[发明专利]直线电机

权利要求书

1.一种直线电机，包括线圈单元和磁铁单元，所述磁铁单元包括两组相对平行、位于磁轭上的相对称的磁铁阵列；所述线圈单元插入两组磁铁阵列之间，所述线圈单元与所述磁铁阵列之间具有间隙，其特征在于：所述磁铁阵列由第一类磁铁、第二类磁铁以及它们之间的第三类磁铁沿着X轴按照Halbach磁铁阵列模式周期性交替分布，所述第一类磁铁和第二类磁铁沿X轴等间距交替分布且磁化方向分别沿着Y轴的正方向和反方向，所述第三类磁铁是一块棱柱磁铁或者包括三块棱柱磁铁，当所述第三类磁铁是一块棱柱磁铁时，相邻的不同类磁铁之间的相对面均是斜面，当所述第三类磁铁包括三块棱柱磁铁时，相邻的不同棱柱磁铁之间的相对面是斜面。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：所述第一类磁铁呈方型，其磁化方向平行于Y轴向上或向下；所述第二类磁铁呈方型，其磁化方向与第一类磁铁的磁化方向相反；所述第三类磁铁包括三块棱柱磁铁，分别是第一棱柱磁铁、第二棱柱磁铁和第三棱柱磁铁，所述第三类磁铁组合后整体呈方型，其中，所述第一棱柱磁铁的磁化方向经过其与第二棱柱磁铁的相对面进入所述第二棱柱磁铁，第二棱柱磁铁的磁化方向与X轴平行并指向第一类磁铁，第三棱柱磁铁的磁化方向经过其与第二棱柱磁铁的相对面远离所述第二棱柱磁铁，或者所述第三棱柱磁铁的磁化方向经过其与第二棱柱磁铁的相对面进入所述第二棱柱磁铁，第二棱柱磁铁的磁化方向与X轴平行并指向第一类磁铁，第一棱柱磁铁的磁化方向经过其与第二棱柱磁铁的相对面远离所述第二棱柱磁铁，由此使得相对称的磁铁阵列中对应的第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁共同形成一个闭合磁路。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于：所述第一棱柱磁铁、第二棱柱磁铁和第三棱柱磁铁沿XY平面的截面分别为直角三角形、等腰三角形和直角三角形。

4.如权利要求2所述的直线电机，其特征在于：所述第一棱柱磁铁、第二棱柱磁铁和第三棱柱磁铁沿XY平面的截面分别为直角三角形、等腰梯形和直角三角形。

5.如权利要求3或4所述的直线电机，其特征在于：所述第一类磁铁和第二类磁铁的长和宽均一致，第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁的高度均相等。

6.如权利要求2所述的直线电机，其特征在于：所述第一棱柱磁铁、第二棱柱磁铁和第三棱柱磁铁沿XY平面的截面分别为直角梯形、等腰三角形和直角梯形。

7.如权利要求6所述的直线电机，其特征在于：所述第一类磁铁和第二类磁铁的长和宽均一致，第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁的高度均相等，且在第三类磁铁中，第一棱柱磁铁和第三棱柱磁铁沿XY平面的截面为具有一公共边的直角梯形。

8.如权利要求2或3或4或6所述的直线电机，其特征在于：所述相对面与Y轴的夹角根据所述第一棱柱磁铁、第二棱柱磁铁和第三棱柱磁铁的尺寸及形状而定。

9.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于：所述第三类磁铁是一块棱柱磁铁，所述第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁均为沿XY平面的截面是等腰梯形的四棱柱磁铁，第一类磁铁的磁化方向平行于Y轴向上；第二类磁铁的磁化方向平行于Y轴向下；第三类磁铁的磁化方向与X轴平行并始终指向第一类磁铁，由此使得相对称的磁铁阵列中对应的第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁共同形成一个闭合磁路。

10.如权利要求9所述的直线电机，其特征在于：第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁的沿XY平面的截面为腰长相等、底角相同且高度相等的等腰梯形。

11.如权利要求9或10所述的直线电机，其特征在于：所述相对面与Y轴的夹角根据所述第一类磁铁、第二类磁铁和第三类磁铁的尺寸及形状而定。