一種流體支撐直線電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體支撐直線電機(jī)，包括呈角度布局且可活動(dòng)的兩磁組板組件、位于兩磁組板組件內(nèi)側(cè)且固定設(shè)置的導(dǎo)磁基座、位于兩磁組板組件外側(cè)且固定設(shè)置的兩線圈組件，在兩磁組板組件做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，或兩磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間通過內(nèi)流體支撐，或兩磁組板組件與其線圈組件之間通過外流體支撐；由于兩磁組板組件采用了相互呈角度布局的結(jié)構(gòu)，限定了除能做軸向直線運(yùn)動(dòng)之外的五個(gè)自由度，電磁產(chǎn)生的法向力通過流體力進(jìn)行平衡，結(jié)合導(dǎo)磁基座的磁吸力或磁推力，由此磁組板組件或在與導(dǎo)磁基座之間的內(nèi)流體支撐下做直線運(yùn)動(dòng)，或在與線圈組件之間的外流體支撐下做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而大大減輕了可動(dòng)部件的質(zhì)量，顯著地提高了加速度，且安裝占用空間小。
【專利說明】一種流體支撐直線電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直線電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種可動(dòng)部件質(zhì)量輕、加速度更大的直線電機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的直線電機(jī)中，其運(yùn)動(dòng)部件大都采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌或者直線流體軸承的支撐方式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝占用空間大，可動(dòng)部件質(zhì)量重，加速度也不夠大，一般僅能做到IOOm/s20
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種流體支撐直線電機(jī)，安裝占用空間小、可動(dòng)部件質(zhì)量輕、加速度更大。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種流體支撐直線電機(jī)，包括:固定設(shè)置的導(dǎo)磁基座、第一線圈組件和第二線圈組件，以及活動(dòng)設(shè)置的第一磁組板組件和第二磁組板組件；所述第一磁組板組件與第二磁組板組件之間呈從銳角到鈍角的角度布置，所述導(dǎo)磁基座位于第一磁組板組件與第二磁組板組件夾角的內(nèi)側(cè)，所述第一線圈組件平行安裝在第一磁組板組件的外側(cè)，所述第二線圈組件平行安裝在第二磁組板組件的外側(cè)；
在所述第一磁組板組件和第二磁組板組件作直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下:
所述第一磁組板組件和第二磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間均通過內(nèi)流體支撐；
或者，所述第一磁組板組件與第一線圈組件之間、以及第二磁組板組件與第二線圈組件之間均通過外流體支撐。
[0006]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述第一磁組板組件固定設(shè)置在第一磁組板框架上，所述第一磁組板框架設(shè)置在第一磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間，所述第二磁組板組件固定設(shè)置在第二磁組板框架上，所述第二磁組板框架設(shè)置在第二磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間，所述第一磁組板框架上朝向?qū)Т呕囊幻婢加械谝粌?nèi)流體孔，所述第二磁組板框架上朝向?qū)Т呕囊幻婢加械诙?nèi)流體孔。
[0007]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述第一線圈組件設(shè)置在第一線圈組件框架上，所述第一線圈組件框架位于第一線圈組件與第一磁組板組件之間，所述第二線圈組件設(shè)置在第二線圈組件框架上，所述第二線圈組件框架位于第二線圈組件與第二磁組板組件之間，所述第一線圈組件框架上面向第一磁組板組件的一面均布有第一外流體孔，所述第二線圈組件框架上面向第二磁組板組件的一面均布有第二外流體孔。
