[发明专利]一种螺旋运动电机直驱的机械及用途

说明书

技术领域

本发明属于机电领域，具体涉及机械加工和工程施工机械。

背景技术

现有机械加工机床，例如：钻床、铣床、研磨床等机械，一般由机械机架、工作台、主轴、立柱、动力单元、控制单元、传动系统、进给系统、切削液或磨料供给单元、夹紧装置、加工工具头等构成。特别是进给系统一般都采用液压或气动控制系统或手动装置，这种进给系统除需要执行机构、控制装置外还需要体积庞大的液压工作站或压缩空气站，由此造成了机械加工机床的整机体积较大、漏油、漏气等问题。

现有工程施工机械，例如：建筑或打井钻孔、打桩等机械，一般由机械机架、主轴、动力单元、控制单元、传动系统、进给系统、夹紧装置、工具头等构成。特别是进给系统一般都采用液压或气动控制系统，这种进给系统除需要执行机构、控制装置外还需要体积庞大的液压工作站或压缩空气站，由此造成了施工机械的整机体积较大、漏油、漏气，以及安装、拆除、搬运不方便等问题。

上述机械的主轴一般都需要一个旋转力矩或旋转运动和一个轴向推力或直线运动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：寻求一种结构简单、制造和维护容易、低成本的纯电力驱动的机械加工机械和工程施工机械。

为达到上述目的和解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：

一种螺旋运动电机直驱的机械及用途，其特征在于：在所述机械的机架上装有螺旋运动电机，螺旋运动电机的动子直接作为机械的主轴，主轴上安装有夹具和工具，螺旋运动电机产生的螺旋运动取代现有机械的主电机的旋转运动和进给机构的直线运动，螺旋运动电机上连接有电力控制单元，螺旋运动电机的动子与机架之间安装有夹紧装置或悬停装置或刹车装置，悬停装置也可以是安装在动子轴外端与机架之间的与螺旋运动电机升角相同的可自锁的螺杆螺母。

上述所述的螺旋运动电机，包括定子组件、动子组件，所述定子组件包括定子磁路、成对磁极磁场、定子壳架等构成，所述动子组件包括动子轴、动子磁路及成对磁极磁场、动子支撑轴承等构成，所述磁极磁场是由永磁体与铁芯或绕组与铁芯通电后组成或产生的磁极磁场或由交变电流磁场在导电体中感应电流产生的磁极磁场，定子与动子磁极、齿槽或绕组分别在定子与动子靠近的表面上都按顺时针或都按逆时针方向扭转一个螺旋升角基本相同的角度，定子磁极和动子磁极的斜槽角度或螺旋升角大小相差不超过正负5°，形成定子斜槽和动子斜槽及导电体和磁极的螺旋布置，螺旋升角为正负5°—85°，通电后形成螺旋磁场，定子与动子之间存在气隙，定子或动子长度依照是内动子还是外动子模式、长动子还是短动子模式及需要的轴向行程而定，在约束动子的轴向位移条件下，动子可依据电流方向，在圆周方向上做360°范围的连续正反向旋转，在约束旋转方向位移条件下，动子可依据电流方向做往复直线运动，在解除轴向位移约束和旋转方向位移约束的条件下，动子可依据电流方向或磁极螺旋方向做正反螺旋运动，电机电源采用直流电源或两相及以上的多相交变电源。

上述所述的螺旋运动电机是每组定子磁极、齿槽或绕组沿轴向围绕定子内壁螺旋布置，螺旋升角为正负1°—89°，形成定子螺旋磁场，每组动子磁极、齿槽或绕组沿轴向围绕动子轴外壁螺旋布置，螺旋升角正负1°—89°，通电后形成螺旋磁场，定子与动子之间存在气隙，定子或动子长度依照是内动子还是外动子模式、长动子还是短动子模式及需要的轴向行程而定，在约束动子的轴向位移条件下，动子可依据电流方向，在圆周方向上做360°范围的连续正反向旋转，在约束旋转方向位移条件下，动子可依据电流方向做往复直线运动，在解除轴向位移约束和旋转方向位移约束的条件下，动子可依据电流方向或磁极螺旋方向做正反螺旋运动，电机电源采用直流电源或两相及以上的多相交变电源。

这种螺旋运动电机直驱的机械，可以垂直安置，也可以水平安置或斜置；可用于多种机械加工或工程施工机械。

上述的一种螺旋运动电机直驱的机械及用途，可供选择的技术方案是，在所述螺旋运动电机的定子一端与动子之间或机架与动子之间装有辅助轴向推力装置，辅助轴向推力装置与动子之间装有铰链轴承，辅助轴向推力装置可推动动子进行往复运动。辅助轴向推力装置可以是电动推力机构，也可以是人力操作的机械机构或气动推力机构或液压推力机构，辅助轴向推力装置可以是安装在动子外圆与机架或定子之间，也可以是安装在动子端部与机架或定子之间。