CN212677057U - 直线电机及线性搬运装置 - Google Patents

Abstract

一种直线电机及线性搬运装置，直线电机包括滑动件以及设置在所述滑动件的移动路径上的电机主体部。所述电机主体部上设置有位置感应器用于检测所述滑动件的位置。所述滑动件上设置有动子，所述电机主体部上设置有多个定子。所述滑动件通过所述动子和所述定子之间的相互作用力实现在所述电机主体部上移动。所述电机主体部上还设置有导轨，所述导轨的延伸方向与所述滑动件的移动路径相同。所述滑动件可滑动地设置在所述导轨上。所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述定子在该水平方向上的投影有部分重叠。上述结构使所述滑动件可以平稳地在所述导轨上运动，从而防止了直线电机的滑动件倾斜而影响滑动件与导轨之间的连接稳固性的问题。

Description

直线电机及线性搬运装置

技术领域

本实用新型涉及驱动装置技术领域，尤其涉及一种直线电机以及线性搬运装置。

背景技术

直线电机常用于生产线中，以实现组装的自动化。直线电机通常包括电机主体部和可以在电机主体部上滑动的滑动件。电机主体部的顶面设置有导轨，电机主体部的侧面设置有定子。滑动件上设置有动子，通过定子和动子的相互作用力使得滑动件可以沿电机主体部的导轨滑动。然而，在这种直线电机的结构中，由于定子和动子都设置在电机主体部的侧面，当两者之间产生相互作用力时，容易使滑动件倾斜，从而影响滑动件与导轨之间的连接稳固性的问题。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种直线电机，旨在解决现有的直线电机的滑动件易倾斜，从而影响滑动件与导轨之间的连接稳固性的问题。

一种直线电机，包括滑动件以及设置在所述滑动件的移动路径上的电机主体部，所述电机主体部上设置有位置感应器用于检测所述滑动件的位置，所述滑动件上设置有动子，所述电机主体部上设置有多个定子，所述滑动件通过所述动子和所述定子之间的相互作用力实现在所述电机主体部上移动，所述电机主体部上还设置有导轨，所述导轨的延伸方向与所述滑动件的移动路径相同，所述滑动件可滑动地设置在所述导轨上，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述定子在该水平方向上的投影有部分重叠。

可选地，所述定子包括多个励磁电磁铁，所述多个励磁电磁铁沿所述导轨的延伸方向上排成一列，每个励磁电磁铁包括磁芯以及卷绕在磁芯上的励磁线圈，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述励磁线圈在该水平方向上的投影有部分重叠。

可选地，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影位于所述励磁线圈在该水平方向上的投影之内。

可选地，所述滑动件包括承载板以及设置在所述承载板底面的滑块，所述滑块嵌合在所述导轨上并可在所述导轨的延伸方向上滑动。

可选地，所述导轨包括底面、顶面以及连接在所述底面和所述顶面之间的两个侧面，所述侧面设置有滑动槽，所述滑动槽的延伸方向与所述导轨的延伸方向相同，所述滑块的底面设置有凹陷部，所述凹陷部覆盖在所述导轨的上端部，所述凹陷部具有顶面以及设置在所述顶面和所述滑块的底面之间两侧面，所述侧面上形成有凸块，所述凸块嵌合至所述滑动槽中。

可选地，所述滑动槽的截面形状为倒梯形形状，且所述滑动槽的开口宽度从内朝外逐渐增大，所述凸块的截面形状为梯形形状，且所述凸块的宽度从所述凹陷部的侧面朝内逐渐减小。

可选地，所述滑动槽的上表面设置有第一弧形凹陷部，所述凸块的上表面设置有第一弧形凸起部，第一弧形凸起部嵌合至所述第一弧形凹陷部中。

可选地，所述导轨的侧面与所述导轨的顶面的连接处设置有第一过渡面，所述第一过渡面从所述导轨的侧面斜向上延伸至所述导轨的顶面；所述凹陷部的侧面与所述凹陷部的顶面之间还形成有第二过渡面，所述第二过渡面从所述凹陷部的侧面斜向上延伸至所述凹陷部的顶面；所述第一过渡面和所述第二过渡面相互接触。

