一种线性电机及自动化设备的制作方法

本发明涉及驱动技术领域，具体涉及一种线性电机及自动化设备。

背景技术：

如图7所示，图7为现有技术的线性电机的实施例的部分结构示意图。现有的线性电机20包括定子21和动子22，为了限制定子21和动子22之间的相对位置，以使得动子22和定子21在相对运动过程中始终形成均匀的间隙，需要将定子21固定在支架上，定子支架对应动子22的位置固定导轨，动子22上固定导向块，导轨位于电机的外部，这样的线性电机结构设计复杂，同时造成线性电机的整体过于笨重。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种线性电机及自动化设备。

本发明第一方面提供一种线性电机，所述线性电机包括动子、定子和导向组件；所述导向组件包括相互配合导向的第一导向部和第二导向部；

所述第一导向部和所述第二导向部的其中之一设置在所述动子上；所述第一导向部和所述第二导向部中的另一个设置在所述定子上；所述第一导向部和所述第二导向部沿所述动子运动的方向可相对滑动的接触，以限定所述定子和所述动子之间形成均匀的间隙。

进一步，所述动子和所述定子的其中之一为筒体，所述筒体沿所述方向形成贯穿部；所述动子和所述定子中的另一个为穿越所述贯穿部的棒体。

进一步，当所述棒体的横截面为多边形，设置在所述棒体上的所述第一导向部或所述第二导向部沿所述方向设置在所述棒体的至少部分角上。

进一步，所述第一导磁部或所述第二导磁部与所述棒体通过一体成型的方式设置在所述棒体的至少部分角上。

进一步，所述第一导向部与所述定子和动子的其中之一，和/或所述第二导向部与所述动子和所述定子中的另一个通过一体成型、固定件固定或者卡接结构固定连接。

进一步，所述导向组件为导向条和导向块组件、导轨和滑块组件、或导向轴和滑块组件。

进一步，所述导向块包括滑块和固定件；所述滑块通过所述固定件固定于定子或所述动子上。

进一步，所述滑块包括滚轴或滑动块。

进一步，所述第一导向部和所述第二导向部的至少相对的接触面采用摩擦系数小和/或硬度高的材料。

进一步，所述第一导向部与所述动子和所述定子的其中一个的导磁部形成一体的结构；和/或

所述第二导向部与所述动子和所述定子中的另一个的导磁部形成一体的结构。

本发明第二方面提供一种自动化设备，所述自动化设备包括上面任意一项所述的线性电机。

采用本发明的技术方案的主要优势在于，采用导向组件限定定子和动子之间形成均匀的间隙，因此具有简化了线性电机整体结构设计，减轻了重量；提高了线性电机的使用寿命的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的线性电机的实施例的第一整体结构示意图。

图2为本发明提供的线性电机的实施例的第二整体结构示意图。

图3为本发明提供的线性电机的筒体的实施例的结构示意图。

图4a为本发明提供的直线电动机的棒体的实施例的结构示意图；图4b为本发明提供的直线电动机的棒体的实施例的局部a的放大结构示意图。

图5为本发明提供的线性电机的导向块的实施例的爆炸结构示意图。

图6为本发明提供的导向组件的实施例的结构示意图。

图7为现有技术的线性电机的实施例的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明提供一种线性电机及自动化设备，采用这种结构的线性电机，采用导向组件限定定子和动子之间形成均匀的间隙，因此具有简化了线性电机整体结构设计，减轻了重量；提高了线性电机的使用寿命的优势。

图1为本发明提供的线性电机的实施例的第一整体结构示意图。图2为本发明提供的线性电机的实施例的第二整体结构示意图。图3为本发明提供的线性电机的筒体的实施例的结构示意图。图4a为本发明提供的直线电动机的棒体的实施例的结构示意图；图4b为本发明提供的直线电动机的棒体的实施例的局部a的放大结构示意图。图5为本发明提供的线性电机的导向块的实施例的爆炸结构示意图。

