专利名称：一种新型电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型电机，尤其涉及一种一根输出轴可选择性地提供 旋转或直线运动的新型电机。
背景技术：
在某些应用领域，很需要一根输出轴可以选择性地分别提供旋转运动或者 直线往复运动。例如机械手臂，就要求直线移动某种部件，放入特定位置，并 旋转使之固定在指定位置。传统的电机组合通常比较复杂笨重，不利于机械手 臂操作。另 一种应用场合则需要电机能有选择性地实现直线运动和旋转运动， 比如腹腔镜和其他需要类似运动的精密医疗仪器。无论以上哪种应用，都经常 需要在进行旋转运动的时候，实现直线运动的相关部件是锁定的。发明内容该实用新型提供一种新型电机，其发明目的在于使一根输出轴上实现直线 和旋转两种运动，并且使旋转运动和直线运动分开控制，即在直线运动时，旋转运动能被锁住；同样在旋转运动时，直线运动机构锁住。另外，电机结构简 单，制造成本下降；另外，该电磁装置结构紧凑，轻便。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种新型电机，其包括一个机身，其特征在于- 还包括(a) 固定在上述机身内的定子一和定子二；(b) 固定在上述机身内的转子一和转子二，分别与定子一和定子二有磁性 的相互作用；(C)上述的定子一和转子一组成一个旋转电机；(d) 上述的定子二和转子二组成一个电磁刹车；(e) —个轴穿过上述机身的一部分，并且轴向穿过上述的转子一和转子 二，轴上的螺纹部分与转子一或转子二其中一个的螺纹部分相互配 合.(f) 上述轴的一部分，通过固定装置，穿过上述不带螺纹的转子一或不 带螺纹的转子二，固定装置只允许轴和转子一或转子二有轴向运动 关系但不允许有径向运动关系。上述的螺纹部分是在上述的转子一里面的。 或者，上述的螺纹部分是在上述的转子二里面的。上述的固定装置包括一个固定销径向穿过上述的轴和不带螺纹的转子一或 不带螺纹的转子二，并且固定在轴上，上述的销可以在不带螺纹的转子一或不 带螺纹的转子二上的键槽内轴向移动。或者，上述的固定装置包括上述轴的一部分，该部分有一个六边形断面和 一个开槽，开槽通过转子一或转子二的不带螺纹部分，形成一个相对应的断面。一个环形永久磁铁固定在轴上，机身上与环形永久磁铁相对应的位置固定 有一个磁性感应元件。上述技术方案的有益之处在于可以控制电磁刹车的锁住和释放来控制轴 只发生轴向位移或只发生旋转运动，从而实现旋转运动和直线运动的分离，并 且结构紧凑而且成本低。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图l是本实用新型实施例l结构示意图图2是本实用新型实施例2结构示意图 图3是本实用新型实施例3结构示意图 图4是本实用新型实施例4结构示意图具体实施方式
图l为本实用新型实施例l。电机10包含一个机身20， 一个环形定子22固定在机身内，它与一个固定在 环形衬套26上的永久磁铁24有磁性的相互作用，环形衬套26和永久磁铁24组成 一个电机转子。轴28轴向穿过机身20，轴28包括一个从衬套26轴向穿过的圆柱 体部分30。固定销32固设与圆柱体部分30并插入衬套26上所开的槽36。轴28做 轴向运动时，固定销32沿槽36运动。机身20还包含一个固定在机身内的环形定子二40，它与另一个固定在带有 内螺纹的环形衬套44上的永久磁铁42有磁性的相互作用。定子二40和这个永久 磁铁42组成一个电磁刹车。轴28上的外螺纹50与环形衬套44上的内螺纹配合。 一个环形永久磁铁56固定在轴28上，机身20上与环形永久磁铁56相对应的位置 固定有一个霍尔元件或类似的传感器58，环形永久磁铁56与霍尔元件58有磁性
的相互作用。在使用中，最初当环形衬套26和永久磁铁24组成的转子按一个方向旋转时， 定子二40通入电流，定子二40和永久磁铁42组成的电磁刹车被锁住。当轴28旋 转的时候，由于外螺纹50与环形衬套44上的内螺纹配合互相配合，轴28将向图1 的左边移动。当轴28直线运动到最大行程的时候，永久磁铁56感应霍尔元件58， 使定子二40和永久磁铁42组成的电磁刹车释放。定子二40和永久磁铁42组成的 电磁刹车释放后。轴28不再直线运动而空转。当轴28需要返回到图1中原来的位 置时，定子二40和永久磁铁42组成的电磁刹车锁住，环形衬套26和永久磁铁24 组成的转子按相反的方向旋转，轴28向图1的右边做直线运动。轴承70和72对轴28提供轴向和径向支撑，引出线74用来使各部件电连接。图2为本实用新型实施例2。电机80包含一个机身90， 一个固定在机身90内的环形定子一92,它与一个 固定在环形衬套96上的永久磁铁94有磁性的相互作用，衬套96和永久磁铁94组 成一个电机转子。机身90还包含一个固定在机身90内的环形定子二100，它与另一个固定在环 形衬套104上的永久磁铁102有磁性的相互作用。定子二100和这个永久磁铁102 组成一个电磁刹车。轴98穿过机身90并且其圆柱部分110穿过衬套104。固定销 116固设于圆柱体部分110并插入衬套104开设的槽118。当轴98轴向运动时，固 定销116沿槽118运动。