[發(fā)明專利]一種多自由度直線弧形電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010030162.1
• 申請日: 2010-01-13
• 公開（公告）號: CN101789646A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司紀凱;封海潮;馬星河;許孝卓;張麗梅;汪旭東;上官璇峰
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多自由度直線弧形電機，具有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機和驅(qū)動轉(zhuǎn)軸沿軸向直線運動的直線弧形電機，尤其適用于驅(qū)動負載做螺旋運動。?

背景技術(shù)

柔性加工制造系統(tǒng)、機器人及精密數(shù)控機床等裝置的驅(qū)動電機，需要在驅(qū)動軸上實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動或者直線運動。這些運動可以獨立產(chǎn)生，也可同時存在。傳統(tǒng)技術(shù)通過機械性的組合，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或直線運動單元，這些解決方案不僅控制方式相當復雜，而且還需要很多價值昂貴、體積龐大且笨重的機械傳動裝置。此外，傳動組件及軸承均吸收較大的軸向力，導致這些組件的機械磨損相當大。?

中國專利200580047084.3公開的“用于注塑機的可直線醫(yī)用的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置”，包括相繼布置的旋轉(zhuǎn)電機、直線電機，液壓缸、蝸桿、螺紋主軸、傳動皮帶、液壓活塞、導向裝置等，實現(xiàn)了負載的旋轉(zhuǎn)和直線運動。但是，所述驅(qū)動裝置的缺點在于其結(jié)構(gòu)復雜、傳動需要中間環(huán)節(jié)、裝置體積大、動子慣量大等，對軸承的承受能力要求嚴格。?

中國專利200680043229.7公開的“具有內(nèi)置式直線-旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動裝置的塑料注射成型機”，包括電動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、電動直線驅(qū)動裝置、輸出軸等，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置與直線驅(qū)動裝置共用一個罐形外轉(zhuǎn)子，罐形外轉(zhuǎn)子與輸出軸固定相連，直線電機的空心圓柱形定子的主要部分布置在罐形外轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔中，旋轉(zhuǎn)電機的定子以與直線電機的空心圓柱形定子固定相連的方式布置在直線電機的空心圓柱形定子的內(nèi)部。所述裝置的旋轉(zhuǎn)電機與直線電機的定子繞組布置在一個罐形外轉(zhuǎn)子上，外轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動輸出軸，轉(zhuǎn)動慣量大，軸承磨損較大，機械結(jié)構(gòu)復雜，加工費用高，整個驅(qū)動裝置具有較大結(jié)構(gòu)。

以上兩個專利均采用旋轉(zhuǎn)電機和直線電機的組合，通過輔助的傳動機構(gòu)，實現(xiàn)了負載的旋轉(zhuǎn)或直線運動，但均存在結(jié)構(gòu)復雜、軸承磨損嚴重、機械結(jié)構(gòu)復雜等問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多自由度直線弧形電機，其目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、傳動機構(gòu)簡潔，能有效減小軸承磨損，控制簡單、成本低的直線弧形電機直接驅(qū)動裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方法實現(xiàn)的：?

多自由度直線弧形電機，其特征在于：所述多自由度直線弧形電機包括旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)、直線運動直線弧形電機定子(4)和運動軸(7)；旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)和直線運動直線弧形電機定子(4)之間設(shè)置隔磁片(11)，并通過緊固件(10)和T型塊(12)連為一體；運動軸(7)為旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機和直線運動直線弧形電機的共用圓柱形動子，通過直線軸承(13)與基座相連，保證運動軸(7)與旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)和直線運動直線弧形電機定子(4)之間的工作氣隙；旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)的定子鐵芯硅鋼片與直線運動直線弧形電機定子(4)的定子鐵芯硅鋼片正交疊放，旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)齒槽與直線運動直線弧形電機定子(4)齒槽正交分布，旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子(1)繞組與直線運動直線弧形電機定子(4)繞組正交放置；所述多自由度直線弧形電機可做旋轉(zhuǎn)、直線、螺旋多自由度運動。?

所述旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子由旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子鐵芯和旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子繞組構(gòu)成。?

所述旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子鐵芯呈“橋弓”形，由形狀一致的開槽硅鋼片沿軸向疊壓而成，并通過螺栓和螺母沿軸向連成一體，所述旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子繞組填壓在旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子鐵芯的槽中。?

所述直線運動直線弧形電機定子由直線運動直線弧形電機定子鐵芯和直線運動直線弧形電機定子繞組構(gòu)成。?

所述直線運動直線弧形電機定子鐵芯呈“橋弓”形，由形狀不同的沿圓周方向開槽的硅鋼片疊壓而成，并通過T型塊連成一體，所述直線運動直線弧形電機定子繞組填壓在直線運動直線弧形電機定子鐵芯的槽中。?

采用本發(fā)明所提供的方案，多自由度直線弧形電機兩個定子鐵芯及繞組區(qū)域完全相同，動、定子間的電磁耦合面積同，因此可消除徑向力，降低軸承的磨損。?

采用本發(fā)明所提供的方案，多自由度直線弧形電機可以直接驅(qū)動負載做直線、旋轉(zhuǎn)、螺旋運動。同時，還具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、轉(zhuǎn)動慣量小、軸承磨損小、控制容易等特點。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)立體示意圖；?

圖2為旋轉(zhuǎn)運動直線弧形電機定子立體示意圖；?

圖3為圖2的A-A′視圖；?

圖4為圖2的B-B′視圖；?