子铁芯 10、旋转运动弧形电机定子绕组。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。
实施例1
如图1-11所示，一种两自由度感应电机，包括圆管状的机壳1以及设置在机壳1两端的端盖2，所述的机壳1的内壁上设置有四个沿圆周方向轴对称分布且各占圆周四分之一空间的弧形电机定子铁芯，其中一组相对的两个弧形电机定子铁芯为直线运动弧形电机定子，另一组相对的两个弧形电机定子铁芯为旋转运动弧形电机定子，四个弧形电机定子铁芯围成的空间内设置有一个与四个弧形电机定子铁芯相配合的铁磁实心动子，所述的铁磁实心动子由转轴5以及套装在转轴5外侧的实心动子铁芯6组成，所述的转轴5通过轴承4与端盖2连接。
所述的直线运动弧形电机定子由直线运动弧形电机定子铁芯7和直线运动弧形电机定子绕组8构成；所述直线运动弧形电机定子铁芯7由大小形状一致且沿圆周方向开有齿槽的矩形硅钢片沿圆周方向平行叠压而成；所述直线运动弧形电机定子绕组8填压在直线运动弧形电机定子铁芯7的圆周方向的齿槽内。
所述的旋转运动弧形电机定子由旋转运动弧形电机定子铁芯9和旋转运动弧形电机定子绕组10构成；所述旋转运动弧形电机定子铁芯9由大小形状一致、沿轴向开有齿槽的硅钢片沿轴向平行叠压而成，所述旋转运动弧形电机定子绕组10填压在旋转运动弧形电机定子铁芯9的轴向齿槽内。
所述的端盖2通过紧固件3固定在机壳1的两端。
本实用新型通电后，旋转运动弧形电机定子铁芯9和旋转运动弧形电机定子绕组10会形成旋转磁场，由于电磁感应原理会在动子铁芯6的表面产生感应电动势并形成电流，最终产生旋转力矩；由直线运动弧形电机定子铁芯7和直线运动弧形电机定子绕组8会形成做直线运动的行波磁场，由于电磁感应原理在动子铁芯6的表面会产生感应电动势并形成电流，最终产生轴向方向的力。本实用新型采用两套套定子绕组，当只有直线运动弧形电机绕组8通电时，可以驱动负载做轴向直线运动；当只有旋转运动弧形电机绕组10通电时，可以驱动负载做旋转运动；当两者同时通电时，旋转力矩和轴向的力共同作用在电机动子上，实现电机动子的螺旋运动。由于本实用新型中四个弧形电机定子在结构和空间上完全对称，可消除径向力，降低轴承的磨损，具有可消除径向力、降低轴承的磨损、易于控制、便于加工装配的优点。
Claims (4)
1.一种两自由度感应电机，包括圆管状的机壳以及设置在机壳两端的端盖，其特征在于：所述的机壳的内壁上设置有四个沿圆周方向轴对称分布且各占圆周四分之一空间的弧形电机定子铁芯，其中一组相对的两个弧形电机定子铁芯为直线运动弧形电机定子，另一组相对的两个弧形电机定子铁芯为旋转运动弧形电机定子，四个弧形电机定子铁芯围成的空间内设置有一个与四个弧形电机定子铁芯相配合的铁磁实心动子，所述的铁磁实心动子由转轴以及套装在转轴外侧的实心动子铁芯组成，所述的转轴通过轴承与端盖连接。
2.根据权利要求1所述的一种两自由度感应电机，其特征在于：所述的直线运动弧形电机定子由直线运动弧形电机定子铁芯和直线运动弧形电机定子绕组构成；所述直线运动弧形电机定子铁芯由大小形状一致且沿圆周方向开有齿槽的矩形硅钢片沿圆周方向平行叠压而成；所述直线运动弧形电机定子绕组填压在直线运动弧形电机定子铁芯的圆周方向的齿槽内。
3.根据权利要求1所述的一种两自由度感应电机，其特征在于：所述的旋转运动弧形电机定子由旋转运动弧形电机定子铁芯和旋转运动弧形电机定子绕组构成；所述旋转运动弧形电机定子铁芯由大小形状一致、沿轴向开有齿槽的硅钢片沿轴向平行叠压而成，所述旋转运动弧形电机定子绕组填压在旋转运动弧形电机定子铁芯的轴向齿槽内。
4.根据权利要求1所述的一种两自由度感应电机，其特征在于：所述的端盖通过紧固件固定在机壳的两端。
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