CN214480222U - 单相无刷四轴微位移平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单相无刷四轴微位移平台，包括由下而上且由下机构驱动相邻上机构运动的X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及θ角转动机构，X轴机构设置有第一活动线圈部以及与通电后的第一活动线圈部形成相互作用力的充磁部，通电后的第一活动线圈部产生磁场被充磁部驱动沿第一导轨做X向运动；Y轴机构与X轴机构结构相同且垂向X轴机构设置，Z轴机构为Z轴向音圈电机，θ角转动机构随Z向活动部做Z向运动。本实用新型的单相无刷四轴微位移平台上的单相无刷电机模组，不需要FOC做矢量解耦，对CPU的要求降低，***响应快，成本好控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及单相无刷四轴微位移平台。
背景技术
传统的电机都是三相无刷永磁同步，良好的位置控制，需要FOC矢量控制。
传统的电机不足之处，占用CPU资源多，控制方法复杂，响应较慢，驱动器的成本偏高，需要改进。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种单相无刷四轴微位移平台，设计该单相无刷四轴微位移平台的目的是降低成本。
为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：本实用新型的一种单相无刷四轴微位移平台，包括由下而上且由下机构驱动相邻上机构运动的X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及θ角转动机构，所述X轴机构设置有第一活动线圈部以及与通电后的所述第一活动线圈部形成相互作用力的充磁部，通电后的所述第一活动线圈部产生磁场被所述充磁部驱动沿第一导轨做X向运动；
所述Y轴机构与所述X轴机构结构相同且垂向所述X轴机构设置，其通过第一连接柱连接于所述第一活动线圈部且随所述第一活动线圈部同步做X向运动，其上具有第二活动线圈部；
所述Z轴机构为Z轴向音圈电机，其被所述Y轴机构驱动做Y轴向运动，其具有Z向活动部以及驱动所述Z向活动部做升降运动的音圈线圈；
所述θ角转动机构安装于所述Z向活动部，其随所述Z向活动部做Z向运动。
进一步的，所述充磁部包括下充磁部和上充磁部；
所述下充磁部包括并行的安装于第一背板上板面的下S极充磁体和下N极磁体，所述下 S极充磁体和下N极磁体之间设置有所述第一导轨；
所述上充磁部包括并行的安装于第二背板下板面的上S极充磁体和上N极磁体，所述上 S极充磁体与所述下N极磁体相对，所述上N极磁体与所述下S极充磁体相对；
所述第二背板设置有第一行距孔，该第一行距孔的长度满足所述第一连接柱做X向微移动的运动长度。
更进一步的，所述Y轴机构固设于一第三背板上板面，所述第三背板滑接于一第二导轨上并沿所述第二导轨做X向运动，所述第二导轨固设于所述第二背板的上板面。
进一步的，所述Y轴机构的上端为第四背板，所述第四背板具有第二行距孔，该第二行距孔的长度满足所述第二活动线圈部上的第二连接柱做Y向微移动的运动长度，第二连接柱上端连接有所述Z轴机构外壳，所述Z轴机构的外壳滑接于第三导轨上，所述第三导轨固定于所述第四背板上板面。
进一步的，所述θ角转动机构呈圆柱结构，其外壳通过第三连接柱连接于所述Z向活动部，所述θ角转动机构的内部设置有半圆柱结构的磁钢以及半圆柱结构的线圈绕体，所述磁钢和所述线圈绕体矩面相对且在相对中心处设置有转轴，所述线圈绕体通电后产生的磁场与所述磁钢形成作用力能够绕所述转轴转动。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型的单相无刷四轴微位移平台上的单相无刷电机模组，不需要FOC做矢量解耦，对CPU的要求降低，***响应快，成本好控制。
附图说明
图1为本实用新型单相无刷四轴微位移平台的结构示意图。
图2为本实用新型单相无刷四轴微位移平台的侧向结构示意图。
图3为本实用新型θ角转动机构的结构示意图。
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，使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本实用新型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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：本实用新型的具体结构如下：
请参照附图1-3，本实用新型的一种单相无刷四轴微位移平台，包括由下而上且由下机构驱动相邻上机构运动的X轴机构1、Y轴机构、Z轴机构4以及θ角转动机构5，所述X轴机构1设置有第一活动线圈部14以及与通电后的所述第一活动线圈部14形成相互作用力的充磁部，通电后的所述第一活动线圈部14产生磁场被所述充磁部驱动沿第一导轨12做X向运动；
所述Y轴机构与所述X轴机构1结构相同且垂向所述X轴机构1设置，其通过第一连接柱17连接于所述第一活动线圈部14且随所述第一活动线圈部14同步做X向运动，其上具有第二活动线圈部24；
所述Z轴机构4为Z轴向音圈电机，其被所述Y轴机构驱动做Y轴向运动，其具有Z向活动部以及驱动所述Z向活动部做升降运动的音圈线圈；
所述θ角转动机构5安装于所述Z向活动部，其随所述Z向活动部做Z向运动。
本实施例的一种优选技术方案：所述充磁部包括下充磁部和上充磁部；
所述下充磁部包括并行的安装于第一背板上板面的下S极充磁体13和下N极磁体11，所述下S极充磁体13和下N极磁体11之间设置有所述第一导轨12；
