一种多行程运动结构及具有该结构的运动控制平台的制作方法

本发明属于精密移动平台领域，具体涉及一种多行程运动结构及具有该结构的运动控制平台。

背景技术：

1、随着科技的进步，人们对产品的要求越来越高，促使生产商对产品的加工精度要求也越来越高，无铁芯永磁直线电机具有零齿槽效应、零定位力、宽速度范围、高动态性能、极平稳的运行、极高的定位精度、振动噪声小等优点，在精密加工技术领域中的应用日益广泛。然而，现有直线电机的行程普遍固定，无法适配于不同的加工需要。

2、公开号为wo2020073837a1的发明申请公开了一种长行程直线电机，包括拼接在一起的多个定子单元，定子单元包括底座、安装条、磁性组件、导轨安装座和导轨本体，多个安装条并排且相互间隔地被设置在底座上，导轨安装座和磁性组件被设置在多个安装条上，导轨本体被设置在导轨安装座上，定子单元的底座、磁性组件、导轨安装座和导轨本体中的至少两个在第一端错位设置，并且在第二端以与第一端互补的方式错位设置，其中一个定子单元的第一端与另一个定子单元的第二端拼接在一起。

3、然而，上述现有技术中多个定子单元的拼接结构，仅用于延长直线电机的长度，并且结构复杂，定子单元外部需配置加强筋、紧固件等进行固定，装配难度大，且多个定子单元之间的干扰较大，易于受外界干扰，且散热效果差，从而影响电机的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构简单、易于组装，稳定强的多行程运动结构及具有该结构的运动控制平台，能够保证运行的平稳性，延长使用寿命。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种多行程运动结构，包括定子组件和动子组件，动子组件相对于定子组件直线往复移动，定子组件包括若干直线排列的定子基体，相邻两个定子基体可拆卸配合，相邻两个定子基体之间设有插接结构，插接结构包括设于一个定子基体边缘的装配槽以及设于另一定子基体边缘的插接基板，插接基板可拆卸的嵌设在装配槽的内部；相邻两个定子基体之间配置有张紧组件。

4、采用上述技术方案，相邻设置的定子基体之间采用插接的方式实现连接配合，可根据需要确定定子基体的数量，从而应对不同的行程距离的需求，便于定子组件的直线位移。通过张紧组件的设置可提高相邻两个定子基体之间的配合稳定性，避免两个定子基体在装配的过程中出现晃动或松动的问题，保证定子组件呈直线型，防止出现装配不齐而影响定子组件的平行度。

5、进一步的，定子基体为u型结构，包括两个对称设置的侧板；多个定子基体的开口端同向设置；多个定子基体直线连接，形成u型槽，动子组件滑动的插设于u型槽内。

6、进一步的，侧板的内部嵌设有磁体，多个定子基体直线配合时，相邻设置的两个个磁体磁性相斥。其中，同一定子基体内部的两个磁体磁性相斥，相邻设置的两个定子基体之间拼接配合的两个侧板内部的磁体磁性相斥。相应的，动子组件包括电磁铁，动子组件通电后可在定子组件磁场的作用下实现直线移动。

7、进一步的，插接基板与装配槽间隙配合。如若插接基板与装配槽之间过盈配合，会导致定子基体上位于装配槽周边的基材发生形变，进而影响定子基体内侧安装的磁体阵列平齐度或者说平面度。

8、根据本发明的一种实施方式，张紧组件设于插接基板的端面，包括张紧基板和设于张紧基板上的滚动体，张紧基板与插接基板相连，滚动体的外边缘能够与装配槽滚动连接。

9、张紧基板的侧壁配置有装配轴，滚动体套设在装配轴的外部，并且滚动体能够绕装配轴转动。

10、具体的，张紧基板的一端通过螺栓等与插接基板相连，张紧基板的另一端向远离插接基板的方向延伸。

11、由此，在插接基板与装配槽进行装配的过程中，设于插接基板末端的滚动体与装配槽的槽底抵接并通过滚动体的转动引导插接基板不断的插入到装配槽内，促使二者卡牢对齐，不会造成二者装配的时候卡死，也不会影响二者的装配平行度，避免出现磨损等问题。并且，滚动体的设置，以滚动摩擦代替插接基板与装配槽之间的滑动摩擦，降低了装配难度。

12、滚动体可采用具有一定弹性的橡胶、硅胶等材质加工，在装配过程中，滚动体的滚动面与装配槽的槽底抵接，侧壁与装配槽的侧壁抵接，利用滚动体自身的弹性形变可保证插接基板牢牢卡合在装配槽内部，避免出现晃动。