[0008]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述導(dǎo)磁基座的內(nèi)部設(shè)置有一運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件，所述運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件包括一限位桿和兩彈性緩沖墊塊；所述導(dǎo)磁基座的內(nèi)部軸向設(shè)置有一通孔，所述通孔的內(nèi)壁上設(shè)置有限位凸臺(tái)，所述彈性緩沖墊塊分別設(shè)置在限位凸臺(tái)的兩側(cè)；所述第一磁組板框架和第二磁組板框架的前端均連接在一筒蓋上，所述限位桿包括一體連接的桿部和限位部，所述桿部穿過限位凸臺(tái)和兩彈性緩沖墊塊并連接在筒蓋上。
[0009]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述限位凸臺(tái)位于所述導(dǎo)磁基座的前半部分，且在通孔的內(nèi)壁上環(huán)繞一周。
[0010]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述導(dǎo)磁基座固定在一底座的內(nèi)底面上，所述底座上扣合一防護(hù)罩體，所述防護(hù)罩體的前端面上固定有一前端蓋，所述防護(hù)罩體的前端面和前端蓋上均設(shè)置有一適配筒蓋通過的端孔，所述前端蓋的孔壁上嵌裝有一橡膠密封圈，所述橡膠密封圈的外側(cè)傾斜向內(nèi)延伸至筒蓋的外壁上。
[0011]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述第一磁組板組件與第二磁組板組件相互垂
直布置。
[0012]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述導(dǎo)磁基座呈橫向放置的方柱形，所述第一磁組板組件位于導(dǎo)磁基座的頂面方向，所述第二磁組板組件位于導(dǎo)磁基座的側(cè)面方向。
[0013]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:與所述第二磁組板組件相對(duì)的導(dǎo)磁基座的另一側(cè)設(shè)置有位置測(cè)量組件，所述位置測(cè)量組件中的可動(dòng)部件與第一磁組板組件聯(lián)動(dòng)。
[0014]所述的流體支撐直線電機(jī)，其中:所述第一線圈組件和第二線圈組件分別嵌裝在由非磁性材料制作的基座內(nèi)，且在所述基座內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的矽鋼片組、過熱溫度保護(hù)開關(guān)和螺旋式冷卻管，所述基座內(nèi)還設(shè)置有相應(yīng)的絕對(duì)式位置傳感器，用于檢測(cè)第一磁組板組件或第二磁組板組件的初始位置。
[0015]本發(fā)明所提供的一種流體支撐直線電機(jī)，由于兩磁組板組件采用了相互呈角度布局的結(jié)構(gòu)，限定了除能做軸向直線運(yùn)動(dòng)之外的五個(gè)自由度，電磁產(chǎn)生的法向力通過流體力進(jìn)行平衡，結(jié)合導(dǎo)磁基座的磁吸力或磁推力，由此兩磁組板組件或在與導(dǎo)磁基座之間的內(nèi)流體支撐下做直線運(yùn)動(dòng)，或在與線圈組件之間的外流體支撐下做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而大大減輕了可動(dòng)部件的質(zhì)量，在同等出力的前提下，本發(fā)明的磁組板組件要比采用傳統(tǒng)直線軸承支撐的磁組板組件輕50%以上，顯著地提高了加速度，甚至可達(dá)到780m/s2，而且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝占用空間也小，有利于防塵、防水、防電磁干擾等防護(hù)設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)的橫向縱剖圖。
[0017]圖2是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)處于初始位置狀態(tài)下的軸向縱剖圖。
