[發明專利]一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構

有效

• 申請號: 202010108244.7
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111404318B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張魯;寇寶泉;葛慶穩;羅俊;張赫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10;H02K1/16;H02K11/21
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，屬于直線電機應用領域，本發明為解決外置式磁力提升驅動機構存在的問題。本發明包括定子和動子，動子包括托盤和驅動軸，定子包括定子軛管、套管、驅動部和導向部；定子軛管為具有軸向通孔的圓柱體，套管固定支撐于該軸向通孔內，且套管兩端伸出，套管上端開口、下端封閉；定子軛管的內壁從上至下交錯嵌放m+1個驅動部和m層導向部；驅動軸的頂端設置有托盤，驅動軸的底端從套管上端開口同軸插入，且驅動軸與套管之間存在氣隙；驅動軸在驅動部的作用下實現上下運動，并通過導向部實現定點懸停。

技術領域

本發明涉及一種內置磁力提升電機驅動機構，屬于直線電機應用領域。

背景技術

在工業、軍事領域，某些場合需要驅動機構在豎直方向上實現一些特殊的運動，如在豎直方向某一高度保持位置不變、根據系統指令實現快速提升、快速插入或快速跌落退出等，這都需要伺服驅動機構具有豎直方向上快速運動及精確定位等功能。

世界上技術比較成熟、應用比較廣泛的該類型驅動方式主要有機械驅動、電磁驅動和液體靜壓驅動等。電磁驅動方式又可稱為磁力提升型驅動機構，與其他型式相比，具有結構簡單、制造方便、提升力大、磨損小、壽命長、經濟性好等優點。同時，即使關鍵零部件發生故障，也能快速停堆。因此，磁力提升型驅動機構得到了廣泛應用

目前，磁力提升式驅動機構大部分采用外置磁力提升式結構。外置磁力提升式驅動具有機構簡單、加工容易、提升力大、準確性高、拆裝和維修方便等優點。但是，其提升和下插動作不連續，也不可微調，而是以預先設定的步距作階躍運動；主要執行機構都是電子器件，一旦發生故障，容易出現控制棒卡死，無法停堆等嚴重事故；此外，外置式驅動的最大缺點是傳動線長，增加總體高度和隱患。

發明內容

本發明目的是為了解決外置式磁力提升驅動機構存在的問題，提供了一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構。

本發明所述一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構包括定子和動子，動子包括托盤1和驅動軸2，定子包括定子軛管4、套管5、驅動部和導向部；

定子軛管4為具有軸向通孔的圓柱體，套管5固定支撐于該軸向通孔內，且套管5兩端伸出，套管5上端開口、下端封閉；

定子軛管4的內壁從上至下交錯嵌放m+1個驅動部和m層導向部，m≥2；

驅動軸2的頂端設置有托盤1，驅動軸2的底端從套管5上端開口同軸插入，且驅動軸2與套管5之間存在氣隙；

驅動軸2在驅動部的作用下實現上下運動，并通過導向部實現定點懸停。

優選地，還包括位移傳感器3，位移傳感器3設置在定子軛管4的頂部，用于檢測托盤1距離定子軛管4的距離。

優選地，還包括緩沖器9，緩沖器9設置在套管5內腔的下端部，用于驅動軸2的機械緩沖。

優選地，定子軛管4的內壁開設n(m+1)個環形槽4-1，每個驅動部由n套驅動線圈6構成n相交流繞組，并嵌放在n個連續環形槽4-1中，n≥3。

優選地，定子軛管4的內壁開設m層導向槽4-2，每層導向槽4-2包括k個沿周向均布的柱形槽，所有柱形槽均與定子軛管4的軸向通孔連通，k≥3。

優選地，每套導向部包括k個導向鐵芯8和k套導向線圈7；導向鐵芯8包括弧形部和繞線柱，k個弧形部沿周向拼接于套管5外圓周，繞線柱設置于弧形部的外圓周，每個繞線柱上繞制一套導向線圈7，每個導向鐵芯8及繞制其上的導向線圈7嵌放于導向槽4-2的一個柱形槽內。

優選地，定子軛管4由多層硅鋼片堆疊而成。

優選地，定子軛管4為分體結構，由實心鐵芯分段加工后軸向疊加組裝而成。