如图1或2所示，本发明实施例提供一种线性电机10，所述线性电机10包括动子12、定子11和导向组件；所述导向组件包括相互配合导向的第一导向部13和第二导向部14；

所述第一导向部13和所述第二导向部14的其中之一设置在所述动子12上，具体的，可以设置在动子对应所述定子的动子面上；所述第一导向部13和所述第二导向部14中的另一个设置在所述定子11上，具体的，可以设置在定子对应所述动子的定子面上；所述第一导向部13和所述第二导向部14沿所述动子12的运动方向可相对滑动的接触，以限定所述定子11和所述动子12之间形成均匀的间隙。

在一些优选实施例中，为使得第一导向部13和第二导向部14之间可滑动的接触，而二者之间因相对滑动产生的摩擦力尽可能小的影响动子相对定子运动，因此需要使得至少二者的相对的接触面的滑动摩擦系数比较小(可以使得二者的表面尽量光滑平整，或者尽量采用摩擦系数小(比如：摩擦系数小于0.1的材料)；和/或，在另一些实施例中，需要采用硬度比较高的材料，具体的，比如采用：采用钢(比如：轴承钢)、合金材料、导磁材料、陶瓷或碳纤维等等现在已经或将来开发的具有类似功能的材料制成，或者通过物理的方式将各种材料制成的结构组合成一个整体，以使得第一导向部和第二导向部之间更耐磨。

采用上述结构的线性电机，通过导向条和导向块的配合，可以实现限定定子和动子之间的间隙的功能，省去了在线性电机外部设置导轨和支架的结构，简化了线性电机整体结构设计，减轻了线性电机的重量。

需要说明的是，所述第一导向部和所述第二导向部可以包括但不限于：如图1所示，导向条13和导向块14；如图6所示，图6为本发明提供的导向组件的实施例的结构示意图，导轨13和滑块14；或导向轴和滑块(图未示意出)，或者其它现在已有或者将来设计开发的能够彼此进行导向的结构。本具体实施例下面以导向条和导向块为例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明所述的线性电机即可以包括将电能转换成动能输出的电动机(电动机可以包括：旋转运动的旋转电动机、直线运动的直线电动机)；也可以包括将动能转化为电能输出的发电机。二者之间在一些情况中是可以采用同一结构实现的，通过对相同的结构采用不同的电连接和机械连接的方式，从而分别实现发电机或电动机的功能。

需要说明的是，所述线性电机的定子和动子可以为任意相配合的相对进行线性运动的符合线性电机设计要求的结构，比如：棒体的动子12和筒体的定子11(如图1所示)、棒体的动子12和凹形体的定子11(如图2所示)等等。

进一步需要说明的是，所述11筒体的贯穿部的横截面可以根据需要设计成任意形状，比如：圆形、多边形、椭圆形；其中，多边形可以为三角形、矩形(如图1所示)等等任意边数的多边形。所述棒体12的横截面的形状与贯穿部的横截面形状相配合，使得棒体正好穿越贯穿部，且棒状导磁部外壁与筒体的内壁之间存在间隙，进而通过第一导向部和第二导向部在动子和定子之间形成的间隙限定为均匀的间隙；在一些优选实施例中，棒体的横截面优选多边形(比如，如图1所示，矩形)，这样可以方便永磁体的加工，且方便将永磁体嵌入槽内。本具体实施例以贯穿部和所述棒体的横街面为矩形为例进行说明。

进一步，为进一步理解本发明，以线性电机的动子为棒体，而定子为筒体，第一导向部为导向条，而第二导向部为导向块为例进一步详细说明。

如图1、3所示，该线性电机10包括动子12、定子11、导向条13和导向块14，动子12可相对定子11运动。

所述定子11为由导磁部等等共同形成的筒体11，筒体11沿所述动子运动的方向x形成贯穿部；

动子12为棒体12，该棒体12包括棒状导磁部12，所述棒状导磁部12穿越该贯穿部。所述棒体12沿所述动子运动的方向设置导向条13。

需要说明的是，为使导向块14可滑动地接触所述导向条13，需保证当筒体根据电磁反应原理产生相对棒体沿所述动子运动的方向x运动的作用力时，该作用力可以克服导向块和导向条之间相互接触后产生的摩擦力，从而使得导向块沿导向条形成的轨道相对导向条运动。另外，由于导向块14抵接在所述导向条上，从而可以限定筒体和棒体之间的位置，使得二者之间形成均匀的间隙以形成磁隙。

