专利名称：卷尺式直线电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直线电机，适用于需要直接直线输出的机电系统设计场合0(二) 背景技术直线电机是一种将电能直接转化成直线运动机械能而不需要任何中间转换机 构的传动装置。由于采用了"零传动"，从而较传统传动方式有明显的优势，如结 构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。但是，较传统旋转电机 的伺服控制技术，直线电机驱动控制技术在国内尚不成熟，属于起步阶段；再者， 直线电机的成本、输出功率以及运行性能比传统的旋转电机要差一些。如专利申请号为200620013897.2，实用新型名称为动圈式直线电机的中国实 用新型，包括定子、相对定子运动的动子，定子由至少一个磁铁阵列模块组成， 动子包括铁芯和线圈，铁芯上间隔形成齿和槽，线圈嵌绕在槽内，动子上还包括 冷却路径，通过冷却液的冷却以提高电机的过载能力，动子内设有过热温度感应 器，以在动子内部温度过高时，产生过热保护。存在的缺点结构复杂、体积较 大、成本高、不能实现高精度控制。(三) 发明内容为了克服已有的直线电机的结构复杂、体积较大、成本高、不能实现高精度 控制的不足，本实用新型提供一种结构简单合理、体积小、成本低廉、易于精确 控制的巻尺式直线电机。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种巻尺式直线电机，包括旋转电机、电机底座、推力板以及推力板巻轮， 所述的旋转电机安装在电机底座上，所述推力板巻轮安装在电机基座上，所述旋 转电机的输出轴与推力板巻轮的中轴传动连接,所述推力板盘绕在推力板巻轮上， 所述推力板的末端与推力板巻轮的中轴固定连接，所述推力板还包括与受控机构 连接的输出端。进一步，所述的推力板为能径向弯曲呈圆筒状的推力板，所述推力板的两边 设有拉链齿，所述的直线电机还包括拉链头、支架，所述的支架与电机基座固定 连接，所述拉链头安装在支架上，所述的推力板的输出端穿过所述拉链头。再进一步，所述旋转电机位于推力板巻轮的侧边；或者是，所述旋转电机位 于推力板巻轮的内部。本实用新型的技术构思为采用了类似于巻尺的结构，通过合理简便的机械 结构将电机的旋转运动转换为直线运动。由于推力板本身具有一定的刚度，当旋转电机正转时，带动推力板巻轮旋转， 从而带动推力板末端旋转，从而推动推力板的输出端直线伸长；同理，当旋转电 机反转时，带动推力板的输出端直线收回。进一步，当推力板的输出端伸出时，穿过拉链头，由于推力板两边具有拉链 齿结构，使得推力板在拉链头的作用下，缝合成圆筒状输出，进而改善其轴向钢 度，增加最大的输出推力。同理，当旋转电机反转时，带动推力板的输出端直线 收回，通过拉链头，推力板又展开成板状盘绕在推力板巻轮上。通过改变旋转电机的转向以及转速便可以控制推力板直线伸长和收縮的速 率，通过闭环伺服控制方式可以最终实现巻尺式电机直线输出速率和位置的精确 控制。旋转电机可以外设或者内设在推力板巻轮中，其工作原理都是一样的，只是 外观不同，所占体积不同。本实用新型的有益效果主要表现在1、结构简单合理、体积小、成本低廉、 易于精确控制；2、便于小型化、使用效果好，具有较大的实施价值。(四)
图1是旋转电机外设的巻尺式电机的三维效果图。图2是初始状态的旋转电机外设巻尺式电机结构示意图。图3是图2的仰视图。图4是图2的左视图。图5是某一工作状态时的旋转电机外设巻尺式电机结构示意图。图6是图5的仰视图。图7是图5的左视图。图8是旋转电机外设内设的巻尺式电机结构示意图。 图9是图8的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1~图9， 一种巻尺式直线电机，包括旋转电机1、电机底座4、推力 板2以及推力板巻轮5，所述的旋转电机1安装在电机底座5上，所述推力板巻 轮5安装在电机基座4上，所述旋转电机1的输出轴与推力板巻轮5的中轴传动 连接，所述推力板2盘绕在推力板巻轮5上，所述推力板2的末端与推力板巻轮 5的中轴固定连接，所述推力板2还包括与受控机构连接的输出端。