[发明专利]卷尺式直线电机

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种直线电机，适用于需要直接直线输出的机电系统设计场合。

(二)背景技术

直线电机是一种将电能直接转化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。由于采用了“零传动”，从而较传统传动方式有明显的优势，如结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。但是，较传统旋转电机的伺服控制技术，直线电机驱动控制技术在国内尚不成熟，属于起步阶段；再者，直线电机的成本、输出功率以及运行性能比传统的旋转电机要差一些。

如专利申请号为200620013897.2，发明名称为动圈式直线电机的中国实用新型，包括定子、相对定子运动的动子，定子由至少一个磁铁阵列模块组成，动子包括铁芯和线圈，铁芯上间隔形成齿和槽，线圈嵌绕在槽内，动子上还包括冷却路径，通过冷却液的冷却以提高电机的过载能力，动子内设有过热温度感应器，以在动子内部温度过高时，产生过热保护。存在的缺点：结构复杂、体积较大、成本高、不能实现高精度控制。

(三)发明内容

为了克服已有的直线电机的结构复杂、体积较大、成本高、不能实现高精度控制的不足，本发明提供一种结构简单合理、体积小、成本低廉、易于精确控制的卷尺式直线电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种卷尺式直线电机，包括旋转电机、电机底座、推力板以及推力板卷轮，所述的旋转电机安装在电机底座上，所述推力板卷轮安装在电机基座上，所述旋转电机的输出轴与推力板卷轮的中轴传动连接，所述推力板盘绕在推力板卷轮上，所述推力板的末端与推力板卷轮的中轴固定连接，所述推力板还包括与受控机构连接的输出端。

进一步，所述的推力板为能径向弯曲呈圆筒状的推力板，所述推力板的两边设有拉链齿，所述的直线电机还包括拉链头、支架，所述的支架与电机基座固定连接，所述拉链头安装在支架上，所述的推力板的输出端穿过所述拉链头。

再进一步，所述旋转电机位于推力板卷轮的侧边；或者是，所述旋转电机位于推力板卷轮的内部。

本发明的技术构思为：采用了类似于卷尺的结构，通过合理简便的机械结构将电机的旋转运动转换为直线运动。

由于推力板本身具有一定的刚度，当旋转电机正转时，带动推力板卷轮旋转，从而带动推力板末端旋转，从而推动推力板的输出端直线伸长；同理，当旋转电机反转时，带动推力板的输出端直线收回。

进一步，当推力板的输出端伸出时，穿过拉链头，由于推力板两边具有拉链齿结构，使得推力板在拉链头的作用下，缝合成圆筒状输出，进而改善其轴向钢度，增加最大的输出推力。同理，当旋转电机反转时，带动推力板的输出端直线收回，通过拉链头，推力板又展开成板状盘绕在推力板卷轮上。

通过改变旋转电机的转向以及转速便可以控制推力板直线伸长和收缩的速率，通过闭环伺服控制方式可以最终实现卷尺式电机直线输出速率和位置的精确控制。

旋转电机可以外设或者内设在推力板卷轮中，其工作原理都是一样的，只是外观不同，所占体积不同。

本发明的有益效果主要表现在：1、结构简单合理、体积小、成本低廉、易于精确控制；2、便于小型化、使用效果好，具有较大的实施价值。

(四)附图说明

图1是旋转电机外设的卷尺式电机的三维效果图。

图2是初始状态的旋转电机外设卷尺式电机结构示意图。

图3是图2的仰视图。

图4是图2的左视图。

图5是某一工作状态时的旋转电机外设卷尺式电机结构示意图。

图6是图5的仰视图。

图7是图5的左视图。

图8是旋转电机外设内设的卷尺式电机结构示意图。

图9是图8的仰视图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图9，一种卷尺式直线电机，包括旋转电机1、电机底座4、推力板2以及推力板卷轮5，所述的旋转电机1安装在电机底座5上，所述推力板卷轮5安装在电机基座4上，所述旋转电机1的输出轴与推力板卷轮5的中轴传动连接，所述推力板2盘绕在推力板卷轮5上，所述推力板2的末端与推力板卷轮5的中轴固定连接，所述推力板2还包括与受控机构连接的输出端。

所述的推力板2为能径向弯曲呈圆筒状的推力板，所述推力板2的两边设有拉链齿，所述的直线电机还包括拉链头3、支架，所述的支架与电机基座固定连接，所述拉链头3安装在支架上，所述的推力板2的输出端穿过所述拉链头3。