如图3所示，在一些实施例中，所述导向块14包括滑块141和固定件142，滑块141可以根据需要采用大于等于1的任意个，滑块141通过固定件142固定于筒体11上。可以多个滑块141共同固定在一个固定件142上(如图2所示)，也可以将不同的滑块固定于不同的固定件上，优选第一种方式，这样节省工序，并提高定位的精度。

在一些实施例中，则所述固定件142为一对应所述筒体11的筒状结构142，所述筒状结构142的外壁固定在所述筒体11上，内壁用于固定一个或者多个滑块。

在一些实施例中，所述滑块141可以包括但不限于滑动块或者滚轴141(如图5所示)，优选滚轴，采用滚轴的方式可以尽量减少导向块14与导向条13之间的摩擦力。滚轴141可以通过转轴等可转动的设置在所述固定件142上。

如图5所示，在另一些实施例中，导向块还可以包括滚轴架143，滚轴141通过对应的滚轴架143统一固定在所述固定件142上，将固定件142固定于所述筒体11上，从而实现滑块14的固定。

除上面所述的结构外，在一些实施例中，该线性电机还可以包括多相绕组和/或永磁体等等其它的结构，所述多相绕组和永磁体(图未示意出)可以设置在定子和/或动子上。

如图4a、4b所示，在一些实施例中，当棒体12内壁的横截面围成多边形(比如：矩形)，所述导向条13沿所述动子12运动的方向设置在棒体12的各个角的至少部分角处，在一些实施例中，优选棒体的每个角设置导向条，这样可以更好的保持运动部分的稳定性。以横截面为矩形的棒体为例，优选导向条13为4个，分别设置在棒体12的4个角处；除此之外，导向条13也可以为小于等于4的任意个，比如：2个，分别设置在棒体的对角上(图未示意出)。

在一些优选实施例中，所述第一导向部与所述定子和动子的其中之一，和/或所述第二导向部与所述动子和所述定子中的另一个的导磁部可以通过但不限于设计成为一体成型的结构、通过第三个固定件两二者固定或者二者之间进行卡接等的方式连接。如图4a、4b所示，以导向条13为例，可以将导向条13和动子12的导磁部设计成为一体的结构，可以在需要设置导向条的位置，通过对导磁部的设计，比如：对导磁部，即上述棒体12的至少4个角的位置进行导角设计，从而使得该导角13成为导向条13，从而具有加强导向条和第一部分的导磁部结合的紧密度的优势，增加了导向条和动子定位的牢固性，减少了因动子和定子相对运动过程中，二者之间发生松动分离的可能性。

需要说明的是，每个导轨可以对应的导向块的数量为任意，导向块可以固定于筒体上的任意位置，只要保证导向块与导向条相对应即可。

如图5所示，在一些实施例中，导向块14为2个，2个导向块14分别固定于筒体11的两端。

在一些实施例中，本发明还提供一种自动化设备(图未示意出)，所述自动化设备包括上面任意一个实施例所述的线性电机。需要说明的是，所述自动化设备可以包括：机器人；各种功能的自动化设备，可以包括：交通设备(比如：地铁或磁悬浮列车中应用线性电机)；精密仪器(比如：绘图仪器、医疗设备、航空航天仪器等)；传送设备(比如：电梯)；加速设备(比如：发射装置)；生活设备(比如：电动推拉门、电动开关窗帘)等等。其中，机器人可以看作是一种高级的自动化设备。

有关线性电机的描述参见上面所述，在此不再重复赘述。

当一个元件被表述“固定于”、“固定在”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。

本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：a和/或b,可以表示单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其它步骤或模块。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的结构和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的线性电机及自动化设备进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。