[實用新型]一種圓筒型音圈電機磁性重力補償器及音圈電機及其組件

有效

• 申請號: 201921891618.6
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN211209558U
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 印欣;孫亞雷;姚藝華;吳彩鳴;林浩元
• 申請（專利權）人: 雅科貝思精密機電（上海）有限公司
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K53/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本實用新型公開了音圈電機相關技術領域的一種圓筒型音圈電機磁性重力補償器及音圈電機及其組件，其中，磁性重力補償器包括動子和定子；動子包括動子支架和動子永磁體，動子支架的縱截面為U字形，動子永磁體設置于U字形的開口處；定子包括定子鐵芯、定子磁體組件和定子軸；定子的縱截面為E字形，定子鐵芯設置于E字形外側的兩條相互平行的邊上，定子軸設置于E字形中心的軸上，定子磁體組件包括相互重疊設置的定子永磁體與定子導磁塊，定子磁體組件套接于定子軸外圍，定子永磁體位于定子導磁塊與E字形底部之間；U字形的兩條平行的邊與E字形三條平行的邊形成的兩個間隙相適配；具有制造簡單、易于與音圈電機結合、剛度特性好、溫升低等特性。

技術領域

本實用新型涉及音圈電機相關技術領域，特別涉及一種圓筒型音圈電機磁性重力補償器及音圈電機及其組件。

背景技術

圓筒型音圈電機是一種將電能轉化為機械能的直線運動執行器。跟傳統的伺服電機與滾珠絲桿配合的傳統系統不同，音圈電機可以直接驅動負載。因此，圓筒型音圈電機具有結構簡單、免維護、高響應和高精度等優點，被廣泛應用在半導體和工業自動化等場合。

但是，現有技術中的圓筒型音圈電機普遍存在一個問題，這就是當電機固定不動時，需要時刻通電，才能克服電機本身和負載的重力，這就會造成能量損耗。這部分損耗的電能會轉化為熱量散發到周圍環境中。這種額外的熱量產生，會因在設備中產生熱膨脹效應，而這種熱膨脹效應對于高精度設備而言會產生難以克服的技術缺陷，例如在光刻機等高精度的應用場合中則是不被允許的。

為了解決上述問題，行業中提出了利用磁性重力補償器抵消重力的技術方案。利用永磁材料產生的磁場力抵消負載的重力，不需要再額外供電。除此之外，與機械耦合相比，磁性耦合具有更低的剛性，從而可以作為隔振器使用。

HEIDENHAIN公司在專利WO2011/131462中提出了一種負剛度的磁性重力補償器結構，該結構的主要部分由兩組軸向充磁的環形永磁體和一組軸向充磁的錐形永磁體構成。ORACLE公司在專利US6194796中提出了一種經典的圓筒型音圈電機結構，但不具備重力補償功能。ETEL公司在專利US9172291中提出了一種具有磁性重力補償器功能的圓筒型音圈電機，其線圈繞在一個錐形鐵芯上。ASML公司在專利US6791443中提出了一種集成磁性重力補償功能的音圈電機，具有平面和圓筒兩種形式。在圓筒型結構中，具有若干組徑向充磁的永磁體。SMEE公司在專利CN105281530和專利CN103034065中提出了兩種具有磁性重力補償器補償功能的圓筒型音圈電機。

然而，雖然這一技術問題已受到現有技術的廣泛關注，但是現有技術的磁性重力補償器仍然存在難以與音圈電機進行結合行程緊湊設計；需要徑向充磁的永磁環，結構復雜，成本較高等技術問題。

實用新型內容

針對現有技術存在的難以與音圈電機進行結合行程緊湊設計；需要徑向充磁的永磁環，結構復雜，成本較高的技術問題，本實用新型提供一種圓筒型音圈電機磁性重力補償器及音圈電機及其組件。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種圓筒型音圈電機磁性重力補償器，包括動子和定子；所述動子包括動子支架和動子永磁體，所述動子支架的縱截面為U字形，所述動子永磁體設置于所述U字形的開口處；所述定子包括定子鐵芯、定子磁體組件和定子軸；所述定子的縱截面為E字形，所述定子鐵芯設置于所述E字形外側的兩條相互平行的邊上，所述定子軸設置于所述E字形中心的軸上，所述定子磁體組件包括相互重疊設置的定子永磁體與定子導磁塊，所述定子磁體組件套接于所述定子軸的外圍，所述定子永磁體位于所述定子導磁塊與所述E字形底部之間；所述U字形的兩條平行的邊與所述E字形三條平行的邊形成的兩個間隙相適配。

進一步的，所述動子永磁體有若干組。