可选地，所述第一过渡面上设置有第二弧形凹陷部，所述第二过渡面上设置有第二弧形凸起部，所述第二弧形凸起部嵌合至所述第二弧形凹陷部中。

可选地，所述滑动件还包括从所述承载板侧面向下延伸的动子安装板，所述动子设置在所述动子安装板上。

可选地，所述动子包括多个永磁铁，所述多个永磁铁沿所述导轨的延伸方向上排成一列，每个永磁铁朝向所述定子的磁极与相邻的永磁铁朝向所述定子的磁极相反。

可选地，所述电机主体部包括顶面以及从所述顶面向下延伸的第一侧面，所述定子固定在所述电机主体部的第一侧面上。

可选地，所述电机主体部的顶面设置有凹陷部，所述凹陷部与所述第一侧面分别设置在所述顶面的两侧，所述导轨设置在所述凹陷部上。

可选地，所述凹陷部的底面设置有台阶部，所述导轨紧靠所述台阶部设置。

本实用新型实施例还提供了一种线性搬运装置，其包括如上所述的直线电机，所述直线电机的滑动件用于承载搬运物。

在本实用新型实施例提供的直线电机中，由于所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述定子在该水平方向上的投影有部分重叠。当定子和动子之间产生相互作用力而使到所述滑动件在所述导轨上运动时，所述相互作用力的方向直接穿过所述导轨，从而使所述滑动件可以平稳地在所述导轨上运动，从而防止了直线电机的滑动件倾斜而影响滑动件与导轨之间的连接稳固性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的直线电机的结构示意图。

图2为图1中直线电机的结构分解图。

图3为图1中直线电机的侧面视图。

图4为图1中滑动件的结构示意图。

图5为图1中定子和动子的相互作用示意图。

图6为图1中导轨的剖视图。

图7为图4中滑块的侧面视图。

图8为本实用新型实施例提供的线性搬运装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)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，在本实用新型中涉及“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，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参见图1至图2，本实用新型实施例提供了一种直线电机100，包括滑动件10以及设置在所述滑动件10的移动路径上的电机主体部20。所述滑动件10上设置有动子11，所述电机主体部20上设置有多个定子21。所述滑动件10通过所述动子11和所述定子21之间的相互作用力实现在所述电机主体部20上移动。所述电机主体部20上还设置有导轨22。所述导轨22的延伸方向与所述滑动件10的移动路径相同。所述滑动件10可滑动地设置在所述导轨22上。所述导轨22在垂直于所述导轨22延伸方向的水平方向上的投影与所述定子21在该水平方向上的投影有部分重叠。根据需要，所述电机主体部20还设置有位置感应器26，所述位置感应器26用于检测所述滑动件10的位置。根据所检测的滑动件10的位置，可以通过控制施加给所述定子21的供电状态来使所述滑动件10停止或者继续运动。

在上述直线电机100中，由于所述导轨22在垂直于所述导轨22延伸方向的水平方向上的投影与所述定子21在该水平方向上的投影有部分重叠。当定子21和动子11之间产生相互作用力而使到所述滑动件10在所述导轨22上运动时，所述相互作用力的方向直接穿过所述导轨22，从而使所述滑动件10可以平稳地在所述导轨22上运动，从而防止了直线电机100的滑动件10倾斜而影响滑动件10与导轨22之间的连接稳固性的问题。

在本实施例中，为便于描述，将所述导轨22的延伸方向标记成X方向，将垂直于导轨22延伸方向的水平方向标记成Y方向，将垂直于导轨22延伸方向的竖直方向标记成Z方向。在所述直线电机100的工作过程中，通过在所述动子11和所述定子21之间产生相互作用力，从而使所述滑动件10可以在所述导轨22上滑动。具体地，所述动子11为永磁铁，所述定子21为电磁铁。当所述定子21通电时，电磁铁与永磁铁之间产生相互作用力，从而使所述滑动件10可以在所述导轨22上滑动。可以理解地，也可以将所述定子21设置为永磁铁，将所述动子11设置为电磁铁，只要能实现所述动子11和所述定子21之间产生相互作用力即可。

请一并参见图3，所述电机主体部20包括顶面23以及从所述顶面23向下延伸的第一侧面24，所述定子21固定在所述电机主体部20的第一侧面24上。所述电机主体部20的顶面23设置有凹陷部25。所述凹陷部25与所述第一侧面24分别设置在所述顶面23的两侧，所述导轨22设置在所述凹陷部25上。具体地，所述凹陷部25的底面还设置有台阶部26，所述导轨22紧靠所述台阶部26设置，以方便所述导轨22的对位和安装。在本实施例中，所述导轨22通过螺丝固定在所述电机主体部20。所述导轨22的顶面设置有多个螺丝安装孔221。在安装过程中，首先将所述导轨22紧靠所述台阶部26设置，然后将所述导轨22沿X方向移动直至所述导轨22中的其中一个螺丝安装孔221与所述凹陷部25上的其中一个螺丝安装孔对准。此时，用螺丝将所述导轨22和所述电机主体部20固定即可。

