[发明专利]基于铁镓合金实现三级控制的线性电机及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长行程高定位精度线性电机，尤其是一种基于铁镓合金实现三级控制的线性电机及其使用方法。

背景技术

现下，实现长行程高定位精度的方法主要有如下四种：

第一种方法是利用伺服电机驱动丝杠实现长行程定位，丝杠滑台上安装有压电陶瓷或磁致伸缩驱动器实现高精度微位移定位；这种方法具有长行程响应速度快，定位精度高的优点；专利（申请号：CN201210340082公开号：CN102830711A）是采用这种方法实现长行程高定位精度。

第二种方法是直接利用压电陶瓷或者磁致伸缩驱动器先采用蠕虫运动方式实现长行程定位，然后利用压电陶瓷或者磁致伸缩材料实现高精度微位移定位；这种方法利用压电陶瓷或者磁致伸缩驱动器步进运动实现长行程定位。因为压电陶瓷或者磁致伸缩驱动器步进距离小，需要高频信号实现快速运动。专利（申请号：CN200410072545公开号：CN100388612C；申请号：CN200510013559；公开号CN1693028A；申请号：CN200820155609公开号：CN201294459Y）均是采用这种方法，利用压电陶瓷实现大行程纳米级步距。

第三种方法是利用直线电机实现长行程定位，直线电机运动滑台上安装有压电陶瓷或磁致伸缩驱动器实现高精度微位移定位。这种方法中的直线电机具有较高的响应速度，与压电陶瓷或者磁致伸缩驱动器实现长行程高精度定位。专利（申请号：CN201010230855公开号：CN101924450A）是利用这种方法采用直线音圈电机实现长行程高定位精度。

第四种方法是采用压电陶瓷或其他智能材料结合位移放大机构和导向机构实现一定行程高精度定位这种方法是采用压电陶瓷结合位移放大机构和导向机构实现一定行程高精度定位。专利（申请号：CN201310145711公开号：CN103225728A；申请号：CN201210390352公开号：CN102922309A）采用这种方法实现二维并联微动平台。

上述四种方法都可以实现长行程高精度定位，但是第一种方法和第三种方法为长行程定位机构和微定位机构在结构上是相互独立的，造成整个机构体积浮肿，结构复杂；而第二种方法实现大行程响应的速度低于第一种方法；第四种方法则只能实现有限大行程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于铁镓合金实现三级控制的线性电机，包括定子铁芯、直线轴以及制动器；定子铁芯内设置直线轴；所述直线轴包括磁致伸缩材料，磁致伸缩材料的左、右两端分别设置导磁铁芯；所述左、右两端的导磁铁芯上分别设置有环状永磁体Ⅰ和环状永磁体Ⅱ；相对应于铁镓合金、环状永磁体Ⅰ和环状永磁体Ⅱ，在定子铁芯内分别设置有微动线圈、长行程线圈Ⅱ和长行程线圈Ⅰ；所述制动器包括左侧制动器和右侧制动器；所述左侧制动器和右侧制动器分别对应于左侧的导磁铁芯和右侧的导磁铁芯上。

作为所述的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机的改进：所述环状永磁体Ⅰ和环状永磁体Ⅱ的磁极相反。

作为所述的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机的进一步改进：所述磁致伸缩材料为铁镓合金。

作为所述的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机的进一步改进：所述制动器包括柔性铰链和吸盘式的电磁铁；柔性铰链固定在外部支撑架上；所述电磁铁通过磁力驱动柔性铰链在导磁铁芯上形成摩擦力。

作为所述的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机的进一步改进：所述定子铁芯由导磁材料或者磁粉SMC材料构成；所述微动线圈、长行程线圈Ⅱ和长行程线圈Ⅰ均通过线圈支架内嵌在定子铁芯内，所述线圈支架均由非金属材料尼龙或者胶木加工而成。

作为所述的基于铁镓合金实现三级控制的线性电机的进一步改进：所述直线轴两端的导磁铁芯上分别套装有弹簧；左端导磁铁芯上弹簧的一端抵住左侧制动器，另外一端抵住定子铁芯；右端导磁铁芯上弹簧的一端抵住右侧制动器，另外一端抵住定子铁芯。