直线同步电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种直线同步电机。


背景技术：

2.直线同步电机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，接着转子就可以带动外部的转轴转动，转轴转动地带动从动件做直线运动，从而转轴实现将转动形式的动力传递出来，转化成直线运动。
3.现市面上大部分直线同步电机内的转子为保证其都能够稳定地在定子中转动，转子的内侧都是定位在定子凸设的一个连接轴上，转子的另一侧需要与转轴连接，而转轴还需要与从动件连接，转轴在高速转动的过程中，其自身的轴线需要一直与转子的轴线保持共线，但是由于转轴与转子不是一体成型结构，彼此之间组装之后可以会存在一定的误差导致转轴与转子的轴线不共线，从而造成转子与转轴的连接处在转动的过程中不稳定，使得直线同步电机内部出现噪音，严重降低传动效率，缩短直线同步电机的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种直线同步电机，能够在工作过程中使得转子与转轴的连接处更加稳定，提高传动效率，减少噪音，延长使用寿命。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的直线同步电机，包括：驱动装置，所述驱动装置包括有定子和转子，所述转子可绕自身轴线转动地设置在所述定子内部，且所述转子的一端与所述定子通过球面可转动连接，并且所述球面的球心位于所述转子的轴线上；套筒，所述套筒安装在所述定子外侧；转轴，所述转轴的一端与转子连接，所述转轴与所述转子同轴设置，所述转子可带动转轴在所述套筒中转动；从动件，所述套筒和所述转轴中的其中一个与所述从动件螺纹连接，另一个与所述从动件可滑动连接，以使所述转轴能够带动所述从动件沿着所述转轴的轴向移动。
6.根据本实用新型实施例的直线同步电机，至少具有如下有益效果：
7.通过将转子与定子接触之间设计为球面接触结构，并且转子与转轴的一端连接，转轴的另一端与从动件连接，当转轴的轴线与转子的轴线不处于共线状态时，转子可以沿着与定子接触的球面滑动，以使得转子的轴线尽量与转轴的轴线保持共线，从而在工作过程中转子与转轴的连接处更加稳定，提高传动效率，减少噪音，延长使用寿命。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述转子与所述定子之间设有滚珠，所述滚珠的球心位于所述转子的轴线方向上，所述转子和定子均与所述滚珠球面接触。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述从动件包括有顶杆和螺纹卡环，所述顶杆滑动地设置在套筒中，所述螺纹卡环位于所述顶杆靠近所述驱动装置的一端，所述螺纹卡环与所述转轴螺纹连接，并可滑动地卡合在所述套筒内，所述转轴可配合所述套筒带动所述螺纹卡环沿着转轴的轴线方向滑动，以带动所述顶杆在套筒中滑动地靠近或远离所述驱动
装置。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述螺纹卡环的外侧面设有滑动凸块，所述套筒的内侧面设有滑槽，所述滑动凸块可滑动地卡合在滑槽中。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述转轴上套设有轴承，所述套筒靠近所述驱动装置的一侧设有限位槽，所述轴承位于所述限位槽中，所述轴承用于辅助所述转轴与所述套筒之间相对转动。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述转轴上还套设有限位片，所述限位片位于所述轴承靠近驱动装置的一侧。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述转子中凹设有安装槽，所述转轴靠近所述定子的一端设有插接端，所述插接端卡合在安装槽中。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽的内壁面上凹设有卡槽，所述插接端端凸设有卡块，所述卡块卡合在所述卡槽中。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽中设有弹性体，所述弹性体设置在所述转轴与所述转子之间，并位于所述转轴的轴线方向上。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述套筒靠近所述定子的一侧凸设有定位部，所述定子靠近所述套筒的一侧凹设有定位槽，所述定位部卡合在定位槽中。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
19.图1为本实用新型实施例的直线同步电机的立体示意图；
20.图2为图1中示出的套筒、转轴和从动件的分解图；
21.图3为图1中示出的直线同步电机的分解图；
22.图4为图1中示出的转子和转子的分解图；
23.图5为图1中示出的直线同步电机中采用弹簧结构的截面图；
24.图6为图1中示出的直线同步电机中采用垫块结构的截面图。
25.附图标记：
