专利名称：一种螺旋运动电磁驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺旋运动电磁驱动装置，具有驱动转轴旋转的旋转运动直线 弧形电机和驱动转轴沿轴向直线运动的直线弧形电机，尤其适用于驱动负载做螺旋运动。
背景技术：
柔性加工制造系统、机器人及精密数控机床等装置的驱动电机，需要在驱动轴上 实现旋转运动或者直线运动。这些运动可以独立产生，也可同时存在。传统技术通过机械性 的组合，实现旋转或直线运动单元，这些解决方案不仅控制方式相当复杂，而且还需要很多 价值昂贵、体积庞大且笨重的机械传动装置。此外，传动组件及轴承均吸收较大的轴向力， 导致这些组件的机械磨损相当大。中国专利200580047084. 3公开的“用于注塑机的可直线医用的旋转驱动装置”， 包括相继布置的旋转电机、直线电机，液压缸、蜗杆、螺纹主轴、传动皮带、液压活塞、导向装 置等，实现了负载的旋转和直线运动。但是，所述驱动装置的缺点在于其结构复杂、传动需 要中间环节、装置体积大、动子惯量大等，对轴承的承受能力要求严格。中国专利200680043229. 7公开的“具有内置式直线-旋转直接驱动装置的塑料注 射成型机”，包括电动旋转驱动装置、电动直线驱动装置、输出轴等，旋转驱动装置与直线驱 动装置共用一个罐形外转子，罐形外转子与输出轴固定相连，直线电机的空心圆柱形定子 的主要部分布置在罐形外转子的内腔中，旋转电机的定子以与直线电机的空心圆柱形定子 固定相连的方式布置在直线电机的空心圆柱形定子的内部。所述装置的旋转电机与直线电 机的定子绕组布置在一个罐形外转子上，外转子直接驱动输出轴，转动惯量大，轴承磨损较 大，机械结构复杂，加工费用高，整个驱动装置具有较大结构。以上两个专利均采用旋转电机和直线电机的组合，通过辅助的传动机构，实现了 负载的旋转和直线运动，但均存在结构复杂、轴承磨损严重、机械结构复杂等问题。
实用新型内容本实用新型提供一种螺旋运动电磁驱动装置，其目的是解决现有技术存在的缺 点，提供一种结构紧凑、传动机构简洁，能有效减小轴承磨损，控制简单、成本低的直线弧形 电机直接驱动装置。本实用新型的技术方案是以下述方法实现的螺旋运动电磁驱动装置，包括旋转运动直线弧形电机定子、直线运动直线弧形电 机定子和运动轴，所述旋转运动直线弧形电机定子和直线运动直线弧形电机定子通过紧固 件和T型块合二为一，构成所述螺旋运动电磁驱动装置的定子部分，并在两者之间设置隔 磁片；运动轴为旋转运动直线弧形电机和直线运动直线弧形电机所共用，是所述螺旋运动 电磁驱动装置的动子部分，通过直线轴承与基座相连。所述旋转运动直线弧形电机定子由旋转运动直线弧形电机定子铁芯和旋转运动 直线弧形电机定子绕组构成。所述旋转运动直线弧形电机定子铁芯呈“桥弓”形，由形状一致的开槽硅钢片沿轴 向叠压而成，并同过螺栓和螺母沿轴向连成一体，所述旋转运动直线弧形电机定子绕组填压在旋转运动直线弧形电机定子铁芯的槽中。 所述直线运动直线弧形电机定子由直线运动直线弧形电机定子铁芯和直线运动 直线弧形电机定子绕组构成。所述直线运动直线弧形电机定子铁芯呈“桥弓”形，由形状不同的沿圆周方向开槽 的硅钢片叠压而成，并通过T型块连成一体，所述直线运动直线弧形电机定子绕组填压在 直线运动直线弧形电机定子铁芯的槽中。所述旋转运动直线弧形电机定子和直线运动直线弧形电机定子的定子铁芯硅钢 片正交叠放，定子齿槽正交分布，定子绕组正交放置。采用本实用新型所提供的方案，螺旋运动电磁驱动装置的两个定子铁芯及绕组区 域完全相同，动、定子间的电磁耦合面积同，因此可消除径向力，降低轴承的磨损。采用本实用新型所提供的方案，螺旋运动电磁驱动装置可以直接驱动负载做直 线、旋转、螺旋运动。同时，还具有结构简单、紧凑、转动惯量小、轴承磨损小、控制容易等特 点ο
图1为本实用新型总体结构立体示意图；图2为旋转运动直线弧形电机定子立体示意图；图3为图2的A-A'视图；图4为图2的B-B'视图；图5为直线运动直线弧形电机定子立体示意图；图6为图5的C-C'视图；图7为图5的D-D'视图；图8为旋转运动直线弧形电机定子和直线运动直线弧形电机定子的组合立体示 意图；图9为图8的E-E'视图；图10为运动轴的立体示意图。附图中1.旋转运动直线弧形电机定子，2.旋转运动直线弧形电机定子铁芯，3.旋 转运动直线弧形电机定子绕组，4.直线运动直线弧形电机定子，5.直线运动直线弧形电机 定子铁芯，6.直线运动直线弧形电机定子绕组，7.运动轴，8.螺栓，9.螺母，10.紧固件， 11.隔磁片，12. T型块，13.直线轴承。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型总体结构立体示意图，所述的螺旋运动电磁驱动装置， 由旋转运动直线弧形电机定子1、直线运动直线弧形电机4、运动轴7等构成。所述旋转运动直线弧形电机定子1的立体示意图如图2所示，呈“桥弓”形，由旋 转运动直线弧形电机定子铁芯2和旋转运动直线弧形电机定子绕组3组成。