所述的推力板2为能径向弯曲呈圆筒状的推力板，所述推力板2的两边设有 拉链齿，所述的直线电机还包括拉链头3、支架，所述的支架与电机基座固定连 接，所述拉链头3安装在支架上，所述的推力板2的输出端穿过所述拉链头3。 参照图2和图8，所述旋转电机1位于推力板巻轮5的侧边；或者是，所述 旋转电机1位于推力板巻轮5的内部。本实施例的巻尺式直线电机由旋转电机1、两边具有拉链齿结构的推力板2、 拉链头3、电机底座4和推力板巻轮5组成。旋转电机l、两边具有拉链齿结构的 推力板2、拉链头3以及推力板巻轮5分别以螺纹机构固定在电机底座4上；推 力板2盘绕在推力板巻轮5上，其末端与推力板巻轮5的中轴固定连接，输出端 穿过拉链头3，其基本结构类似于钢巻尺，推力板2相当于巻尺，其输出端可以 自由伸出和收縮；推力板巻轮5的中轴和旋转电机1的输出轴固定连接，旋转电 机1可以安放在推力板巻轮5的内侧或者外侧。旋转电机1可以带动推力板巻轮 5旋转运动，从而带动推力板2的末端旋转，从而推动推力板2的输出端直线伸 出或者收縮。本实施例的具体工作过程为由于本实用新型中的旋转电机1可以外设或者 内设在推力板巻轮5中，其工作原理都是一样的，因此我们重点旋转电机1外设 的情况。参照图2 图7，由于推力板2本身具有一定的刚度，当旋转电机l正转 时，带动推力板巻轮5旋转，从而带动推力板2末端旋转，从而推动推力板2的 输出端直线伸长；由于推力板2属于板状结构，其刚度有限，不能实现大的推力 输出，进一步，当推力板2的输出端伸出时，穿过拉链头3，由于推力板2两边 具有拉链齿结构，使得推力板2在拉链头3的作用下，缝合成圆筒状输出，进而 改善其轴向钢度，增加最大的输出推力，同理，当旋转电机l反转时，带动推力 板2的输出端直线收縮，通过拉链头3，推力板2又展开成板状盘绕在推力板巻 轮5上。通过改变旋转电机1的转向以及转速便可以控制推力板2直线伸长和收 縮的速率，通过闭环伺服控制方式可以最终实现巻尺式电机直线输出速率和位置 的精确控制。参照图2 图4巻尺式电机在初始状态时，推力板2的输出端伸长量
为零，但是其已经有小部分穿过拉链头3被缝合成圆筒状，这样设计的原因主要是便于推力板2在工作时的缝合和展开；控制电机l旋转，带动推力板2的输出端直线伸长或收缩，同时拉链机构使得推力板2缝合或者展开，增大巻尺式电机 的最大推力，提高直线运动的效果，其工作状态参照图5 图7所示，伸出长度AI。
权利要求1、一种卷尺式直线电机，其特征在于所述卷尺式直线电机包括旋转电机、电机底座、推力板以及推力板卷轮，所述的旋转电机安装在电机底座上，所述推力板卷轮安装在电机基座上，所述旋转电机的输出轴与推力板卷轮的中轴传动连接，所述推力板盘绕在推力板卷轮上，所述推力板的末端与推力板卷轮的中轴固定连接，所述推力板还包括与受控机构连接的输出端。
2、 如权利要求l所述的巻尺式直线电机，其特征在于所述的推力板为能径向弯 曲呈圆筒状的推力板，所述推力板的两边设有拉链齿，所述的直线电机还包括拉 链头、支架，所述的支架与电机基座固定连接，所述拉链头安装在支架上，所述 的推力板的输出端穿过所述拉链头。
3、 如权利要求1或2所述的巻尺式直线电机，其特征在于所述旋转电机位于推 力板巻轮的侧边。
4、 如权利要求1或2所述的巻尺式直线电机，其特征在于所述旋转电机位于推 力板巻轮的内部。
专利摘要一种卷尺式直线电机，包括旋转电机、电机底座、推力板以及推力板卷轮，所述的旋转电机安装在电机底座上，所述推力板卷轮安装在电机基座上，所述旋转电机的输出轴与推力板卷轮的中轴传动连接，所述推力板盘绕在推力板卷轮上，所述推力板的末端与推力板卷轮的中轴固定连接，所述推力板还包括与受控机构连接的输出端。本实用新型提供一种结构简单合理、体积小、成本低廉、易于精确控制的卷尺式直线电机。
文档编号H02K7/06GK201041965SQ20072011021
公开日2008年3月26日 申请日期2007年6月1日 优先权日2007年6月1日
发明者李尚会, 杨庆华, 王志恒, 峰 高, 鲍官军 申请人:浙江工业大学