[0018]圖3是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)處于伸出位置狀態(tài)下的軸向縱剖圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0020]如圖1所示，圖1是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)的橫向縱剖圖，該流體支撐直線電機(jī)包括一底板110和一防護(hù)罩體120，所述防護(hù)罩體120扣合在底板110上，共同組合形成一個(gè)密閉的防塵、防水的內(nèi)部空間，在該內(nèi)部空間里設(shè)置有導(dǎo)磁基座130、第一線圈組件140、第一磁組板組件150、第二線圈組件160和第二磁組板組件170 ;其中，所述導(dǎo)磁基座130直接固定設(shè)置在底板110上，所述第一線圈組件140和第二線圈組件160通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)件(181和182)與底板110相連接固定。[0021]在本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一磁組板組件150與第二磁組板組件170相互垂直布置；當(dāng)然，所述第一磁組板組件150與第二磁組板組件170之間只要不是0°角度的布置，例如，從30°銳角到150°鈍角之間任意角度的布置，在理論上均能起到限制可動(dòng)部件空間5個(gè)自由度的效果，就是定位穩(wěn)定性要差些，不如90°角度布置的穩(wěn)定性最好，但還是可以用在一些定位要求不是很高的場(chǎng)所。
[0022]具體的，所述導(dǎo)磁基座130位于第一磁組板組件150與第二磁組板組件170夾角的內(nèi)側(cè)，所述第一線圈組件140平行安裝在第一磁組板組件150的外側(cè)，所述第二線圈組件160平行安裝在第二磁組板組件170的外側(cè)。
[0023]在所述第一線圈組件140和第二線圈組件160內(nèi)的線圈組通入不同方向、不同大小的電流時(shí)，所述第一線圈組件140與第一磁組板組件150在其運(yùn)動(dòng)方向上產(chǎn)生的電磁合力將推動(dòng)該第一磁組板組件150產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，所述第二線圈組件160與第二磁組板組件170在其運(yùn)動(dòng)方向上產(chǎn)生的電磁合力將推動(dòng)該第二磁組板組件170產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
[0024]當(dāng)所述第一磁組板組件150和第二磁組板組件170作軸向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一種流體支撐結(jié)構(gòu)是:所述第一磁組板組件150和第二磁組板組件170與導(dǎo)磁基座130之間均通過內(nèi)流體支撐，如圖1所示；此外，另一種流體支撐結(jié)構(gòu)(圖未示出)是:所述第一磁組板組件150與第一線圈組件140之間、以及第二磁組板組件170與第二線圈組件160之間均通過外流體支撐；這兩種流體支撐結(jié)構(gòu)中，電磁產(chǎn)生的法向力垂直流體面，由流體力進(jìn)行平衡，結(jié)合固定的導(dǎo)磁基座130的磁吸力或磁推力，進(jìn)而保證流體間隙。
[0025]本文中的內(nèi)流體或外流體，既可以采用壓縮空氣流體介質(zhì)，也可以采用液態(tài)流體介質(zhì)。
[0026]具體的，對(duì)于內(nèi)流體支撐的結(jié)構(gòu)而言，如圖1所示，所述第一磁組板組件150固定設(shè)置在第一磁組板框架151上，所述第一磁組板框架151設(shè)置在第一磁組板組件150與導(dǎo)磁基座130之間，所述第二磁組板組件170固定設(shè)置在第二磁組板框架171上，所述第二磁組板框架171設(shè)置在第二磁組板組件170與導(dǎo)磁基座130之間，所述第一磁組板框架151上朝向?qū)Т呕?30的一面均布有第一內(nèi)流體孔(圖未不出)，所述第二磁組板框架171上朝向?qū)Т呕?30的一面均布有第二內(nèi)流體孔(圖未不出)。
[0027]對(duì)于外流體支撐的結(jié)構(gòu)而言，所述第一線圈組件140設(shè)置在第一線圈組件框架(圖未示出)上，所述第一線圈組件框架位于第一線圈組件140與第一磁組板組件150之間，所述第二線圈組件160設(shè)置在第二線圈組件框架(圖未示出)上，所述第二線圈組件框架位于第二線圈組件160與第二磁組板組件170之間，所述第一線圈組件框架上面向第一磁組板組件150的一面均布有第一外流體孔(圖未示出)，所述第二線圈組件框架上面向第二磁組板組件170的一面均布有第二外流體孔(圖未示出)。
