專(zhuān)利名稱(chēng)：端面搖擺微馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，涉及到一種微執(zhí)行器中的微馬達(dá)。
目前國(guó)內(nèi)外已有的微馬達(dá)存在一個(gè)普遍的問(wèn)題，即馬達(dá)輸出力矩小，速度過(guò)高無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)用的需要。為達(dá)到實(shí)用要求必須安裝減速機(jī)構(gòu)，因而使馬達(dá)體積增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了馬達(dá)制作工藝難度，降低了馬達(dá)輸出效率。
本實(shí)用新型目的在于提供一種體積小，效率高，輸出力矩大，轉(zhuǎn)速低的微馬達(dá)。
本實(shí)用新型包括有外殼1，線(xiàn)圈2，鐵芯3，定子4，上蓋5，寶石軸承6，輸出軸7，定位片8，轉(zhuǎn)子9，下蓋10，如圖1所示。其特點(diǎn)是定子4的內(nèi)錐面與轉(zhuǎn)子9的外錐面接觸，定子4為一個(gè)帶有凹形圓錐面的圓柱體，其工作表面是凹形圓錐面。轉(zhuǎn)子9為一個(gè)具有一定厚度的圓錐腔體，其工作表面是外圓錐面，其腔體內(nèi)粘接定位片8，定位片8上開(kāi)有矩形限位槽處插入輸出軸7，輸出軸7下端與轉(zhuǎn)子9的內(nèi)部圓錐尖點(diǎn)接觸，輸出軸7下端限位處為矩形截面，其截面尺寸略小定位片8的限位槽尺寸，輸出軸7下端尖點(diǎn)處是錐尖，其錐角小于轉(zhuǎn)子9的錐角。定子4的外圓柱面上開(kāi)4~8條軸向通槽，槽內(nèi)裝入纏繞線(xiàn)圈2的鐵芯3，鐵芯3下端與下蓋10平面接觸，其上端為斜面，同定子4錐形面共面。轉(zhuǎn)子9的錐尖與定子1內(nèi)部凹形錐腔尖點(diǎn)接觸。下蓋10沿外圓處與外殼1一端的內(nèi)壁粘接。定子4與轉(zhuǎn)子9接觸裝配后，裝入下蓋10與外殼1形成的半封閉圓柱腔內(nèi)。在外殼1的另一端粘接上蓋10，上蓋10中心開(kāi)圓形階梯孔，安裝寶石軸承6。輸出軸7的輸出端穿過(guò)寶石軸承6。定子4的錐角為60~120度，轉(zhuǎn)子9的錐角小于定子4的錐角。
本實(shí)用新型工作原理微馬達(dá)工作時(shí)，對(duì)定子4的線(xiàn)圈2順序加電，使定子4內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)電磁力的作用下，錐形轉(zhuǎn)子9在定子4的內(nèi)錐面上作圓周純滾動(dòng)，即轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)。輸出軸7作與擺動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即需要輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)。從旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)到錐形轉(zhuǎn)子9的轉(zhuǎn)動(dòng)，是以類(lèi)似行星減速器的傳動(dòng)方式進(jìn)行的。轉(zhuǎn)子9的輸出轉(zhuǎn)速是由定子4的錐角β ，轉(zhuǎn)子9的軸線(xiàn)與定子4的軸線(xiàn)夾角α及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度ω2決定。其關(guān)系滿(mǎn)足公式ω=〔Sinα/Sin(β-α)〕×ω2決定。公式中Sinα/Sin(β3-α)起到減速比作用。由公式P=F×V說(shuō)明，在功率相同情況下，輸出轉(zhuǎn)速降低，意味著輸出力矩增大。
本實(shí)用新型利用定子的線(xiàn)圈所產(chǎn)生的法向電磁力工作，充分利用了馬達(dá)的有限徑向空間，提高了線(xiàn)圈電磁力的作用半徑，同時(shí)巧妙地利用磨擦力，降低了磨擦損耗。在相同的尺寸與輸入功率下，可產(chǎn)生低轉(zhuǎn)速、大扭矩的輸出。同時(shí)由于避免減速機(jī)構(gòu)的使用，大大提高了微馬達(dá)的輸出功率，可被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療設(shè)備、軍事、生物工程等學(xué)科領(lǐng)域，將帶來(lái)廣泛的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。


圖1本實(shí)用新型主剖視圖圖2本實(shí)用新型俯視圖圖3本實(shí)用新型一種實(shí)施例主剖視圖圖1本實(shí)用新型一種實(shí)施例俯視圖圖5本實(shí)用新型另一種實(shí)施例主剖視圖圖6本實(shí)用新型另一種實(shí)施例俯視圖本實(shí)用新型最佳實(shí)施例如圖3、圖4所示本實(shí)用新型可將鐵芯截面積增大，使磁通量變大，達(dá)到輸出力矩的目的。
如圖5、圖6所示本實(shí)用新型還可將定子改為內(nèi)部為圓錐腔體、兩端開(kāi)通的階梯圓柱體，其小直徑處內(nèi)部為圓錐腔體，即工作面；其大直徑處沿外圓處與外殼粘接，端面圓孔限定輸出軸徑向運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子改為一端為錐體，另一端為圓柱體的實(shí)體。轉(zhuǎn)子錐體部分表面是工作面。此種結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步減小微馬達(dá)體積。轉(zhuǎn)子圓柱端為輸出端，馬達(dá)工作時(shí)，輸出端于外部聯(lián)軸器連接，形成穩(wěn)定的大扭矩、低轉(zhuǎn)速的輸出。
圖1、圖3所示結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子由厚度為0.5~1mm的鈹莫合金，低碳鋼等導(dǎo)磁材料構(gòu)成。外殼選用銅等磁阻材料構(gòu)成。鐵芯、端蓋與轉(zhuǎn)子材料相同。線(xiàn)圈選用漆包金屬線(xiàn)。定子選用聚砜材料。
圖5所示結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子、鐵芯、定子及線(xiàn)圈材料與圖1相同。外殼選用鈹莫合金材料，端蓋材料與定子相同。
權(quán)利要求1．一種端面搖擺微馬達(dá)，包括外殼1、線(xiàn)圈2、鐵芯3、上蓋5、寶石軸承6、輸出軸7、定位片8和下蓋10，其特征在于定子4的內(nèi)錐面與轉(zhuǎn)子9的外錐面接觸，定子4為一個(gè)帶有凹形圓錐面的圓柱體，其工作表面是凹形圓錐面；轉(zhuǎn)子9為一個(gè)圓錐體，其工作表面是外圓錐面。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于微機(jī)電系統(tǒng)(MSMS)，涉及到一種微執(zhí)行器中的微馬達(dá)。目的在于提供一種體積小、效率高、輸出力矩大，輸出轉(zhuǎn)速低的微馬達(dá)。本實(shí)用新型利用定子的線(xiàn)圈所產(chǎn)生的法向電磁力工作，充分利用了馬達(dá)的有限徑向空間，提高了線(xiàn)圈電磁力的作用半徑，同時(shí)巧妙地利用摩擦力，降低了摩擦損耗。在相同的尺寸與輸入功率下，可產(chǎn)生大力矩，低轉(zhuǎn)速的輸出?？蓮V泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、軍事、生物工程等領(lǐng)域。將帶來(lái)廣泛的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02K1/06GK2353087SQ9824601
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1998年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月3日
發(fā)明者梁靜秋, 姚勁松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所