专利名称：基于双环或多环音圈电机的复合执行器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直流直线电机技术领域，具体涉及一种基于双环或多环音圈电机的复合执行器。
背景技术：
音圈电机是一种短行程的直流直线电机，主要分为圆柱型音圈电机和摆动型音圈电机。目前市场上圆柱型音圈电机系列应用相当广泛，这种电机具有结构简单、体积小、推力波动小、高加速度、响应快而其行程少于50_等特性，因而被广泛应用在医疗、半导体、航空、汽车、IC装备等领域，包括阀门制动器、小型精密替换测量仪、振动平台以及主动式减振系统等众多方面。其工作原理是:通电线圈放在磁场内就会产生力，从而将实际的电流转化为直线推力或扭力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例，基于此原理制造的音圈电机运动形式为直线或圆弧。近年来，随着科技的发展，对音圈电机的技术要求更为苛刻。例如:在IC装备业中，要求加工的晶片尺寸愈来愈大，而加工精度却愈来愈高，这样就要求音圈电机的推力增大、定位精度更高、响应速度更快。已有技术中的音圈电机，尽管其响应速度较快，但通常在线圈底座上设置单只线圈支架，在单只线圈支架上绕设单线圈，这种单环音圈电机的推力较小，无法满足对大推力的需求。而传统的能实现大推力的液压伺服电机和具有丝杠传动机构的旋转伺服电机，由于其响应速度较慢，因而无法满足高速响应的要求。还有一种是采用电磁阀方式，即线圈通过吸合磁铁或导磁体的方式实现短行程推力，但电磁阀由于其推力和电流大小的非线性特性导致伺服控制算法复杂，不利于高速伺服控制，而且电磁阀实现大推力的行程特别短。针对上述已有技术，本申请人作了有益的探索与设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并 且在采取了严格的保密措施下经实验证明是切实可行的。
发明内容本实用新型的任务是要提供一种基于双环或多环音圈电机的复合执行器，它通过简单的连接方式，使双环或多环音圈电机可以在轴向进行任意组合，形成任意大推力的高响应复合直驱执行器，同时结构简单，空间紧凑、动作可靠性强。本实用新型的任务是这样来完成的，一种基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特点是:包括两个以上的结构相同的且在高度方向呈层叠式排列方式设置的双环或多环音圈电机，各双环或多环音圈电机由环形磁座和与环形磁座相配合的线圈动子构成，各线圈动子之间通过连接轴相互连接并在顶部用锁紧螺母固定，各环形磁座之间设置有环形连接套，并通过螺钉将环形磁座和环形连接套相互连接固定。在本实用新型的一个具体的实施例中，每一双环或多环音圈电机的线圈动子在本体的轴向中间开设有第一导向孔，每一双环或多环音圈电机的环形磁座在本体的轴向中间开设有第二导向孔，所述的连接轴置于所述的第一导向孔、第二导向孔中，在所述的连接轴外套设有一轴套，所述的轴套通过弹性挡圈固定在环形磁座的本体上。在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的第二导向孔的孔壁上开设有用于固定弹性挡圈的挡圈凹槽。在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的连接轴在高度方向的底部中间开设有螺纹孔，所述的连接轴在高度方向的上部依次设有轴肩、端部螺纹段，所述的端部螺纹段的外螺纹尺寸与所述的螺纹孔的内螺纹尺寸相吻合，以实现上、下连接轴之间的螺接。在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的连接轴在高度方向的顶部中间开设有用于方便轴旋转锁紧的内六角凹槽。在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的环形磁座在本体的外圆周上开设有多个沉头通孔和多个螺纹孔，各沉头通孔与各螺纹孔之间呈间隔设置且按相同弧度交错分布在同一圆周上；所述的环形连接套上开设有多个通孔，所述的通孔的数量与所述的沉头通孔和螺纹孔的数量相同且位置相对应；所述的螺钉在穿过上面一个环形磁座上的沉头通孔和环形连接套上的通孔后，再拧紧到下面一个环形磁座的螺纹孔中而实现上、下环形磁座间的相互锁紧固定。本实用新型由于采用上述结构后，具有的有益效果:通过简单的上下层叠连接，使双环或多环音圈电机之间在轴向可以进行任意组合，形成任意大推力的高响应复合直驱执行器；同时，层叠连接成的复合执行器其整体结构简单，空间紧凑，方便加工，拓扑结构好，装配牢固，能确保执行器动作的可靠性。