[0028]較好的是，所述導(dǎo)磁基座130呈橫向放置的方柱形，所述第一磁組板組件150位于導(dǎo)磁基座130的頂面方向，所述第二磁組板組件170位于導(dǎo)磁基座130的側(cè)面方向；與所述第二磁組板組件170相對(duì)的導(dǎo)磁基座130的另一側(cè)設(shè)置有位置測(cè)量組件190，所述位置測(cè)量組件190中的可動(dòng)部件191與第一磁組板組件150或第二磁組板組件170聯(lián)動(dòng)，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0029]結(jié)合圖2所示，圖2是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)處于初始位置狀態(tài)下的軸向縱剖圖，所述導(dǎo)磁基座130的內(nèi)部設(shè)置有運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件，所述運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件包括一限位桿131和兩彈性緩沖墊塊(132a和132b);所述導(dǎo)磁基座130的內(nèi)部軸向設(shè)置有一通孔133，所述通孔133的內(nèi)壁上設(shè)置有一限位凸臺(tái)134，兩彈性緩沖墊塊(132a和132b)分別設(shè)置在該限位凸臺(tái)134的兩側(cè)；另外，所述第一磁組板框架151和第二磁組板框架(圖未示出)的前端均連接在一筒蓋152上，所述限位桿131包括一體連接的桿部131a和限位部131b，所述桿部131a穿過限位凸臺(tái)134和兩彈性緩沖墊塊(132a和132b)并連接在該筒蓋152 上。
[0030]具體的，所述限位凸臺(tái)134位于所述導(dǎo)磁基座130的前半部分，且所述限位凸臺(tái)134在通孔133的內(nèi)壁上環(huán)繞一周設(shè)置，以提高限位精度和緩沖效果。
[0031]較好的是，所述防護(hù)罩體120的前端面上固定有一前端蓋121，且所述防護(hù)罩體120的前端面和前端蓋121上均設(shè)置有一適配筒蓋152通過的端孔，在所述前端蓋121的端孔孔壁上嵌裝有一橡膠密封圈153，所述橡膠密封圈153的外側(cè)傾斜向內(nèi)延伸至筒蓋152的外壁上，用于在靜態(tài)時(shí)達(dá)到防水防塵的效果；同時(shí)，在接入壓縮空氣時(shí)，向外不斷溢出的高壓氣流可吹開橡膠密封圈153的外側(cè)，由此減小橡膠密封圈153與筒蓋152外壁的接觸摩擦，進(jìn)而還可用于在動(dòng)態(tài)時(shí)達(dá)到無摩擦又防水防塵的效果。
[0032]結(jié)合圖3所示，圖3是本發(fā)明流體支撐直線電機(jī)處于伸出位置狀態(tài)下的軸向縱剖圖，所述限位桿131的限位部131b在右側(cè)的彈性緩沖墊塊132a的限制下，保證了直線電機(jī)的有效行程，并在超出有效行程時(shí)起到緩沖限位的作用。
[0033]較好的是，所述第一線圈組件140和第二線圈組件(圖未示出)分別嵌裝在由非磁性材料制作的基座內(nèi)，圖3僅示出了嵌裝第一線圈組件140的第一基座141，在所述第一基座141內(nèi)設(shè)置有第一矽鋼片組142、第一過熱溫度保護(hù)開關(guān)143和第一螺旋式冷卻管144，所述第一基座141內(nèi)還設(shè)置有第一絕對(duì)式位置傳感器145，例如，霍爾磁性檢測(cè)元件等，用于檢測(cè)第一磁組板組件150的初始位置；第二線圈組件與此類似，不再贅述。
[0034]此外，所述防護(hù)罩體120的前端還設(shè)置有前密封圈122，底部設(shè)置有底密封圈123，后端還設(shè)置有后端蓋124及其后密封圈125，以達(dá)到防水、防塵、防電磁干擾的作用。
[0035]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流體支撐直線電機(jī)，其特征在于，包括:固定設(shè)置的導(dǎo)磁基座、第一線圈組件和第二線圈組件，以及可活動(dòng)的第一磁組板組件和第二磁組板組件；所述第一磁組板組件與第二磁組板組件之間呈從銳角到鈍角的角度布置，所述導(dǎo)磁基座位于第一磁組板組件與第二磁組板組件夾角的內(nèi)側(cè)，所述第一線圈組件平行安裝在第一磁組板組件的外側(cè)，所述第二線圈組件平行安裝在第二磁組板組件的外側(cè)； 在所述第一磁組板組件和第二磁組板組件作直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下: 