请一并参见图4至图5，所述滑动件10还包括承载板12，设置在所述承载板12底面的滑块13以及从所述承载板12侧面向下延伸的动子安装板14。所述滑块13嵌合在所述导轨22上并可在所述导轨22的延伸方向上滑动。所述动子11设置在所述动子安装板14上。在本实施例中，所述动子11包括多个永磁铁111。所述永磁铁111设置在所述动子安装板14的朝向所述电机主体部20的一侧，从而使所述永磁铁111和所述定子21相向设置。所述多个永磁铁111沿所述导轨22的延伸方向上排成一列，且相互间隔设置。每个永磁铁111朝向所述定子21的磁极与相邻的永磁铁111朝向所述定子21的磁极相反。也就是说，所述永磁铁111的N极和所述永磁铁111的S极沿着所述导轨22的延伸方向上交替间隔设置。在本实施例中，所述永磁铁111为长条状，且永磁铁111本体的延伸方向为Z方向。在组装的时候，永磁铁111可以镶嵌在所述动子安装板14上或者通过胶水固定在所述动子安装板14上。

请一并参见图2及图5，所述多个定子21沿所述导轨22的延伸方向间隔排列。所述定子21包括多个励磁电磁铁211。所述多个励磁电磁铁211沿所述导轨22的延伸方向(X方向)上排成一列。每个励磁电磁铁211包括磁芯212以及卷绕在磁芯212上的励磁线圈213。所述导轨22在垂直于所述导轨22延伸方向的水平方向上(Y方向)的投影与所述励磁线圈213在该水平方向上的投影有部分重叠。由于所述动子11和所述定子21之间的相互作用力主要通过励磁电磁铁211与永磁铁111之间的磁性作用力产生，因此，通过使所述导轨22在Y方向的投影与所述励磁线圈213在Y方向上的投影有部分重叠，所述定子21和所述动子11之间的相互作用力能够更准确地穿过所述导轨22，从而实现使所述滑动件10平稳运行的效果。根据需要，所述电机主体部20还包括盖板214。所述盖板214设置在所述电机主体部20的第一侧面24上，用以使所述定子21不至于暴露在外界环境中。

根据需要，所述导轨22在垂直于所述导轨22延伸方向的水平方向上(Y方向)的投影位于所述励磁线圈213在该水平方向上的投影之内。即，所述导轨22在Z方向上最高点的高度小于所述励磁线圈213在Z方向上最高点的高度；所述导轨22在Z方向上最低点的高度大于所述励磁线圈213在Z方向上最低点的高度。上述设置方式能够更有效地使所述动子11和所述定子21之间的相互作用力穿过所述导轨22，从而使所述滑动件10可以更平稳地设置在所述导轨22上。

请参见图5，在实际工作过程中，所述励磁电磁铁211的磁极会根据对所述励磁线圈213的供电状态而产生变化。对所述励磁线圈213供应三相供电电路中U相、V相或者W相中任意一相的电流。当所述励磁线圈213通电后，所述励磁电磁铁211的磁极会因为供电电流的变化而在N极和S极之间变化。此时，由于所述励磁电磁铁211所产生的磁场和所述永磁铁111所产生的磁场的相互作用，所述定子21的励磁电磁铁211和所述动子11的永磁铁111之间会产生吸引力或者排斥力，从而使所述滑动件10在所述导轨22上运动。例如，对U相施加电流使U相的励磁线圈213在与电磁铁111相邻的一端产生N极；对V相施加电流使V相的励磁线圈213在与电磁铁111相邻的一端产生S极；对W相施加电流使W相的励磁线圈213在与电磁铁111相邻的一端产生N极。此时，U相的励磁线圈213将与其正面相对的永磁铁111产生排斥力；V相的励磁线圈213将与其正面相对的永磁铁111产生排斥力，而对相邻的永磁铁111产生吸引力；W相的励磁线圈213将与其正面相对的永磁铁111产生排斥力，而对相邻的永磁铁111产生吸引力。所述总体的作用力可以使得永磁铁111朝X方向运动。当所述永磁铁111运动到下一个位置时，可以改变U相、V相、W相所施加的电流值而使所述永磁铁111再次运动。可见，可以通过改变所述励磁线圈213的供电状态来实现使所述滑动件10沿所述导轨22的延伸方向以指定的速度运动。