图1为本实用新型的一实施例整体结构简图。图2为图1实 施例的平面剖视图。图3为图1实施例的立体结构剖视图。图4为本实用新型所述的双环或多环音圈电机的立体剖视图。图5为本实用新型所述的环形连接套的一实施例立体图。图6为本实用新型所述的连接轴的一实施例立体图。图7为图6所述的连接轴的平面剖视图。图8为本实用新型的另一实施例的立体结构剖视图。图中:1.线圈动子、11.第一导向孔；2.环形磁座、21.第二导向孔、211.挡圈凹槽、22.沉头通孔、23.螺纹孔；3.螺钉；4.环形连接套、41.通孔；5.锁紧螺母；6.连接轴、61.螺纹孔、62.轴肩、63.端部螺纹段、64.内六角凹槽；7.轴套；8.弹性挡圈。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。实施例1请见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，本实施例给出了音圈电机为四环结构且在轴向(即高度方向)上层叠两个音圈电机而组合成的复合执行器。该复合执行器包括两个结构相同的且在高度方向呈层叠式排列方式设置的双环或多环音圈电机，每一双环或多环音圈电机由环形磁座2和与环形磁座2相配合的线圈动子I构成。每一线圈动子I在本体的轴向中间开设有第一导向孔11，每一环形磁座2在本体的轴向中间开设有第二导向孔21。所述的连接轴6在高度方向的底部中间开设有螺纹孔61，在高度方向的上部依次设有轴肩62、端部螺纹段63，在高度方向的顶部中间开设有用于方便轴旋转锁紧的内六角凹槽64，所述的端部螺纹段63的外螺纹尺寸与所述的螺纹孔61的内螺纹尺寸相吻合。连接轴6的轴肩62部分置于所述的第一导向孔11中，连接轴6的轴身外套设有一轴套7，所述的轴套7通过弹性挡圈8固定在环形磁座2本体的第二导向孔21的孔壁上，具体是:在所述第二导向孔21的孔壁上开设有挡圈凹槽211，所述的弹性挡圈8卡固在所述的挡圈凹槽211内。轴套7的作用是对连接轴6起导向作用，确保线圈动子I沿着连接轴6的轴向运动。上下两个线圈动子I之间通过上下两根连接轴6相互连接并在连接轴6高度方向的顶部用锁紧螺母5固定，具体是:下面的连接轴6上的端部螺纹段63与上面的连接轴6上的螺纹孔61旋配，上面的连接轴6上的端部螺纹段63上套设有锁紧螺母5，所述的锁紧螺母5与所述的端部螺纹段63旋配并锁紧在轴肩62的上端部。每一环形磁座2在本体的外圆周上开设有多个沉头通孔22和多个螺纹孔23，各沉头通孔22与各螺纹孔23之间呈间隔设置且按相同弧度交错分布在同一圆周上，弧度大小不受任何限制，在本实施例中优选采用60度弧度。所述的环形连接套4设置在上下两个环形磁座2之间，在环形连接套4上开设有多个通孔41，所述的通孔41的数量与所述的沉头通孔22和螺纹孔23的数量相同且位置相对应。所述的螺钉3在穿过上面一个环形磁座2上的沉头通孔22和环形连接套4上的通孔41后，再拧紧到下面一个环形磁座2的螺纹孔23中，从而实现上、下两个环形磁座2间的相互锁紧固定。实施例2请参阅图8，本实施例给出了音圈电机为四环结构且在轴向(即高度方向)上层叠三个音圈电机而组合成的复合执行器。该复合执行器包括三个结构相同的且在高度方向呈层叠式排列方式设置的双环或多环音圈电机，每一双环或多环音圈电机分别由环形磁座2和与环形磁座2相配合的·线圈动子I构成，三个线圈动子I之间通过三根连接轴6相互连接并在顶部用锁紧螺母5固定，三个环形磁座2之间设置两个环形连接套4，即相邻的上下环形磁座2之间各设置一个环形连接套4，并通过上下两组螺钉3分别将三个环形磁座2和两个环形连接套4相互连接固定在一起,其余同对实施例1的描述。在这里需要说明的是:本实用新的音圈电机可以是双环、三环、四环、五环等多环结构，其环数不受任何限制。