轴98上的外螺纹120与衬套96上的内螺纹配合， 一个环行永久磁铁130固定 在轴98上，同时与一个霍尔元件或类似的传感器132有磁性的相互作用。轴承140和142对轴98进行轴向和径向支撑，引出线144用来使各部件电连接。在直线运动中，衬套96和永久磁铁94组成的转子按一个方向旋转时，定子 二100和永久磁铁102组成的电磁刹车被锁住。轴98将向图2的左边移动，但轴98 本身不旋转。当轴98直线运动到最大行程的时候，永久磁铁130感应霍尔元件 132，定子二100和永久磁铁102组成的电磁刹车释放。轴98空转。轴98的直线运 动由于固定销116运动到槽118的末端被停止。当它需要返回到图2中原来的位置 时，定子二100和永久磁铁102组成的电磁刹车锁住，衬套96和永久磁铁94组成 的转子按相反的方向旋转，轴98向图2的右边做直线运动。图3为本实用新型实施例3。由于电机10'是电机IO (图l)的变形，所以相应的零件号参照图l的序号， 而且图3中未做说明的部分也可参照图1。电机10和电机10'的不同之处是后 者取消了图1中的永久磁铁56，当环形衬套26和永久磁铁24组成的转子上的永久 磁铁24靠近的时候来触发霍尔元器件58。电机10'包括一个回位弹簧150，该弹 簧150在衬套26和轴承70之间，使轴28回位至初始位置。当电机10'垂直运行 时，可以不用回位弹簧150。图4是本实用新型实施例4。由于电机80'是电机80 (图2)的变形，所以相应的零件号参照图2的序号， 而且图4中未做说明的部分也可参照图2。电机80和电机80 '的第一个不同点在 于，衬套160在永久磁铁94'和螺纹衬套96'之间，并给轴98'做中心支撑。第 二个不同点是取消了图2中的永久磁铁130和霍尔元件132 (图2)，控制决定于 刹车100' /102'锁定和解锁时间以及转子94' /92' /96'旋转的时间。轴98' 上固定有一个圆形法兰162，与衬套104'在直线运动的末端位置接合，以防轴98'在旋转期间进一步做直线运动，第三个不同点是取消了图2中的固定销116 与槽118，用轴98'上的六边形部分166来取代，以防止轴和衬套的旋转运动。 同时轴104'有一个轴向贯通的六边形的开槽与六边形部分166配合。根据上述该实用新型的结构，需说明的是各独立元件和/或特征不只局限于 一种特定的结构中，它们是可以与其它可应用的结构中的零件互换的，尽管没 有特别说明。特殊的方向性术语如"向上的"，"向下的"，"在内的"，"在外的"，"向 内的"，"向外的"，"水平的"，"垂直的"，诸如此类等，在此使用时，是指 图纸中对应元件的位置，该实用新型的各个元件不一定仅限于该位置。
权利要求1.一种新型电机，其包括一个机身，其特征在于还包括(a)固定在上述机身内的定子一和定子二；(b)固定在上述机身内的转子一和转子二，分别与定子一和定子二有磁性的相互作用；(c)上述的定子一和转子一组成一个旋转电机；(d)上述的定子二和转子二组成一个电磁刹车；(e)一个轴穿过上述机身的一部分，并且轴向穿过上述的转子一和转子二，轴上的螺纹部分与转子一或转子二其中一个的螺纹部分相互配合；(f)上述轴的一部分，通过固定装置，穿过上述不带螺纹的转子一或不带螺纹的转子二，固定装置只允许轴和转子一或转子二有轴向运动关系但不允许有径向运动关系。
2. 如权利要求l所述的一种新型电机，其特征在于上述的螺纹部分是在上 述的转子一里面的。
3. 如权利要求l所述的一种新型电机，其特征在于上述的螺纹部分是在上 述的转子二里面的。
4. 如权利要求l所述的一种新型电机，其特征在于上述的固定装置包括一 个固定销径向穿过上述的轴和不带螺纹的转子一或不带螺纹的转子二， 并且固定在轴上，上述的销可以在不带螺纹的转子一或不带螺纹的转子 二上的键槽内轴向移动。
5. 如权利要求l所述的一种新型电机，其特征在于上述的固定装置包括上 述轴的一部分，该部分有一个六边形断面和一个开槽，开槽通过转子一 或转子二的不带螺纹部分，形成一个相对应的断面。
6. 如权利要求l所述的一种新型电机，其特征在于 一个环形永久磁铁固定 在轴上，机身上与环形永久磁铁相对应的位置固定有一个磁性感应元件。
专利摘要本实用新型提供一种新型电机，其包括一个机身；固定在上述机身内的定子一和定子二；固定在上述机身内的转子一和转子二，并且分别与定子一和定子二相互有磁性作用；定了一和转子一组成一个旋转电机；定子二和转子二组成一个电磁刹车；轴穿过转子一和转子二；输出轴上有螺纹部分穿过转子一或转子二中的螺纹部分与它配合；上述轴的一部分，通过固定装置，穿过上述不带螺纹的转子一或不带螺纹的转子二，固定装置只允许轴和转子一或转子二有轴向运动关系但不允许有径向运动关系。本实用新型可以控制电磁刹车的锁住和释放来控制轴只发生轴向位移或只发生旋转运动，从而实现旋转运动和直线运动的分离，并且结构紧凑而且成本低。
文档编号H02P6/24GK201004585SQ20062014807
公开日2008年1月9日 申请日期2006年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者凯西·考互斯基 申请人:海顿直线电机(常州)有限公司