请一并参见图6，所述导轨22包括底面222、顶面223以及连接在所述底面222和所述顶面223之间的两个侧面224。所述螺丝安装孔221贯穿所述顶面223和所述底面222用于将所述导轨22固定至所述电机主体部20上。所述两个侧面224的形状大致相同且沿着中心线呈对称结构。所述侧面224形成有滑动槽225。所述滑动槽225的延伸方向与所述导轨22的延伸方向相同。所述滑动槽225的截面形状大致为倒梯形形状，其开口处的宽度从内往外逐渐增大。所述滑动槽225包括上下两个侧面。所述滑动槽225的上侧面设置有第一弧形凹陷部226。所述第一弧形凹陷部226沿X方向延伸。所述侧面224与所述顶面223的连接处还设置有第一过渡面227。所述第一过渡面227从所述侧面224斜向上延伸至所述顶面223。所述第一过渡面227，所述侧面224与所述滑动槽225的上侧面共同组成了一个凸起形状。所述第一过渡面227上设置有第二弧形凹陷部228。

请参见图7，所述滑块13设置有凹陷部131，所述凹陷部131从所述滑块13的底面132向上延伸而成。所述凹陷部131用于覆盖所述导轨22的上端部。所述凹陷部131包括顶面133以及将所述凹陷部131的顶面133与所述滑块13的底面132相连的两个侧面134。所述两个侧面134的形状大致相同且沿着中心线呈对称结构。所述侧面134在靠近所述底面132的位置形成有凸块135。所述凸块135用于嵌合进所述导轨22的滑动槽225中以防止所述滑块13在Z方向上产生位移。在本实施例中，所述凸块135大致呈梯形形状，且凸块135的宽度从侧面134朝内逐渐变小。所述凸块135的上表面设置有第一弧形凸起部136。在将所述滑块13组装至所述导轨22的时候，所述第一弧形凸起部136嵌入至所述第一弧形凹陷部226中。所述侧面134与所述顶面133之间还形成有第二过渡面137，所述第二过渡面137从所述侧面134斜向上延伸至所述顶面133。所述第二过渡面137上还设置有第二弧形凸起部138。所述第二弧形凸起部138用于嵌入至所述第二弧形凹陷部228。

由于所述导轨22的两个侧面224都设置有滑动槽225，且所述滑块13的凹陷部131的两侧面134都设置有凸块135。所述滑动槽225与所述凸块135的配合关系可以避免所述滑动件10在导轨22上滑动时产生Z方向的位移，从而使得所述滑动件10的运动更加平稳。进一步地，在所述滑动槽225的上侧面设置有第一弧形凹陷部226，以及在所述凸块135的上表面设置有第一弧形凸起部136，由于所述滑块13和所述导轨22的接触面位于所述定子21和所述动子11的中心朝上位置，所述第一弧形凹陷部226和所述第一弧形凸起部136可以更好地实现所述导轨22和所述滑块的位置配合关系。可以理解地，所述第一弧形凹陷部226的设置位置并不限于所述滑动槽225的上侧面，其也可以设置在所述滑动槽225的底面或者所述滑动槽225的下侧面。同样地，所述第一弧形凸起部136的设置位置也不限于所述凸块135的上表面，其也可以设置在所述凸块135的顶面或者下表面。具体地，当所述滑动槽225的底面，所述凸块135的上表面位于所述定子21和所述动子11的中心线上时，所述第一弧形凹陷部226可以设置在所述滑动槽225的底面，所述第一弧形凸起部136可以设置在所述凸块135的顶面。当所述滑动槽225的底面，所述凸块135的上表面的高度低于所述定子21和所述动子11的中心线的高度时，所述第一弧形凹陷部226可以设置在所述滑动槽225的下侧面，所述第一弧形凸起部136可以设置在所述凸块135的下侧面。在组装过程中，先将所述滑块13用螺丝固定在所述承载板12上，然后将滑块13从所述导轨22的侧面穿入至所述导轨22中，从而使所述承载板12可以在导轨22上滑动。

请参见图8，本实用新型实施例还提供了一种线性搬运装置200。所述线性搬运装置200包括支架300和设置在所述支架300上的直线电机100。所述直线电机100的滑动件10用于承载搬运物。