26.100驱动装置、110定子、111定位槽、120转子、121安装槽、122卡槽、123弹性体、130滚珠、
27.200套筒、210滑槽、220限位槽、230定位部、
28.300转轴、310轴承、320限位片、330插接端、331卡块、
29.400从动件、410顶杆、420螺纹卡环、421滑动凸块。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
34.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
35.下面参考图1至图6描述根据本实用新型实施例的直线同步电机。
36.如图1至图6所示，根据本实用新型实施例的直线同步电机，包括：驱动装置100、套筒200、转轴300和从动件400。
37.驱动装置100包括有定子110和转子120，转子120可绕自身轴线转动地设置在定子110内部，且转子120的一端与定子110通过球面可转动连接，并且球面的球心位于转子120的轴线上；套筒200安装在定子110外侧；转轴300的一端与转子120连接，转轴300与转子120同轴设置，转子120可带动转轴300在套筒200中转动；套筒200和转轴300中的其中一个与从动件400螺纹连接，另一个与从动件400可滑动连接，以使转轴300能够带动从动件400沿着转轴300的轴向移动。
38.例如，如图1至图6所示，驱动装置100可以包括有定子110和转子120，转子120可绕自身轴线转动地设置在定子110内部，驱动装置100通电后，定子110可带动转子120在定子110内部转动，且转子120的一端与定子110通过球面可以转动地连接，并且球面的球心位于转子120的轴线上，套筒200可以安装在驱动装置100上，转轴300的一端与转子120连接，转轴300的轴线与转子120的轴线为相互共线状态，转子120可以带动转轴300在套筒200中转动，从动件400的周侧面与套筒200连接，从动件400的一端与转轴300连接，转轴300可以配合套筒200带动从动件400沿着转轴300的轴线方向远离或靠近驱动装置100。
39.其中，定子110是电机的固定部分。定子110由定子铁芯、定子绕组和电机壳体三部分组成。定子110的主要作用是产生旋转磁场，而转子120的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生(输出)电流。套筒200通过紧固件安装在定子110上，并且套设在转轴300和从动件400的外周侧，从动件400在套筒200中沿着转轴300的轴线方向远离或靠近驱动装置100，提供直线驱动力。
40.具体地，通过将转子120与定子110之间的接触设计为球面接触形式，并且转子120与转轴300的一端连接，转轴300的另一端与从动件400连接，当转轴300的轴线与转子120的
轴线不处于共线状态时，转子120可以沿着与定子110接触的球面转动，以使得转子120的轴线尽量与转轴300的轴线保持共线，从而在工作过程中转子120与转轴300的连接处更加稳定，提高传动效率，减少噪音，延长使用寿命。
41.在本实用新型的进一步实施例中，转子120与所述定子110之间设有滚珠130，所述滚珠130的球心位于所述转子120的轴线方向上，所述转子120和定子110均与所述滚珠130球面接触。例如，如图2、图5和图6所示，在本实施例中，定子110上设有第一凹槽，转子120远离转轴300的一侧设有第二凹槽，滚珠130设置在第一凹槽和第二凹槽之间，并且转子120的底面与定子110之间具有间隙，从而转子120可以在定子110中转动，并且转子120可以沿着滚珠130的外表面滑动，以调整自身轴线来尽量与转轴300的轴线保持共线，从而在工作过程中转子120与转轴300的连接处更加稳定，提高传动效率，减少噪音，延长使用寿命。
42.在本实用新型的进一步实施例中，从动件400包括有顶杆410和螺纹卡环420，所述顶杆410滑动地设置在套筒200中，所述螺纹卡环420位于所述顶杆410靠近所述驱动装置100的一端，所述螺纹卡环420与所述转轴300螺纹连接，并可滑动地卡合在所述套筒200内，所述转轴300可配合所述套筒200带动所述螺纹卡环420沿着转轴300的轴线方向滑动，以带动所述顶杆410在套筒200中滑动地靠近或远离所述驱动装置100。例如，如图3、图5和图6所示，将从动件400设计成顶杆410和螺纹卡环420两部分，当顶杆410或者螺纹卡环420其中一个部件损坏时，可以单独跟换，而不需要将整个从动件400一起跟换，节省了材料成本，顶杆410还能够适配到不同的螺纹卡环420上使用，提高配件的适配能力。
43.进一步地，螺纹卡环420靠近顶杆410的一侧凸设有限位凸部，顶杆410的内部为中空结构，顶杆410的内侧面没有螺纹结构，限位凸部卡合在顶杆410的内部，以保持螺纹卡环420和顶杆410位于转轴300的延伸方向上；螺纹卡环420的外侧面与套筒200的内侧面滑动卡合，从而螺纹卡环420不能与套筒200发生相对转动，同时，由于螺纹卡环420与转轴300螺纹连接，在转轴300转动时，螺纹卡环420在螺纹结构的作用下沿着转轴300的延伸方向在套筒200中滑动，在螺纹卡环420移动的过程中可带动顶杆410沿着转轴300的延伸方向滑动。