所述旋转运动 直线弧形电机定子铁芯2由形状一致的、开有齿槽的硅钢片沿轴向叠压而成，并同过螺栓8 和螺母9沿轴向连成一体。所述旋转运动直线弧形电机定子绕组3填压在旋转运动直线弧 形电机定子铁芯2的槽中。当旋转运动直线弧形电机定子绕组3中，通入交变的电流后，会 产生沿圆周方向旋转的磁场，可驱动运动轴7做旋转运动。图3所示为图2的A-A'视图。图4所示为图2的B-B'视图。所述旋转运动直线弧形电机定子4的立体示意图如图5所示，同样呈“桥弓”形， 由直线运动直线弧形电机定子铁芯5和直线运动直线弧形电机定子绕组6组成。所述直线 运动直线弧形电机定子铁芯5由形状各不相同的、沿轴向开有齿槽的硅钢片叠压而成。直 线运动直线弧形电机定子铁芯5的背部沿叠片方向开有T型燕尾槽，T型块12镶嵌在燕尾 槽中，将硅钢片固定成一体。所述直线运动直线弧形电机定子绕组6填压在直线运动直线 弧形电机定子铁芯5的槽中。当直线运动直线弧形电机定子绕组6中，通入交变的电流后， 会产生沿轴向方向运行的磁场，可驱动运动轴7做直线往复运动。图6所示为图5的C-C' 视图。图7所示为图5的D-D'视图。如图8所示，所述旋转运动直线弧形电机定子1和直线运动直线弧形电机定子4 通过紧固件10和T型块12合二为一，构成螺旋运动电磁驱动装置的定子部分，并在两者之 间设置隔磁片11，用于保证旋转运动直线弧形电机和直线运动直线弧形电机的磁路独立， 减小漏磁。旋转运动直线弧形电机定子1与直线运动直线弧形电机定子4的定子铁芯在空 间上正交分布，定子绕组沿圆周分区域正交布置，且两者相交部分为台阶结构，便于两者之 间的固定。图9所示为图8的E-E'视图。如图10所示，运动轴7为旋转运动直线弧形电机和直线运动直线弧形电机所共 用，是所述螺旋运动电磁驱动装置的动子部分，通过直线轴承13与基座相连，保证电机的 工作气隙。
权利要求1.螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述装置包括旋转运动直线弧形电机定子 (1)、直线运动直线弧形电机定子(4)和运动轴(7)，所述旋转运动直线弧形电机定子(1)和 直线运动直线弧形电机定子(4)通过紧固件(10)和T型块(12)合二为一，构成所述螺旋 运动电磁驱动装置的定子部分，并在两者之间设置隔磁片(11)；运动轴(7)为旋转运动直 线弧形电机和直线运动直线弧形电机所共用，是所述螺旋运动电磁驱动装置的动子部分， 通过直线轴承(13)与基座相连。
2.根据权利要求1所述螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述旋转运动直线弧形 电机定子(1)由旋转运动直线弧形电机定子铁芯(2)和旋转运动直线弧形电机定子绕组 (3)构成。
3.根据权利要求2所述螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述旋转运动直线弧形 电机定子铁芯(2)呈“桥弓”形，由形状一致的开槽硅钢片沿轴向叠压而成，并同过螺栓(8) 和螺母(9)沿轴向连成一体，所述旋转运动直线弧形电机定子绕组(3)填压在旋转运动直 线弧形电机定子铁芯(2)的槽中。
4.根据权利要求1所述螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述直线运动直线弧形 电机定子(4)由直线运动直线弧形电机定子铁芯(5)和直线运动直线弧形电机定子绕组 (6)构成。
5.根据权利要求4所述螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述直线运动直线弧形 电机定子铁芯(5)呈“桥弓”形，由形状不同的沿圆周方向开槽的硅钢片叠压而成，并通过 T型块(12)连成一体，所述直线运动直线弧形电机定子绕组(6)填压在直线运动直线弧形 电机定子铁芯(5)的槽中。
6.根据权利要求1所述螺旋运动电磁驱动装置，其特征在于所述旋转运动直线弧形 电机定子(1)和直线运动直线弧形电机定子(4)的定子铁芯硅钢片正交叠放，定子齿槽正 交分布，定子绕组正交放置。
专利摘要本实用新型公开了一种螺旋运动电磁驱动装置，由旋转运动直线弧形电机、直线运动直线弧形电机、运动轴等构成。所述旋转运动直线弧形电机和直线运动直线弧形电机的“桥弓”形定子通过紧固件及台阶状结构合二为一，定子铁芯叠片在空间上正交分布，定子绕组分区域正交布置，并共用一个圆柱形动子，可根据性能指标选择两直线弧形电机各自的定子铁芯区域的面积及其它结构参数。采用本实用新型所提供的方案，可以直接驱动负载做直线、旋转、螺旋运动，具有结构简单、紧凑、传动机构简洁、轴承磨损小、易于控制等优点。
文档编号H02K7/06GK201789366SQ20102004115
公开日2011年4月6日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者上官璇峰, 司纪凯, 封海潮, 汪旭东, 许孝卓 申请人:河南理工大学