一种电机直接驱动装置的制作方法

1.本技术涉及电机驱动领域，特别是一种电机直接驱动装置。


背景技术：

2.电机直接驱动装置，主要指电动机在驱动负载时，不需经过其他传动部件直接驱动负载。传统的直线电机驱动装置中的直线电机分为动子和定子两部分，定子与驱动装置中的底座固联，动子与驱动装置的工作台固联；定子两侧各安装一副直线滚动导轨副，导轨副中的滚动导轨与底座固联，导轨副中的滚动滑块与工作台固联。整个装置因滚动导轨和滚动滑块的使用，使得装置在宽度和高度方向的尺寸增加。而近年发展较快的紧凑型直线电机模组，一般是将传统的滚动导轨副中的导轨滚道集成设计为与底座一体，将滚动导轨副中的滚动滑块的滚道集成设计为与工作台一体；普遍的是将底座设计为凹型或u型。
3.无论是传统的直线电机驱动装置或是紧凑型直线电机模组，其滚动导向部分的设计和制造均有极高要求，是整个装置制造的关键部分，也是装置成本、价格偏高，难以大量运用于常规精度、速度要求场合的关键原因。另外，这些电机直接驱动装置中都使用了大量的永磁体，且随着行程的增加永磁体数量相应增加，使得整体装置的成本增加。


技术实现要素：

4.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种电机直接驱动装置，包括：
5.一种电机直接驱动装置，包括滑轨和滑座；所述滑座通过所述滑轨进行滑动；
6.所述滑轨设有圆柱状导轨；
7.所述滑座由至少一个滑动单元组成，所述滑动单元内部设有同心滚组和偏心滚组；
8.所述滑座通过所述同心滚组和所述偏心滚组与所述圆柱状导轨滑动连接；所述同心滚组与所述偏心滚组的外围形状均为两段对称弧形形成的环形内凹形，所述两段对称弧形分别与所述圆柱状导轨接触；
9.当所述驱动装置负载发生变化时，调节所述偏心滚组与所述圆柱状导轨之间的距离，减小间隙以及调整接触应力。
10.进一步地，所述滑轨包括滑轨体、圆柱状导轨、永磁体、铁凸极和端部挡块；所述滑轨体上方中间位置设有磁轭部，所述磁轭部上方设置若干所述铁凸极，两个相邻的所述铁凸极之间设置一个所述永磁体，所述滑轨体上方两侧位置分别设置一个所述圆柱状导轨，所述端部挡块设置在所述滑轨体的两端。
11.进一步地，所述圆柱状导轨设置于所述滑轨体外侧。
12.进一步地，设置多个所述滑动单元时，相邻两个所述滑动单元之间设有间隔架。
13.进一步地，所述滑轨还包括位置反馈组件和极限位置开关，所述位置反馈组件设置在所述滑轨体的侧面，所述极限位置开关设置在所述滑轨体的另一侧。
14.进一步地，所述滑座还设有防撞组件；当所述滑座运动到超出所述极限位置开关预设的位置时，所述防撞组件与所述端部挡块接触。
15.进一步地，还包括护带，所述护带设置于所述永磁体和所述铁凸极上方。
16.进一步地，所述滑座两端还设有润滑防尘组件。
17.进一步地，所述润滑防尘组件包括密封唇部、导轨润滑部和储油腔；所述储油腔设置在所述密封唇部的外侧，所述导轨润滑部设置在所述储油腔内侧，所述储油腔设有注油部和气孔；
18.所述密封唇部与所述护带和所述滑轨体滑动接触，所述导轨润滑部与所述圆柱状导轨滑动接触。
19.进一步地，所述滑动单元还设有防尘槽与防尘条；所述防尘槽设置在所述滑动单元下方，所述防尘条嵌入所述防尘槽中。
20.本技术具有以下优点：
21.在本技术的实施例中，相对于现有技术中电机驱动装置需要极为精密的滚动导向导致成本过高、制作困难，本技术提供了采用滚组配合圆柱状导轨作为导向机构的解决方案，具体为：所述滑轨设有圆柱状导轨；所述滑座由至少一个滑动单元组成，所述滑动单元内部设有同心滚组和偏心滚组；所述滑座通过所述同心滚组和所述偏心滚组与所述圆柱状导轨滑动连接；所述同心滚组与所述偏心滚组外围形状均为两段对称弧形形成的环形内凹形，所述两段对称弧形分别与所述圆柱状导轨接触；当所述驱动装置负载发生变化时，调节所述偏心滚组与所述圆柱状导轨之间的距离，减小间隙以及调整接触应力。通过偏心滚组和同心滚组配合圆柱状导轨作为导向机构，无需太高精度，大幅降低设计、制造难度和成本，而且在装置负载及刚度要求发生变化时，可以方便地调整滚动导向机构中的接触应力或预紧力以适应负载及刚度要求的变化。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的装置结构示意图；