所述第一磁組板組件和第二磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間均通過內(nèi)流體支撐； 或者，所述第一磁組板組件與第一線圈組件之間、以及第二磁組板組件與第二線圈組件之間均通過外流體支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述第一磁組板組件固定設(shè)置在第一磁組板框架上，所述第一磁組板框架設(shè)置在第一磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間，所述第二磁組板組件固定設(shè)置在第二磁組板框架上，所述第二磁組板框架設(shè)置在第二磁組板組件與導(dǎo)磁基座之間，所述第一磁組板框架上朝向?qū)Т呕囊幻婢加械谝粌?nèi)流體孔，所述第二磁組板框架上朝向?qū)Т呕囊幻婢加械诙?nèi)流體孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述第一線圈組件設(shè)置在第一線圈組件框架上，所述第一線圈組件框架位于第一線圈組件與第一磁組板組件之間，所述第二線圈組件設(shè)置在第二線圈組件框架上，所述第二線圈組件框架位于第二線圈組件與第二磁組板組件之間，所述第一線圈組件框架上面向第一磁組板組件的一面均布有第一外流體孔，所述第二線圈組件框架上面向第二磁組板組件的一面均布有第二外流體孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)磁基座的內(nèi)部設(shè)置有一運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件，所述運(yùn)動(dòng)緩沖限位組件包括一限位桿和兩彈性緩沖墊塊；所述導(dǎo)磁基座的內(nèi)部軸向設(shè)置有一通孔，所述通孔的內(nèi)壁上設(shè)置有限位凸臺(tái)，所述彈性緩沖墊塊分別設(shè)置在限位凸臺(tái)的兩側(cè)；所述第一磁組板框架和第二磁組板框架的前端均連接在一筒蓋上，所述限位桿包括一體連接的桿部`和限位部，所述桿部穿過限位凸臺(tái)和兩彈性緩沖墊塊并連接在筒蓋上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述限位凸臺(tái)位于所述導(dǎo)磁基座的前半部分，且在通孔的內(nèi)壁上環(huán)繞一周。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)磁基座固定在一底座的內(nèi)底面上，所述底座上扣合一防護(hù)罩體，所述防護(hù)罩體的前端面上固定有一前端蓋，所述防護(hù)罩體的前端面和前端蓋上均設(shè)置有一適配筒蓋通過的端孔，所述前端蓋的孔壁上嵌裝有一橡膠密封圈，所述橡膠密封圈的外側(cè)傾斜向內(nèi)延伸至筒蓋的外壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述第一磁組板組件與第二磁組板組件相互垂直布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)磁基座呈橫向放置的方柱形，所述第一磁組板組件位于導(dǎo)磁基座的頂面方向，所述第二磁組板組件位于導(dǎo)磁基座的側(cè)面方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:與所述第二磁組板組件相對(duì)的導(dǎo)磁基座的另一側(cè)設(shè)置有位置測(cè)量組件，所述位置測(cè)量組件中的可動(dòng)部件與第一磁組板組件聯(lián)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體支撐直線電機(jī)，其特征在于:所述第一線圈組件和第二線圈組件分別嵌裝在由非磁性材料制作的基座內(nèi)，且在所述基座內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的矽鋼片組、過熱溫度保護(hù)開關(guān)和螺旋式冷卻管，所述基座內(nèi)還設(shè)置有相應(yīng)的絕對(duì)式位置傳感器，用于檢測(cè)第一磁組板組 件或第二磁組板組件的初始位置。
【文檔編號(hào)】H02K41/02GK103746535SQ201410024426
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】諶國(guó)權(quán), 楊堅(jiān), 岳輝成, 周玲 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙一派數(shù)控機(jī)床有限公司