44.可以理解的是，在其他一些实施例中，转轴300与从动件400均设置在套筒200内，从动件400与套筒200螺纹连接，转轴300与从动件400滑动配合在一起，并可带动从动件400在套筒200中转动，从动件400在套筒200内转动的过程中，在螺纹结构的作用下，从动件400可沿着转轴300的延伸方向靠近或远离驱动装置100。
45.在本实用新型的进一步实施例中，螺纹卡环420的外侧面设有滑动凸块421，所述套筒200的内侧面设有滑槽210，所述滑动凸块421可滑动地卡合在滑槽210中。例如，如图3、图5和图6所示，在本实施例中，螺纹卡环420上设有4个滑动凸块421，4个滑动凸块421等距的分布在螺纹卡环420的周侧面上，4个滑动凸块421呈长条状结构，并与螺纹卡环420的滑动方向一致，套筒200的内侧面也设有4个与滑动凸块421相适配的滑槽210，4个滑槽210并没有延伸到远离驱动装置100一侧的最外端，主要为了防止螺纹卡环420与转轴300在相对移动的过程中发生脱离，还能够防止螺纹卡环420从套筒200的最外端滑出。
46.在本实用新型的进一步实施例中，转轴300上套设有轴承310，所述套筒200靠近所述驱动装置100的一侧设有限位槽220，所述轴承310位于所述限位槽220中，所述轴承310用于辅助所述转轴300与所述套筒200之间相对转动。例如，如图5和图6所示，转子120带动转轴300转动，转轴300经过限位槽220伸进到套筒200内，通过转轴300的转动实现动力输出，
在限位槽220中设有轴承310，能够减少转轴300与套筒200之间相对转动产生的摩擦力，使得转轴300的动力输出效率更加的高。
47.在本实用新型的进一步实施例中，转轴300上还套设有限位片320，所述限位片320位于所述轴承310靠近驱动装置100的一侧。例如，如图3、图5和图6所示，在本实施例中，转轴300上设有凹设有环形槽，限位片320套设在转轴300上并卡合在环形槽中，在组装的时候，轴承310套设在转轴300上并抵住螺纹结构的一端，防止轴承310朝远离驱动装置100的方向滑动，接着将限位片320卡合在环形槽中，限位片320能够防止轴承310朝靠近驱动装置100的方向滑动，从而能够将轴承310限位在转轴300上，使得能够稳定地辅助转轴300在套筒200中转动。
48.在本实用新型的进一步实施例中，转子120中凹设有安装槽121，所述转轴300靠近所述定子110的一端设有插接端330，所述插接端330卡合在安装槽121中。例如，如图2、图4至图6所示，通过在转子120上设有安装槽121，并且将转轴300的插接端330卡合在安装槽121中，使得定子110通电带动转子120转动的时侯，转子120能够带动转轴300转动，从而电能转化成机械能的动力输出，同时，如果将转轴300设计成长轴结构，并与转子120螺纹连接，需要在转轴300上攻螺纹，增加制造成本，并且会导致电机整体的同心度难以控制、电机效率下降、缩短电机的使用寿命等问题，通过将转子120与转轴300采用分体组装的结构，可以大幅度的缩短转轴300的长度，降低转轴300的制造成本，还能有效避免驱动装置100在工作过程中由于抖动而造成转轴300的传动效率下降。
49.在本实用新型的进一步实施例中，安装槽121的内壁面上凹设有卡槽122，所述插接端330凸设有卡块331，所述卡块331卡合在所述卡槽122中。例如，如图2至图6所示，在本实施例中，卡块331的数量为3个，3个卡块331等距的分布在插接端330的周侧面上，卡槽122的数量也为3个，3个卡槽122等距的分布在安装槽121中，当卡块331卡合在卡槽122中时，转轴300与转子120实现限位，从而转子120可带动转轴300转动。
50.在本实用新型的进一步实施例中，安装槽121中设有弹性体123，所述弹性体123设置在所述转轴300与所述转子120之间，并位于所述转轴300的轴线方向上。例如，如图2和图5所示，在本实施例中，弹性体123为弹簧，当直线同步电机完成组装后，插接端330插接在安装槽121中，弹簧处于压缩状态，从而弹簧具有一个复位的反向弹力，同时由于弹簧位于转轴300的轴线方向上，转子120与转轴300的轴线彼此共线，所以弹簧给转子120一个沿着转子120轴向方向上的弹力，使得转子120能够保持与滚珠130紧贴，避免转子120与滚珠130脱离，从而实现更稳定动力传输。
51.可以理解的是，在其他一些实例中，如图6所示，弹性体123也可以为弹性垫片，其中弹性垫片与弹簧的作用一样，主要是为转子120提供一个沿着转子120轴线方向上的弹力，使得转子120能够保持与滚珠130紧贴，避免转子120与滚珠130脱离，从而实现更稳定动力传输。
52.在本实用新型的进一步实施例中，套筒200靠近所述定子110的一侧凸设有定位部230，所述定子110靠近所述套筒200的一侧凹设有定位槽111，所述定位部230卡合在定位槽111中。例如，如图2、图3、图5和图6所示，通过在套筒200上设有定位部230，定位部230呈环状结构，安装槽121也为圆形结构的槽，安装的时定位部230可以卡合定位在定位槽111中，接着在用紧固件将套筒200安装在定子110上。
53.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。