24.图2是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的装置爆炸图；
25.图3是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的滑轨体结构图；
26.图4是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的电机次级结构图；
27.图5是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的滑座结构图；
28.图6是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的滑动单元结构图；
29.图7是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的滚组架的结构图；
30.图8是本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置的滚组结构图。
31.附图标记说明：
32.101滑座；102、滑轨；201、滑轨体；202、永磁体；203、位置反馈组件；204、极限位置开关；205、端部挡块；206、护带；207、圆柱状导轨；208、电机次级；209、台板；210、滑动单元；
211、润滑防尘组件；212、防撞组件；213、电机初级；214、读数头；215、感应片；216、间隔架；217、偏心滚组；218、同心滚组；219、防尘条；301、销孔；302、台阶通孔；303、中部螺纹孔；304、磁轭部；305、端部螺纹孔；306、铁凸极；307、轭铁；501、滚组架；502、注油部；503、导轨润滑部；504、密封唇部；505、储油腔；506、气孔；701、滚组架顶面螺纹孔；702、螺孔钉；703、滚组架端部螺纹孔；704、同心滚组安装孔；705、偏心滚组安装孔；706、滚组架底面螺纹孔；707、同心滚组安装孔螺纹部；708、同心滚组安装孔螺杆支撑部；709、同心滚组安装孔轮腔部；710、同心滚组安装孔锁定部；711、横向槽；712、竖向槽；713、防尘槽；714、偏心滚组安装孔锁定部；715、偏心滚组安装孔螺帽支撑部；716、偏心滚组安装孔螺杆支撑部；717、偏心滚组安装孔轮腔部；801、同心滚轴；802、同心滚轮；803、同心滚轮凹槽；804、同心滚轴螺纹部；805、同心滚轴螺杆部；806、同心滚轴轮轴部；807、同心滚轴锁定部；808、锁紧螺帽；809、偏心滚轴；810、偏心滚轮；811、偏心滚轮凹槽；812、同心滚轴螺纹部；813、偏心滚轴螺杆部；814、偏心滚轴轮轴部；815、偏心滚轴锁定部。
具体实施方式
33.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.发明人通过分析现有技术发现：常规直线电机驱动装置导向机构中的钢珠在运动与静止时会承受不同的载荷，由于零件之间不可避免的连接误差，钢珠在循环路径的零件连接处会发生碰撞和弹跳，将钢珠替换为滚轮滚组，可调节滚轮与滑轨的接触角度，使导向机构承受不同方向的载荷，同时可使滚轮在运动过程中受力变化小，运动路径中无缝隙、无台阶，路径几何参数一致，故噪音小，疲劳寿命更长。
35.参照图1-8，示出了本技术一实施例提供的一种电机直接驱动装置；
