[发明专利]一种磁浮式驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密自动化领域的驱动装置，特别涉及一种磁浮式驱动装置，适用于长行程重载直线移动系统。

背景技术

常规的直线移动单元一般采用旋转电机加机械传动件如齿轮齿条、丝杠、同步带、链条等，实现间接驱动式直线运动。这种间接驱动方式虽然可以实现一般乃至较高速度的直线运动，但机械传动件容易降低系统可靠性和传动效率，且存在机械磨损和机械间隙，系统寿命因机械磨损或疲劳失效而比较有限，需要定期维护或更换机械传动件。在某些长行程重载场合，因重载而产生的机械磨损、能量损失和疲劳失效会更加明显。因此，间接驱动方式往往成本较高，精度有限，速度较低，寿命较短，且需经常维护，甚至会出现不能满足实际需求的情况。

为解决上述间接驱动方式的不足，不少科技人员提出了直线电机直接驱动方式，即采用直线电机直接驱动而不需任何机械传动件。这种直接驱动方式可以实现与移动部件的刚性耦合以取消各类机械传动件，也可以实现相对运动零部件间的无接触运行以消除机械磨损、降低噪音、提高使用寿命并减少维护，因而易于实现间接驱动方式难以达到的性能、寿命和可靠性。

但在实际运用中，长行程重载场合的直动单元，需要较大推力的直线电机，所以，一般采用平板型永磁同步直线电机。但平板型永磁同步直线电机的动子与定子之间，存在单边法向吸力，且法向吸力往往达电机推力的数倍以上。在常规直线电机直驱直动单元结构中，单边法向吸力往往会增加直动单元的负载，进而增大导轨磨损，减少系统使用寿命，并增加维护次数和维护成本。

对本领域技术人员而言，已有部分研究人员提出多种结构，从而将平板型永磁同步直线电机的单边法向吸力转化为有利因素。如申请号为CN201210245637.8的中国专利申请公开了一种磁浮式门机装置，利用移动门所受竖直向上的法向吸力去平衡该移动门竖直向下的重力，使直线轨道所受正面压力大大降低。但实际运用中的被移动部件往往位于移动工件台表面，随移动工件台一起移动，因而不能通过固定悬挂方式直接利用单边法向吸力。若要利用法向吸力，需要形状复杂的工件台结构和支撑辅助结构，往往加工困难，成本高，安装调整困难。因而在精密自动化领域，一般不在直动单元上利用法向吸力平衡移动部件重力。

在轨道交通领域，如发明专利CN201210062887.8所述，有研究人员提出了利用法向吸力的磁浮结构，但这些磁浮结构往往仅采用滑轮或车轮进行辅助支撑和导向，不适用于精密直动领域。此外，很多带磁浮结构的直动单元中磁浮支撑部位一般只有两处，往往易导致移动台面较大变形，也不适用于精密直动领域。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述技术问题，提供一种磁浮式驱动装置，其中移动部件只需位于移动台面上，而不必固定悬挂，就能够有效利用平板型永磁同步直线电机的单边法向吸力平衡该移动部件重力，从而降低导轨负载，减小其机械磨损，提高使用寿命。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种磁浮式驱动装置，其特征是：包括底座、主支座、移动工件台、滑块、导轨；所述的导轨与主支座相连；所述的移动工件台与滑块相连，随滑块在导轨上移动；其特征是：还包括磁浮单元，所述的磁浮单元包括磁浮支撑体、永磁定子与直线电机动子；

所述的主支座数目是大于或等于2的偶数，两个为一组；每组中，两个主支座有间隔地位于底座两侧；每个主支座一端与底座上表面固定连接，另一端带有第一凸出部分；

所述的磁浮单元数目与主支座数目相等；

所述的磁浮支撑体一端与移动工件台下表面固定连接，另一端带有第二凸出部分；

所述的永磁定子位于该第一凸出部分的下表面，所述的直线电机动子位于该第二凸出部分的上表面，二者呈上下相对、有间隙的放置结构；当直线电机动子通以电流，直线电机动子与永磁定子之间产生直线推力。

所述的主支座的结构不限，包括呈倒L型结构等。

所述的磁浮支撑体的结构不限，包括呈L型结构等。

作为优选，所述的每组主支座中，两个主支座以底座上表面几何对称线为轴，呈对称分布。

作为优选，与所述的每组主支座中的两个主支座相匹配的两个磁浮支撑体以移动工件台下表面几何对称线为轴，呈对称分布。

作为优先，所述的永磁定子采用模块化结构，可沿主支座下表面的长度方向进行模块拼接。

综上所述，本发明的磁浮式驱动装置具有如下有益效果：