捲尺式直線電機的製作方法
2023-07-21 19:17:56
專利名稱：捲尺式直線電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直線電機，適用於需要直接直線輸出的機電系統設計場合0(二) 背景技術直線電機是一種將電能直接轉化成直線運動機械能而不需要任何中間轉換機 構的傳動裝置。由於採用了"零傳動"，從而較傳統傳動方式有明顯的優勢，如結 構簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等。但是，較傳統旋轉電機 的伺服控制技術，直線電機驅動控制技術在國內尚不成熟，屬於起步階段；再者， 直線電機的成本、輸出功率以及運行性能比傳統的旋轉電機要差一些。如專利申請號為200620013897.2，實用新型名稱為動圈式直線電機的中國實 用新型，包括定子、相對定子運動的動子，定子由至少一個磁鐵陣列模塊組成， 動子包括鐵芯和線圈，鐵芯上間隔形成齒和槽，線圈嵌繞在槽內，動子上還包括 冷卻路徑，通過冷卻液的冷卻以提高電機的過載能力，動子內設有過熱溫度感應 器，以在動子內部溫度過高時，產生過熱保護。存在的缺點結構複雜、體積較 大、成本高、不能實現高精度控制。(三) 發明內容為了克服已有的直線電機的結構複雜、體積較大、成本高、不能實現高精度 控制的不足，本實用新型提供一種結構簡單合理、體積小、成本低廉、易於精確 控制的巻尺式直線電機。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是
一種巻尺式直線電機，包括旋轉電機、電機底座、推力板以及推力板巻輪， 所述的旋轉電機安裝在電機底座上，所述推力板巻輪安裝在電機基座上，所述旋 轉電機的輸出軸與推力板巻輪的中軸傳動連接,所述推力板盤繞在推力板巻輪上， 所述推力板的末端與推力板巻輪的中軸固定連接，所述推力板還包括與受控機構 連接的輸出端。進一步，所述的推力板為能徑向彎曲呈圓筒狀的推力板，所述推力板的兩邊 設有拉鏈齒，所述的直線電機還包括拉鏈頭、支架，所述的支架與電機基座固定 連接，所述拉鏈頭安裝在支架上，所述的推力板的輸出端穿過所述拉鏈頭。再進一步，所述旋轉電機位於推力板巻輪的側邊；或者是，所述旋轉電機位 於推力板巻輪的內部。本實用新型的技術構思為採用了類似於巻尺的結構，通過合理簡便的機械 結構將電機的旋轉運動轉換為直線運動。由於推力板本身具有一定的剛度，當旋轉電機正轉時，帶動推力板巻輪旋轉， 從而帶動推力板末端旋轉，從而推動推力板的輸出端直線伸長；同理，當旋轉電 機反轉時，帶動推力板的輸出端直線收回。進一步，當推力板的輸出端伸出時，穿過拉鏈頭，由於推力板兩邊具有拉鏈 齒結構，使得推力板在拉鏈頭的作用下，縫合成圓筒狀輸出，進而改善其軸向鋼 度，增加最大的輸出推力。同理，當旋轉電機反轉時，帶動推力板的輸出端直線 收回，通過拉鏈頭，推力板又展開成板狀盤繞在推力板巻輪上。通過改變旋轉電機的轉向以及轉速便可以控制推力板直線伸長和收縮的速 率，通過閉環伺服控制方式可以最終實現巻尺式電機直線輸出速率和位置的精確 控制。旋轉電機可以外設或者內設在推力板巻輪中，其工作原理都是一樣的，只是 外觀不同，所佔體積不同。本實用新型的有益效果主要表現在1、結構簡單合理、體積小、成本低廉、 易於精確控制；2、便於小型化、使用效果好，具有較大的實施價值。(四)
圖1是旋轉電機外設的巻尺式電機的三維效果圖。圖2是初始狀態的旋轉電機外設巻尺式電機結構示意圖。圖3是圖2的仰視圖。圖4是圖2的左視圖。圖5是某一工作狀態時的旋轉電機外設巻尺式電機結構示意圖。圖6是圖5的仰視圖。圖7是圖5的左視圖。圖8是旋轉電機外設內設的巻尺式電機結構示意圖。 圖9是圖8的仰視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1~圖9， 一種巻尺式直線電機，包括旋轉電機1、電機底座4、推力 板2以及推力板巻輪5，所述的旋轉電機1安裝在電機底座5上，所述推力板巻 輪5安裝在電機基座4上，所述旋轉電機1的輸出軸與推力板巻輪5的中軸傳動 連接，所述推力板2盤繞在推力板巻輪5上，所述推力板2的末端與推力板巻輪 5的中軸固定連接，所述推力板2還包括與受控機構連接的輸出端。