36.包括滑轨102和滑座101；所述滑座101通过所述滑轨102进行滑动；所述滑轨102设有圆柱状导轨207；所述滑座101由至少一个滑动单元210组成，所述滑动单210元内部设有同心滚组218和偏心滚组217；所述滑座101通过所述同心滚组218与所述偏心滚组217与所述圆柱状导轨207滑动连接；所述同心滚组218与所述偏心滚组217的外围形状均为两段对称弧形形成的环形内凹形，所述两段对称弧形分别与所述圆柱状导轨接触；当所述驱动装置负载发生变化时，调节所述偏心滚组217与所述圆柱状导轨207之间的距离，减小间隙以及调整接触应力。通过偏心滚组217和同心滚组218配合圆柱状导轨207作为导向机构，无需太高精度，大幅降低设计、制造难度和成本，而且在装置负载及刚度要求发生变化时，可以方便地调整滚动导向机构中的接触应力或预紧力以适应负载及刚度要求的变化。
37.在本技术的实施例中，相对于现有技术中电机驱动装置需要极为精密的滚动导向以及大量永磁体导致成本过高、制作困难，本技术提供了采用滚组配合圆柱状导轨作为导向机构并通过铁凸极代替部分永磁体的解决方案，具体为：包括滑轨102和滑座101；所述滑座101通过所述滑轨102进行滑动；所述滑轨102设有圆柱状导轨207；所述滑座101由至少一个滑动单元210组成，所述滑动单210元内部设有同心滚组218和偏心滚组217；所述滑座101通过所述同心滚组218与所述偏心滚组217与所述圆柱状导轨207滑动连接；所述同心滚组
218与所述偏心滚组217的外围形状均为两段对称弧形形成的环形内凹形，所述两段对称弧形分别与所述圆柱状导轨接触。所述滑动单元210包括滚组架501、电机初级213、同心滚组218和偏心滚组217；所述电机初级213设置在所述滚组架501下方中间位置，所述滚组架501一侧设置若干同心滚组218，所述滚组架501的另一侧设置若干偏心滚组217；当所述驱动装置负载发生变化时，调节所述偏心滚组217与所述圆柱状导轨207之间的距离，减小间隙以及调整接触应力。通过偏心滚组217和同心滚组218配合圆柱状导轨207作为导向机构，无需太高精度，大幅降低设计、制造难度和成本，而且在装置负载及刚度要求发生变化时，可以方便地调整滚动导向机构中的接触应力或预紧力以适应负载及刚度要求的变化。
38.需要说明的是，参照图3-4，所述滑轨体201的两侧靠近所述圆柱状导轨207内侧设有若干台阶通孔302和中部螺纹孔303，端部设有端部螺纹孔305，所述端部挡板205通过螺钉与所述端部螺纹孔305连接，所述滑轨体201的底面中间位置还可依据需要设计销孔301。
39.参照图8，所述同心滚组218由同心滚轴801和同心滚轮802组成，所述同心滚轴801依次设有同心滚轴螺纹部804、同心滚轴螺杆部805、同心滚轴轮轴部806和同心滚轴锁定部807，所述同心滚轮802除外圆周设有同心滚轮凹槽803外，其余按双列角接触轴承或4点角接触轴承设计制造，所述同心滚轮凹槽803由两段对称的环形弧面及两环形弧面中间的底槽组成，两环形弧面均与圆柱状导轨207滚动接触。
40.所述偏心滚组217由偏心滚轴809、锁紧螺帽808和偏心滚轮810组成；偏心滚轴809依次设有偏心滚轴螺纹部812、偏心滚轴螺杆部813、偏心滚轴轮轴部814和偏心滚轴锁定部815，所述偏心滚轴轮轴部814与其余各部为偏心设计；所述偏心滚轮810除外圆周设计有偏心滚轮凹槽811外，其余按双列角接触轴承或4点角接触轴承设计制造，所述偏心滚轮凹槽811由两段对称的环形弧面及两环形弧面中间的底槽组成，两环形弧面均与圆柱状导轨207滚动接触。
