充磁方向为轴向充磁，爪极具有均匀分布的轴向通孔，利用非导磁材料的螺钉将动子模块与空心轴固定，两个爪极之间夹着环形永磁体。用于直线运动和旋转运动的磁路由同一个环形永磁体提供。
[0046]分磁路结构的动子模块包括两个爪极和两个尺寸不同的环形永磁体，位于爪极内部和空心轴6外部的环形永磁体提供旋转运动磁场。
[0047]分磁路结构的动子模块包括两个以上的非环形永磁体和一个环形永磁体，位于空心轴内部的环形永磁体提供直线运动磁场。
[0048]环形永磁体的充磁方向为轴向充磁。并且具有两套个动子铁心。尺寸较小的环形永磁体与一套动子铁心压装在空心轴内部；而为了提供直线部分运动所需要的极距。法兰盘内部具有极靴结构。其余永磁体与另一套动子铁心压装在空心轴外部。用于直线运动和旋转运动的磁路由空心轴分开，互不干扰。
[0049]其磁通分为两个闭合路径。其中一路为，由空心轴外部的环形永磁体发出，经过法兰盘、爪、气隙，旋转定子，再通过相同的物体回到空心轴外部的环形永磁体。或是由多个磁极构成的径向磁路。
[0050]另外一路为，由空心轴内部的环形永磁体发出，经过法兰盘、极靴、气隙，直线定子，再通过相同的物体回到空心轴内部的环形永磁体。
[0051]每个动子模块爪极数量旋转部分的极数和直线运动的极数不必相同。也可以相同，也可以不同。配比灵活多变。
[0052]本实用新型采用的爪极与普通爪极电机有所不同。普通爪极电机需要通过采取非磁性钢，或非磁性材料做的环来避免磁分路。而本实用新型提出的爪极电机，正是需要将磁路分成两路，引导一部分用于直线运动的磁通从内部闭合。而为了提供直线部分运动所需要的极距。法兰盘内部具有极靴结构。
[0053]其磁通分为两个闭合路径。其中一路为，由环形永磁体发出，经过法兰盘、爪、气隙，旋转定子，再通过相同的物体回到环形永磁体。
[0054]另外一路为，由环形永磁体发出，经过法兰盘、极靴、气隙、直线定子，再通过相同的物体回到同一个环形永磁体。
[0055]参见图1，说明本实用新型所述的旋转直线电动机的整机安装方法。首先，在将两个定子的绕组安置在两个定子中后。将旋转定子3压装在机壳2中的预定位置。然后利用后端盖I将其和直线定子8安装在一起。再将动子放入两个定子之间的间隙中，使空心轴6伸出机壳外。最后安装前端盖9。利用安装在直线定子上的和前端盖上的滚子轴承将空心轴夹住(见图1、2、3、4、5、6、7、8)。
[0056]耦合磁路结构的单个转子模块的动子组装过程:首先用两个爪极夹住环形永磁体(利用极靴上沿定位)。形成一个转子模块，然后用螺钉将单个转子模块或多个转子模块与空心轴固定在一起形成一个完整的动子(见图4、5 )。
[0057]—种分磁路结构的单个转子模块的动子组装过程:首先将一个爪极压入空心轴外部的预定位置，然后依次压入环形永磁体、爪极。然后将环形极靴压入空心轴内部的预定位置，然后依次压入环形永磁体和另一个环形极靴。即完成压入了一个动子模块。随后可根据电动机设计的不同，可压入多个动子模块(见图9、10)。
[0058]另一种分磁路结构的单个转子模块的动子组装过程:首先将旋转运动磁场需要的磁极压入空心轴外部的预定位置，然后将环形极靴压入空心轴内部的预定位置，依次压入环形永磁体和另一个环形极靴。即完成压入了一个动子模块。随后可根据电动机设计的不同，可压入多个动子模块(见图11、12)。
【主权项】
1.一种旋转直线永磁电动机，包括定子、动子、后端盖(I)和前端盖(9)，其特征在于:该电动机具有两个定子:旋转定子(3)和直线定子(7)，旋转定子(3)和直线定子(7)通过止口和螺栓安装在后端盖(I)和机壳(2)上；直线定子(7)设置在旋转定子(3)的径向内部；该电动机具有一个中空的动子(5)，动子(5)套设在直线定子(7)外部；前端盖(9)上安装有内外两层滚子轴承(8)，空心轴(6)安插在两层滚子轴承(8)之间的空隙中，且空心轴(6)为非导磁材料；动子(5)内设有环形永磁体(4)，动子(5)通过与其连接的空心轴(6)将旋转运动和直线运动同时或分别输出。
2.权利要求1所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:直线定子(7)具有便于引出绕组引线的空心结构。
3.权利要求1所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:电动机的定子与动子的长度不同。
4.权利要求1所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:动子(5)由单个或多个动子模块构成；每个动子模块的磁路分为耦合磁路和分磁路两种。
5.权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:当动子模块的磁路为耦合磁路时，只有一个环形永磁体，旋转运动和直线运动的磁场都耦合在一个环形永磁体里边。
6.权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:当动子模块的磁路为分磁路时，旋转运动和直线运动的磁场是分开的，由两个永磁体分别提供。
7.权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:耦合磁路结构的动子模块包括一个环形永磁体和一对爪极，环形永磁体的充磁方向为轴向充磁，爪极具有均勻分布的轴向通孔，利用非导磁材料的螺钉将动子模块与空心轴固定，两个爪极之间夹着环形永磁体。
8.根据权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:分磁路结构的动子模块包括两个爪极和两个尺寸不同的环形永磁体，位于爪极内部和空心轴(6)外部的环形永磁体提供旋转运动磁场。
9.根据权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:分磁路结构的动子模块包括两个以上的非环形永磁体和一个环形永磁体，位于空心轴内部的环形永磁体提供直线运动磁场。
10.根据权利要求4所述的旋转直线永磁电动机，其特征在于:每个动子模块爪极数量旋转部分的极数和直线运动的极数不必相同。
【专利摘要】本实用新型主要涉及一种旋转直线永磁电动机，属于电动机技术领域。这种永磁电动机能够同时或独立产生旋转和直线运动。这两种运动通过三维分布的永磁磁场来实现。本实用新型的电动机按磁路结构分，可分为两种结构，一种为耦合磁路结构。另一种为分磁路结构。电机具有两个独立定子，定子分为用于旋转运动的定子成为旋转定子和用于直线运动的定子成为直线定子，一个中空的动子。两套独立的互不干扰的绕组可分别供电。使控制更加方便，容易实现更加精确的定位。即该电动机可以产生只旋转，只直线、或螺旋运动。而且与以往提到的旋转直线电机相比，永磁体数量少，结构简单，而且旋转部分的极数和直线运动的极数不必相同。
【IPC分类】H02K16-00, H02K1-06
【公开号】CN204271858
【申请号】CN201420762294
【发明人】孙宁, 陈丽香
【申请人】沈阳工业大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月8日