所述的推力板2為能徑向彎曲呈圓筒狀的推力板，所述推力板2的兩邊設有 拉鏈齒，所述的直線電機還包括拉鏈頭3、支架，所述的支架與電機基座固定連 接，所述拉鏈頭3安裝在支架上，所述的推力板2的輸出端穿過所述拉鏈頭3。 參照圖2和圖8，所述旋轉電機1位於推力板巻輪5的側邊；或者是，所述 旋轉電機1位於推力板巻輪5的內部。本實施例的巻尺式直線電機由旋轉電機1、兩邊具有拉鏈齒結構的推力板2、 拉鏈頭3、電機底座4和推力板巻輪5組成。旋轉電機l、兩邊具有拉鏈齒結構的 推力板2、拉鏈頭3以及推力板巻輪5分別以螺紋機構固定在電機底座4上；推 力板2盤繞在推力板巻輪5上，其末端與推力板巻輪5的中軸固定連接，輸出端 穿過拉鏈頭3，其基本結構類似於鋼巻尺，推力板2相當於巻尺，其輸出端可以 自由伸出和收縮；推力板巻輪5的中軸和旋轉電機1的輸出軸固定連接，旋轉電 機1可以安放在推力板巻輪5的內側或者外側。旋轉電機1可以帶動推力板巻輪 5旋轉運動，從而帶動推力板2的末端旋轉，從而推動推力板2的輸出端直線伸 出或者收縮。本實施例的具體工作過程為由於本實用新型中的旋轉電機1可以外設或者 內設在推力板巻輪5中，其工作原理都是一樣的，因此我們重點旋轉電機1外設 的情況。參照圖2 圖7，由於推力板2本身具有一定的剛度，當旋轉電機l正轉 時，帶動推力板巻輪5旋轉，從而帶動推力板2末端旋轉，從而推動推力板2的 輸出端直線伸長；由於推力板2屬於板狀結構，其剛度有限，不能實現大的推力 輸出，進一步，當推力板2的輸出端伸出時，穿過拉鏈頭3，由於推力板2兩邊 具有拉鏈齒結構，使得推力板2在拉鏈頭3的作用下，縫合成圓筒狀輸出，進而 改善其軸向鋼度，增加最大的輸出推力，同理，當旋轉電機l反轉時，帶動推力 板2的輸出端直線收縮，通過拉鏈頭3，推力板2又展開成板狀盤繞在推力板巻 輪5上。通過改變旋轉電機1的轉向以及轉速便可以控制推力板2直線伸長和收 縮的速率，通過閉環伺服控制方式可以最終實現巻尺式電機直線輸出速率和位置 的精確控制。參照圖2 圖4巻尺式電機在初始狀態時，推力板2的輸出端伸長量
為零，但是其已經有小部分穿過拉鏈頭3被縫合成圓筒狀，這樣設計的原因主要是便於推力板2在工作時的縫合和展開；控制電機l旋轉，帶動推力板2的輸出端直線伸長或收縮，同時拉鏈機構使得推力板2縫合或者展開，增大巻尺式電機 的最大推力，提高直線運動的效果，其工作狀態參照圖5 圖7所示，伸出長度AI。
權利要求1、一種捲尺式直線電機，其特徵在於所述捲尺式直線電機包括旋轉電機、電機底座、推力板以及推力板卷輪，所述的旋轉電機安裝在電機底座上，所述推力板卷輪安裝在電機基座上，所述旋轉電機的輸出軸與推力板卷輪的中軸傳動連接，所述推力板盤繞在推力板卷輪上，所述推力板的末端與推力板卷輪的中軸固定連接，所述推力板還包括與受控機構連接的輸出端。
2、 如權利要求l所述的巻尺式直線電機，其特徵在於所述的推力板為能徑向彎 曲呈圓筒狀的推力板，所述推力板的兩邊設有拉鏈齒，所述的直線電機還包括拉 鏈頭、支架，所述的支架與電機基座固定連接，所述拉鏈頭安裝在支架上，所述 的推力板的輸出端穿過所述拉鏈頭。
3、 如權利要求1或2所述的巻尺式直線電機，其特徵在於所述旋轉電機位於推 力板巻輪的側邊。
4、 如權利要求1或2所述的巻尺式直線電機，其特徵在於所述旋轉電機位於推 力板巻輪的內部。
專利摘要一種捲尺式直線電機，包括旋轉電機、電機底座、推力板以及推力板卷輪，所述的旋轉電機安裝在電機底座上，所述推力板卷輪安裝在電機基座上，所述旋轉電機的輸出軸與推力板卷輪的中軸傳動連接，所述推力板盤繞在推力板卷輪上，所述推力板的末端與推力板卷輪的中軸固定連接，所述推力板還包括與受控機構連接的輸出端。本實用新型提供一種結構簡單合理、體積小、成本低廉、易於精確控制的捲尺式直線電機。
文檔編號H02K7/06GK201041965SQ20072011021
公開日2008年3月26日 申請日期2007年6月1日 優先權日2007年6月1日
發明者李尚會, 楊慶華, 王志恆, 峰 高, 鮑官軍 申請人:浙江工業大學