41.参照图6-7，所述滚组架501两侧设有若干上下贯穿的同心滚组安装孔704和偏心滚组安装孔705，所述同心滚组安装孔704从上往下分别设有同心滚组安装孔螺纹部707、同心滚组安装孔螺杆支撑部708、同心滚组安装孔轮腔部709、同心滚组安装孔锁定部710，所述偏心滚组安装孔705从上往下分别设计有偏心滚组安装孔锁定部714、偏心滚组安装孔螺帽支撑部715、偏心滚组安装孔螺杆支撑部716、偏心滚组安装孔轮腔部717。所述同心滚组218与所述偏心滚组217分别上下固定安装于所述同心滚组安装孔704及所述偏心滚组安装孔705内。
42.通过调整所述偏心滚轴809相对于所述滚组架501的方位，即可改变所述偏心滚轴轮轴部814相对于所述圆柱状导轨207的距离，也即改变所述偏心滚轮810的两环形弧面与所述圆柱状导轨207之间的距离，从而消除间隙并调整所述偏心滚轮810与所述圆柱状导轨207间的接触预应力。通过该设计，不仅可以降低导向相关零部件的制造精度要求，而且在装置负载及刚度要求发生变化时，可以方便地调整滚动导向机构中的接触应力或预紧力以适应负载及刚度要求的变化。
43.下面，将对本示例性实施例中电机直接驱动装置作进一步地说明。
44.在本技术一实施例中，所述滑轨102包括滑轨体201、圆柱状导轨207、永磁体202、铁凸极306和端部挡块205；所述滑轨体201上方中间位置设有磁轭部304，所述磁轭部304上方设置若干铁凸极306，两个相邻的所述铁凸极306之间设置一个所述永磁体202，所述滑轨
体201上方两侧位置分别设置一个所述圆柱状导轨207，所述端部挡块205设置在所述滑轨体201的两端。
45.需要说明的是，所有安装的所述永磁体202的磁性方向相同，所述磁轭部304的下方连续部位为轭铁307，所述轭铁307与所述铁凸极306为一整体且均为铁磁性材料，所以在所述铁凸极306上就会产生与相邻的所述永磁体202磁性方向相反的磁性。若干所述铁凸极306与其间的所述永磁体202与所述轭铁307共同组成了本发明所述电机直接驱动装置的电机次极208，所述电机次极208所使用的永磁体用量显著减少，使得装置制造成本降低。
46.在本技术一实施例中，所述圆柱状导轨207设置于所述滑轨体201外侧。
47.需要说明的是，所述圆柱状导轨207位于所述滑轨体201的外侧，可减少所述滑轨体201的宽度尺寸，虽然使所述滑座101的宽度尺寸有所增加，但由于所述滑轨体201的长度尺寸一般成倍于所述滑座101的长度，所以本发明所述的电机直接驱动装置的整体材料用量降低，成本减少。
48.在本技术一实施例中，参照图5，设置多个所述滑动单元210时，相邻两个所述滑动单元210之间设有间隔架216。
49.需要说明的是，所述间隔架216的厚度与电机初级213和电机次级208的电磁参数关联，用于调节端部磁场分布及改变初极绕组与端部的距离，从而降低电机电磁场端部效应的不良影响，减少电机推力波动，提高电机控制性能。
50.通过设置台板209将所述间隔架与所述滑动单元210固定连接为一体。所述滚组架501顶部设有滚组架顶面螺纹孔701，所述台板209或外部负载通过螺孔钉702与所述滚组架顶面螺纹孔701连接。
51.应用中可以通过增加所述滑动单元210的数量，或者使用更长规格的所述滑动单元210，以适应更大负载的推力要求，滑动单元210的加长，只需增加所述滚组架501的长度，同时增加所述同心滚组218与所述偏心滚组217的数量或安装间距，即可提高所述滑座101的承载能力；配用更长的所述电机初级213即可使装置产生更大的推力，可以方便地实现多种承载或推力能力电机直接驱动装置的设计与制造；特别的，在载荷、速度等要求不高的场合，所述滑座101可只使用1个所述滑动单元210，此种实施例情况下还可免去所述台板209的使用，以进一步降低成本。
52.参照图2，在本技术一实施例中，所述滑轨102还包括位置反馈组件203和极限位置开关204，所述位置反馈组件203设置在所述滑轨体201的侧面，所述极限位置开关204设置在所述滑轨体201的另一侧。