所述上充磁部包括并行的安装于第二背板2下板面的上S极充磁体15和上N极磁体16，所述上S极充磁体15与所述下N极磁体11相对，所述上N极磁体16与所述下S极充磁体 13相对；
所述第二背板2设置有第一行距孔，该第一行距孔的长度满足所述第一连接柱17做X向微移动的运动长度。
本实施例的一种优选技术方案：所述Y轴机构固设于一第三背板22上板面，所述第三背板22滑接于一第二导轨21上并沿所述第二导轨21做X向运动，所述第二导轨21固设于所述第二背板2的上板面。
本实施例的一种优选技术方案：所述Y轴机构的上端为第四背板3，所述第四背板3具有第二行距孔，该第二行距孔的长度满足所述第二活动线圈部24上的第二连接柱做Y向微移动的运动长度，第二连接柱上端连接有所述Z轴机构4外壳，所述Z轴机构4的外壳滑接于第三导轨41上，所述第三导轨41固定于所述第四背板3上板面。
本实施例的一种优选技术方案：所述θ角转动机构5呈圆柱结构，其外壳通过第三连接柱连接于所述Z向活动部，所述θ角转动机构5的内部设置有半圆柱结构的磁钢52以及半圆柱结构的线圈绕体51，所述磁钢52和所述线圈绕体51矩面相对且在相对中心处设置有转轴53，所述线圈绕体51通电后产生的磁场与所述磁钢52形成作用力能够绕所述转轴53转动。
实施例2：
以上的下S极充磁体13和下N极磁体11为磁铁，所述上S极充磁体15和上N极磁体16为磁钢体。
实施例3：
以下是本实用新型单相无刷四轴微位移平台的工作原理：
第一活动线圈部14通电后，其产生磁场，由于两端磁场物性，其与相对处的NS极磁体产生同向的推力，使第一活动线圈部14沿第一导轨12做X轴左向运动。控制第一活动线圈部14的电路反接，磁场逆向，使第一活动线圈部14沿第一导轨12做X轴右向运动。
Y轴机构随第一活动线圈部14同步做X向运动，其上的第二活动线圈部24做Y向运动，工作原理与X轴机构1的工作原理一致。
Z轴向音圈电机跟随所述第二活动线圈部24做Y向运动，其上的音圈电机为Z向结构，其Z向活动部被通电后的音圈线圈驱动做升降动作，升降动作的方式也是正接电、反接电音圈线圈。正向通电，正向运行，反向通电，反向运行。
θ角转动机构5上的线圈绕体51通电后，其产生的磁场与所述磁钢52形成旋转式作用力，其中，磁钢52下端沿圆弧轨道限位。
实施例4：
如图3所示，图3中的中部磁体的磁极方向是：上端N极、下端S极，线圈绕体51是D型绕线，虚线边切割磁场的磁力线，产生旋转的动力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.单相无刷四轴微位移平台，包括由下而上且由下机构驱动相邻上机构运动的X轴机构、Y轴机构、Z轴机构(4)以及θ角转动机构，其特征在于，所述X轴机构设置有第一活动线圈部(14)以及与通电后的所述第一活动线圈部(14)形成相互作用力的充磁部，通电后的所述第一活动线圈部(14)产生磁场被所述充磁部驱动沿第一导轨(12)做X向运动；
所述Y轴机构与所述X轴机构结构相同且垂向所述X轴机构设置，其通过第一连接柱(17)连接于所述第一活动线圈部(14)且随所述第一活动线圈部(14)同步做X向运动，其上具有第二活动线圈部(24)；
所述Z轴机构(4)为Z轴向音圈电机，其被所述Y轴机构驱动做Y轴向运动，其具有Z向活动部以及驱动所述Z向活动部做升降运动的音圈线圈；
所述θ角转动机构安装于所述Z向活动部，其随所述Z向活动部做Z向运动。
2.根据权利要求1所述的单相无刷四轴微位移平台，其特征在于，所述充磁部包括下充磁部和上充磁部；
所述下充磁部包括并行的安装于第一背板上板面的下S极充磁体(13)和下N极磁体(11)，所述下S极充磁体(13)和下N极磁体(11)之间设置有所述第一导轨(12)；
所述上充磁部包括并行的安装于第二背板(2)下板面的上S极充磁体(15)和上N极磁体(16)，所述上S极充磁体(15)与所述下N极磁体(11)相对，所述上N极磁体(16)与所述下S极充磁体(13)相对；
所述第二背板(2)设置有第一行距孔，该第一行距孔的长度满足所述第一连接柱(17)做X向微移动的运动长度。
3.根据权利要求2所述的单相无刷四轴微位移平台，其特征在于，所述Y轴机构固设于一第三背板(22)上板面，所述第三背板(22)滑接于一第二导轨(21)上并沿所述第二导轨(21)做X向运动，所述第二导轨(21)固设于所述第二背板(2)的上板面。
4.根据权利要求1所述的单相无刷四轴微位移平台，其特征在于，所述Y轴机构的上端为第四背板(3)，所述第四背板(3)具有第二行距孔，该第二行距孔的长度满足所述第二活动线圈部(24)上的第二连接柱做Y向微移动的运动长度，第二连接柱上端连接有所述Z轴机构(4)外壳，所述Z轴机构(4)的外壳滑接于第三导轨(41)上，所述第三导轨(41)固定于所述第四背板(3)上板面。
5.根据权利要求1所述的单相无刷四轴微位移平台，其特征在于，所述θ角转动机构呈圆柱结构，其外壳通过第三连接柱连接于所述Z向活动部，所述θ角转动机构的内部设置有半圆柱结构的磁钢(52)以及半圆柱结构的线圈绕体(51)，所述磁钢(52)和所述线圈绕体(51)矩面相对且在相对中心处设置有转轴(53)，所述线圈绕体(51)通电后产生的磁场与所述磁钢(52)形成作用力能够绕所述转轴(53)转动。
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| CN202022608489.4U CN214480222U (zh) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | 单相无刷四轴微位移平台 |
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