权利要求1.一种基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于包括两个以上的结构相同的且在高度方向呈层叠式排列方式设置的双环或多环音圈电机，各双环或多环音圈电机由环形磁座(2)和与环形磁座(2)相配合的线圈动子(I)构成，各线圈动子(I)之间通过连接轴(6)相互连接并在顶部用锁紧螺母(5)固定，各环形磁座(2)之间设置有环形连接套(4)，并通过螺钉(3)将环形磁座(2)和环形连接套(4)相互连接固定。
2.根据权利要求1所述的基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于每一双环或多环音圈电机的线圈动子(I)在本体的轴向中间开设有第一导向孔(11)，每一双环或多环音圈电机的环形磁座⑵在本体的轴向中间开设有第二导向孔(21)，所述的连接轴(6)置于所述的第一导向孔(11)、第二导向孔(21)中，在所述的连接轴(6)外套设有一轴套(7)，所述的轴套(7)通过弹性挡圈(8)固定在环形磁座(2)的本体上。
3.根据权利要求2所述的基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于所述的第二导向孔(21)的孔壁上开设有用于固定弹性挡圈(8)的挡圈凹槽(211)。
4.根据权利要求1所述的基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于所述的连接轴(6)在高度方向的底部中间开设有螺纹孔(61)，所述的连接轴(6)在高度方向的上部依次设有轴肩(62)、端部螺纹段(63)，所述的端部螺纹段￠3)的外螺纹尺寸与所述的螺纹孔(61)的内螺纹尺寸相吻合，以实现上、下连接轴(6)之间的螺接。
5.根据权利要求1所述的基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于所述的连接轴(6)在高度方向的顶部中间开设有用于方便轴旋转锁紧的内六角凹槽(64)。
6.根据权利要求1所述的基于双环或多环音圈电机的复合执行器，其特征在于所述的环形磁座(2)在本体的外圆周上开设有多个沉头通孔(22)和多个螺纹孔(23)，各沉头通孔(22)与各螺纹孔(23)之间呈间隔设置且按相同弧度交错分布在同一圆周上；所述的环形连接套⑷上开设有多个通孔(41)，所述的通孔(41)的数量与所述的沉头通孔(22)和螺纹孔(23)的数量相同且位置相对应；所述的螺钉(3)在穿过上面一个环形磁座(2)上的沉头通孔(22)和环形连接套(4)上的通孔(41)后，再拧紧到下面一个环形磁座(2)的螺纹孔(23)中而实现上、下环形磁座间的相互锁紧固定。
专利摘要一种基于双环或多环音圈电机的复合执行器，属于直流直线电机技术领域。括两个以上的结构相同的且在高度方向呈层叠式排列方式设置的双环或多环音圈电机，各双环或多环音圈电机由环形磁座和与环形磁座相配合的线圈动子构成，各线圈动子之间通过连接轴相互连接并在顶部用锁紧螺母固定，各环形磁座之间设置有环形连接套，并通过螺钉将环形磁座和环形连接套相互连接固定。优点通过简单的上下层叠连接，使双环或多环音圈电机之间在轴向可以进行任意组合，形成任意大推力的高响应复合直驱执行器；同时，层叠连接成的复合执行器其整体结构简单，空间紧凑，方便加工，拓扑结构好，装配牢固，能确保执行器动作的可靠性。
文档编号H02K41/035GK203135683SQ20132012114
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者王肇, 周素平, 韩成超, 潘晨聪, 潘祥生 申请人:王肇, 周素平, 韩成超, 潘晨聪, 潘祥生