53.需要说明的是，所述位置反馈组件203设置在所述滑轨体201的侧面，所述滑座101底面设有读数头214，可以读取位置反馈组件203内的位置信息并实时反馈回电机控制系统，可用于系统的运算与控制等操作。
54.所述极限位置开关204指示所述滑座101能运动的极限位置，到达极限位置时，安装于所述滑座101底部的感应片215触发信号。
55.所述滚轮架501的底面设有若干滚组架底面螺纹孔706，所述读数头214与所述感应片215通过螺钉与滚组架底面螺纹孔706固定连接。
56.在本技术一实施例中，所述滑座101还设有防撞组件212；当所述滑座101运动到超出所述极限位置开关204预设的位置时，所述防撞组件212与所述端部挡块205接触。
57.需要说明的是，所述滚组架501的两端设有若干滚组架端部螺纹孔703，所述防撞组件212通过螺钉与滚组架端部螺纹孔703固定连接，所述防撞组件212的材质为弹性工程塑料，当装置发生故障使所述滑座101的运动超出所述极限位置开关204设定位置后，所述防撞组件212会先与所述端部挡块205接触，吸收、缓冲撞击能量，防止进一步损失。
58.在本技术一实施例中，还包括护带206，所述护带206设置于所述永磁体202和所述铁凸极306上方。
59.需要说明的是，所述护带206为非磁性材料，表面具有较高的光洁度，所述护带206粘接固定在所述永磁体202与所述铁凸极306上方，用于保护所述永磁体202与所述铁凸极306，防止其磨损。
60.在本技术一实施例中，参照图5，所述滑座101两端还设有润滑防尘组件211。
61.在本技术一实施例中，所述润滑防尘组件211包括密封唇部504、导轨润滑部503和储油腔505；所述储油腔505设置在所述密封唇部504的外侧，所述导轨润滑部503设置在所述储油腔505内侧，所述储油腔505设有注油部502和气孔506；
62.所述密封唇部504与所述护带206和所述滑轨体201滑动接触，所述导轨润滑部506与所述圆柱状导轨207滑动接触。
63.需要说明的是，所述滚组架501的两端设有若干滚组架端部螺纹孔703，所述润滑防尘组件211通过螺钉与滚组架端部螺纹孔703固定连接。
64.所述密封唇部504为柔性非金属材质，与所述护带206和所述圆柱状导轨207滑动接触，所述护带206与所述圆柱状导轨207表面均具有较高的光洁度，以利于减少与所述密封唇部504的摩擦，同时利于所述密封唇部504在随所述滑座移动时将异物推到所述滑轨102的两端，避免异物在工作区聚集。所述导轨润滑部503与所述圆柱状导轨207滑动接触，通过润滑油粘性自动吸附所述储油腔505中润滑油涂布在所述圆柱状导轨207表面；所述气孔506使所述储油腔505保持与大气的联通；所述气孔506在制造时预留薄壁做成盲孔分布在四周，安装使用时，依据安装方向的不同，选择最靠上的所述气孔506并将相应的薄壁捅破即可实现所述储油腔505与大气的联通。
65.在本技术一实施例中，所述滑动单元210还设有防尘槽713与防尘条219；所述防尘槽713设置在所述滑动单元210下方，所述防尘条219嵌入所述防尘槽713中。
66.需要说明的是，所述滚组架501下方设计有竖向槽712，所述竖向槽712下方口部两侧设有横向槽711；两侧所述横向槽711的下方开口处设有所述防尘槽713，所述防尘条219部分嵌入到所述防尘槽713中。
67.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
68.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要
素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
69.以上对本技术所提供的一种电机直接驱动装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。