在本实施例中，所述直线电机100有多个，所述多个直线电机100在高度方向上并排设置。根据实际需要，可以提供多个线性搬运装置200。所述多个线性搬运装置200在所述导轨22的延伸方向上排成一排。通过在直线电机100的滑动件10上设置被搬运物，可以实现移动被搬运物的位置的功能。

需要说明的是，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种直线电机，其特征在于，包括滑动件以及设置在所述滑动件的移动路径上的电机主体部，所述电机主体部上设置有位置感应器用于检测所述滑动件的位置，所述滑动件上设置有动子，所述电机主体部上设置有多个定子，所述滑动件通过所述动子和所述定子之间的相互作用力实现在所述电机主体部上移动，所述电机主体部上还设置有导轨，所述导轨的延伸方向与所述滑动件的移动路径相同，所述滑动件可滑动地设置在所述导轨上，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述定子在该水平方向上的投影有部分重叠。

2.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述定子包括多个励磁电磁铁，所述多个励磁电磁铁沿所述导轨的延伸方向上排成一列，每个励磁电磁铁包括磁芯以及卷绕在磁芯上的励磁线圈，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影与所述励磁线圈在该水平方向上的投影有部分重叠。

3.如权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述导轨在垂直于所述导轨延伸方向的水平方向上的投影位于所述励磁线圈在该水平方向上的投影之内。

4.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述滑动件包括承载板以及设置在所述承载板底面的滑块，所述滑块嵌合在所述导轨上并可在所述导轨的延伸方向上滑动。

5.如权利要求4所述的直线电机，其特征在于，所述导轨包括底面、顶面以及连接在所述底面和所述顶面之间的两个侧面，所述侧面设置有滑动槽，所述滑动槽的延伸方向与所述导轨的延伸方向相同，所述滑块的底面设置有凹陷部，所述凹陷部覆盖在所述导轨的上端部，所述凹陷部具有顶面以及设置在所述顶面和所述滑块的底面之间两侧面，所述侧面上形成有凸块，所述凸块嵌合至所述滑动槽中。

6.如权利要求5所述的直线电机，其特征在于，所述滑动槽的截面形状为倒梯形形状，且所述滑动槽的开口宽度从内朝外逐渐增大，所述凸块的截面形状为梯形形状，且所述凸块的宽度从所述凹陷部的侧面朝内逐渐减小。

7.如权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述滑动槽的上表面设置有第一弧形凹陷部，所述凸块的上表面设置有第一弧形凸起部，第一弧形凸起部嵌合至所述第一弧形凹陷部中。

8.如权利要求5所述的直线电机，其特征在于，所述导轨的侧面与所述导轨的顶面的连接处设置有第一过渡面，所述第一过渡面从所述导轨的侧面斜向上延伸至所述导轨的顶面；所述凹陷部的侧面与所述凹陷部的顶面之间还形成有第二过渡面，所述第二过渡面从所述凹陷部的侧面斜向上延伸至所述凹陷部的顶面；所述第一过渡面和所述第二过渡面相互接触。

9.如权利要求8所述的直线电机，其特征在于，所述第一过渡面上设置有第二弧形凹陷部，所述第二过渡面上设置有第二弧形凸起部，所述第二弧形凸起部嵌合至所述第二弧形凹陷部中。

10.如权利要求4所述的直线电机，其特征在于，所述滑动件还包括从所述承载板侧面向下延伸的动子安装板，所述动子设置在所述动子安装板上。

11.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子包括多个永磁铁，所述多个永磁铁沿所述导轨的延伸方向上排成一列，每个永磁铁朝向所述定子的磁极与相邻的永磁铁朝向所述定子的磁极相反。

12.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述电机主体部包括顶面以及从所述顶面向下延伸的第一侧面，所述定子固定在所述电机主体部的第一侧面上。

13.如权利要求12所述的直线电机，其特征在于，所述电机主体部的顶面设置有凹陷部，所述凹陷部与所述第一侧面分别设置在所述顶面的两侧，所述导轨设置在所述凹陷部上。

14.如权利要求13所述的直线电机，其特征在于，所述凹陷部的底面设置有台阶部，所述导轨紧靠所述台阶部设置。

15.一种线性搬运装置，其特征在于，包括如权利要求1-14任意一项所述的直线电机，所述直线电机的滑动件用于承载搬运物。

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