[发明专利]一种长行程直线伺服电机

说明书

技术领域

本发明属于直线电机领域，特别是涉及一种长行程直线伺服电机装置。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，它利用放于磁场中的电枢线圈和磁场相互作用，产生安培力，推动电枢线圈往复运动。

美国Smac公司推出了LAS系列直线电机，新加坡BEI公司和美国USAS公司也分别推出了LA系列和VLR系列直线电机，上述厂家生产的直线电机产品均存在行程短、体积大、笨重等弊端，限制了其应用范围。

中国专利公开号CN101068090A，公开日2007年11月7日，发明创造的名称为一种直流直线音圈电机，该申请案公开了一种音圈电机结构，包括铁壳、铁芯、音圈支架、漆包线圈、环形磁钢或瓦形磁钢组和圆柱形磁钢。该方案的直线音圈电机也存在行程短、重量大这一缺陷，在实际使用中带来诸多不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种长行程直线伺服电机结构，该直线电机包括外壳、端盖、保持圈、保持架、励磁线圈、铁芯、电枢，采用低比重、高强度的新型工程塑料制作电机外壳，并改进铁芯结构，该直线电机具有重量轻、结构简单、推力大等特点。

本发明通过下述技术方案予以实现：

本发明包括外壳、端盖、保持圈、固定架、励磁线圈、铁芯、电枢等；外壳的材质是聚甲醛，铁芯位于外壳的中心处，铁芯中心部分是中空的，沿径向方向，薄层磁钢的外部磁极和主磁钢内部磁极是相反的；后端盖的中心部分伸入到铁芯的底部，后端盖和铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接；电枢骨架由工程塑料制作而成，电枢骨架是一个空心圆筒，电枢骨架的外侧一端开有凹槽，缠绕金属丝。

与现有技术相比，本发明优点为：

1.电枢直线移动行程大，利用多个励磁线圈通电产生磁场来代替磁瓦，克服了因磁瓦尺寸过小使电机尺寸过小的问题，其行程与现在市场上同类电机相比可扩大数十或上百倍。

2.推力大。薄层磁钢紧贴铁芯外壁，作为磁轭；采用A3钢的后端盖中心部分伸入到铁芯的底部，后端盖和铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接，使得内、外磁场贯通，增加了气隙磁密，增大了电机推力。

3.重量轻。本发明的直线电机的外壳采用低比重的聚甲醛制作，用于励磁的铁芯中心部分也是中空的，因而整机重量轻。

附图说明

图1是长行程直线伺服电机的原理图，图中：101—定子电流线圈，102—软磁材料，103—动子-电枢线圈。

图2是长行程直线伺服电机的结构图，图中：201—励磁体、202—励磁线圈、203—保持架、204—固定圈、205—电枢。

图3是前、后端盖与外壳的装配图。301—后端盖、302—外壳、303—前端盖。

图4是后端盖，图中：401—空心凸台、402—凸台、403—圆孔。

图5是外壳，图中：501—凸台、502—圆孔。

图6是前端盖，图中：601—空心凸台、602—圆孔、603—圆孔。

图7是励磁线圈，图中：701—励磁骨架、702—励磁线圈、703—圆孔。

图8是保持架，图中：801—圆柱凸台、802—圆孔。

图9是固定圈，图中：901—圆柱、902—凹槽、903—圆孔。

图10是电枢，图中：1001—线圈、1002—电枢骨架、1003—接线孔。

图11是铁芯。

图12是励磁铁芯、励磁线圈与励磁体的安装示意图，图中：1201—励磁铁芯、1202—励磁骨架、1203—励磁线圈、1204—保持架。

图13是保持架与固定圈的安装示意图。图中：1301—固定圈、1302—保持架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是长行程直线伺服电机的原理图。励磁体和电枢的塑料骨架外部均缠绕金属丝线圈。励磁线圈通入直流电，可以提供磁场；电枢线圈中也通入直流电，电流和磁场相互作用，产生安培力，牵引电枢运动。由于工艺原因，一般地，磁钢的最大长度为100毫米，而塑料骨架理论上可以无限长，因此，采用上述方案可以实现长行程直线电机的设计。为提高推力，在；励磁线圈中心处加入软磁材料，如纯铁或坡莫合金等，能够增加定子线圈所在处的气隙磁密，进而可以提高动子线圈的推力。由于励磁体和电枢采用塑料骨架，相对于磁钢制作的直线电机，这种直线电机的重量和体积大大减小。