[發(fā)明專(zhuān)利]一種螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)直驅(qū)的機(jī)械及用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810011626.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107919775A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王政玉;王超穎;岑陳;張玉芹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王政玉
• 主分類(lèi)號(hào): H02K16/00
• 分類(lèi)號(hào): H02K16/00;B24B47/02;B24B47/20;E21B3/02;E21B15/00
• 代理公司: 威海科星專(zhuān)利事務(wù)所37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)電領(lǐng)域，具體涉及機(jī)械加工和工程施工機(jī)械。

背景技術(shù)

現(xiàn)有機(jī)械加工機(jī)床，例如：鉆床、銑床、研磨床等機(jī)械，一般由機(jī)械機(jī)架、工作臺(tái)、主軸、立柱、動(dòng)力單元、控制單元、傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、切削液或磨料供給單元、夾緊裝置、加工工具頭等構(gòu)成。特別是進(jìn)給系統(tǒng)一般都采用液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)或手動(dòng)裝置，這種進(jìn)給系統(tǒng)除需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制裝置外還需要體積龐大的液壓工作站或壓縮空氣站，由此造成了機(jī)械加工機(jī)床的整機(jī)體積較大、漏油、漏氣等問(wèn)題。

現(xiàn)有工程施工機(jī)械，例如：建筑或打井鉆孔、打樁等機(jī)械，一般由機(jī)械機(jī)架、主軸、動(dòng)力單元、控制單元、傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊裝置、工具頭等構(gòu)成。特別是進(jìn)給系統(tǒng)一般都采用液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)，這種進(jìn)給系統(tǒng)除需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制裝置外還需要體積龐大的液壓工作站或壓縮空氣站，由此造成了施工機(jī)械的整機(jī)體積較大、漏油、漏氣，以及安裝、拆除、搬運(yùn)不方便等問(wèn)題。

上述機(jī)械的主軸一般都需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)軸向推力或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：尋求一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和維護(hù)容易、低成本的純電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械加工機(jī)械和工程施工機(jī)械。

為達(dá)到上述目的和解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：

一種螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)直驅(qū)的機(jī)械及用途，其特征在于：在所述機(jī)械的機(jī)架上裝有螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)，螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)子直接作為機(jī)械的主軸，主軸上安裝有夾具和工具，螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的螺旋運(yùn)動(dòng)取代現(xiàn)有機(jī)械的主電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)上連接有電力控制單元，螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)子與機(jī)架之間安裝有夾緊裝置或懸停裝置或剎車(chē)裝置，懸停裝置也可以是安裝在動(dòng)子軸外端與機(jī)架之間的與螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)升角相同的可自鎖的螺桿螺母。

上述所述的螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)，包括定子組件、動(dòng)子組件，所述定子組件包括定子磁路、成對(duì)磁極磁場(chǎng)、定子殼架等構(gòu)成，所述動(dòng)子組件包括動(dòng)子軸、動(dòng)子磁路及成對(duì)磁極磁場(chǎng)、動(dòng)子支撐軸承等構(gòu)成，所述磁極磁場(chǎng)是由永磁體與鐵芯或繞組與鐵芯通電后組成或產(chǎn)生的磁極磁場(chǎng)或由交變電流磁場(chǎng)在導(dǎo)電體中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁極磁場(chǎng)，定子與動(dòng)子磁極、齒槽或繞組分別在定子與動(dòng)子靠近的表面上都按順時(shí)針或都按逆時(shí)針?lè)较蚺まD(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角基本相同的角度，定子磁極和動(dòng)子磁極的斜槽角度或螺旋升角大小相差不超過(guò)正負(fù)5°，形成定子斜槽和動(dòng)子斜槽及導(dǎo)電體和磁極的螺旋布置，螺旋升角為正負(fù)5°—85°，通電后形成螺旋磁場(chǎng)，定子與動(dòng)子之間存在氣隙，定子或動(dòng)子長(zhǎng)度依照是內(nèi)動(dòng)子還是外動(dòng)子模式、長(zhǎng)動(dòng)子還是短動(dòng)子模式及需要的軸向行程而定，在約束動(dòng)子的軸向位移條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向，在圓周方向上做360°范圍的連續(xù)正反向旋轉(zhuǎn)，在約束旋轉(zhuǎn)方向位移條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向做往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在解除軸向位移約束和旋轉(zhuǎn)方向位移約束的條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向或磁極螺旋方向做正反螺旋運(yùn)動(dòng)，電機(jī)電源采用直流電源或兩相及以上的多相交變電源。

上述所述的螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)是每組定子磁極、齒槽或繞組沿軸向圍繞定子內(nèi)壁螺旋布置，螺旋升角為正負(fù)1°—89°，形成定子螺旋磁場(chǎng)，每組動(dòng)子磁極、齒槽或繞組沿軸向圍繞動(dòng)子軸外壁螺旋布置，螺旋升角正負(fù)1°—89°，通電后形成螺旋磁場(chǎng)，定子與動(dòng)子之間存在氣隙，定子或動(dòng)子長(zhǎng)度依照是內(nèi)動(dòng)子還是外動(dòng)子模式、長(zhǎng)動(dòng)子還是短動(dòng)子模式及需要的軸向行程而定，在約束動(dòng)子的軸向位移條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向，在圓周方向上做360°范圍的連續(xù)正反向旋轉(zhuǎn)，在約束旋轉(zhuǎn)方向位移條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向做往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在解除軸向位移約束和旋轉(zhuǎn)方向位移約束的條件下，動(dòng)子可依據(jù)電流方向或磁極螺旋方向做正反螺旋運(yùn)動(dòng)，電機(jī)電源采用直流電源或兩相及以上的多相交變電源。

這種螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)直驅(qū)的機(jī)械，可以垂直安置，也可以水平安置或斜置；可用于多種機(jī)械加工或工程施工機(jī)械。

上述的一種螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)直驅(qū)的機(jī)械及用途，可供選擇的技術(shù)方案是，在所述螺旋運(yùn)動(dòng)電機(jī)的定子一端與動(dòng)子之間或機(jī)架與動(dòng)子之間裝有輔助軸向推力裝置，輔助軸向推力裝置與動(dòng)子之間裝有鉸鏈軸承，輔助軸向推力裝置可推動(dòng)動(dòng)子進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。輔助軸向推力裝置可以是電動(dòng)推力機(jī)構(gòu)，也可以是人力操作的機(jī)械機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)推力機(jī)構(gòu)或液壓推力機(jī)構(gòu)，輔助軸向推力裝置可以是安裝在動(dòng)子外圓與機(jī)架或定子之間，也可以是安裝在動(dòng)子端部與機(jī)架或定子之間。