13、根据本发明的一种实施方式，两个张紧基板对称的设置在插接基板的两侧，并且两个张紧基板之间设有第一间隙，第一间隙设于张紧基板远离插接基板的一侧，滚动体设于张紧基板的外表面并与第一间隙相对应。

14、由此，由于第一间隙的设置，在张紧组件与装配槽之间形成一定的缓冲空间，可避免在装配过程中出现局部空间内的气流不稳的问题，降低装配难度。并且第一间隙的设置为滚动体的提供了更大的形变空间，适配性提高，在装配槽的尺寸出现小幅度的差异时，也不会影响张紧组件的装配紧固性，降低了对装配槽精度的要求。

15、根据本发明的一种实施方式，张紧基板的内部嵌设有辅助轮，辅助轮能够转动，并且辅助轮的旋转轴与滚动体的旋转轴垂直设置，也就是与装配轴垂直。

16、由此，利用辅助轮可消耗装配过程中产生的振动能量，从而提高张紧基板的稳定性，并可降低噪声。利用可转动的辅助轮可在装配过程中引导装配槽内部空间的气体流动。

17、进一步的，辅助轮能够与装配槽的侧壁滚动配合。如此，减弱装配过程中的摩擦阻力，并提升装配稳定性。利用滚动体和辅助轮从多角度实现张紧组件与装配槽内壁之间的接触，从而进一步避免定子基体的晃动。

18、根据本发明的一种实施方式，滚动体包括内外套设的第一橡胶圈和第二橡胶圈，第一橡胶圈与第二橡胶圈之间配置有柔性板，第一橡胶圈与第二橡胶圈均通过第一弹簧与柔性板相连。相邻设置的柔性板之间设有间隙。

19、进一步的，第一橡胶圈套设在装配轴的外部。如有必要，在第一橡胶圈与装配槽之间配置有滚珠。

20、滚动体受力的状态下，柔性板能够配合第一弹簧向内侧形变，也就是向靠近装配轴方向弯曲，能够进一步确保插接基板与装配槽进行装配的过程中滚动体能够引导插接基板不断的插入到装配槽内，并保持水平度稳定的效果。

21、在插接基板与装配槽的槽底面要接触的时候，张紧组件在这两者之中，并且滚动体受挤压形变，滚动体填充插接基板与装配槽槽底之间的间隙，可以解决插接基板与装配槽过渡装配或间隙装配时可能存在插接基板相对装配槽晃动或松动的问题。

22、此外，由于定子组件是通过两个定子基体之间的插接结构实现移动形成的延长，在运作过程中可能产生的振动能量能够被张紧组件上的滚动体吸收，以确保相邻的定子基体之间的平面度保持在一定范围内以及装配紧固度等。具体的，振动能量传递到张紧组件时，第一橡胶圈向内弯曲形变，并挤压第一弹簧，第一弹簧连带柔性板在该挤压作用下发生形变，从而可避免或减弱定子基体的振动向周围传递，并降低噪音。多个柔性板之间设置间隙，一方面能够保证第一弹簧、柔性板等有足够的形变空间，另一方面也有助于在滚动体内部组件发生形变时其内部的气体仍能顺畅流通，防止局部气压过高。

23、柔性板与第一弹簧的设置有助于保持滚动体内部的空间结构，滚动体发生形变后也可顺利回弹恢复原状，可避免滚动过程中出现接触不良，防止产生卡顿或异响。

24、此外，在需要拆卸定子组件重新调整移动行程时，向外拉动嵌设在装配槽内部的插接基板，张紧组件在向外的拉力作用下相对于装配槽的壁面滚动，并恢复原状，能够较为轻松的拆开两个定子基体，不会造成因拆卸不当导致两个定子基体报废的问题。

25、根据本发明的一种实施方式，动子组件包括动子基件、第一板体和第二板体，第一板体与第二板体对称设置，动子基件设于第一板体与第二板体之间；动子组件的上方配置有冷却组件；动子基件配置有延伸板，延伸板与冷却组件相配合；冷却组件包括环形的冷却通道，延伸板嵌设在冷却通道的内侧。

26、进一步的，第一板体与第二板体均配置有散热孔。第一板体与第二板体的内壁上均配置有向内延伸的弹性柱，用于与动子基件相配合。

27、进一步的，动子基件包括电磁铁、安装板、限位板，安装板上设有槽孔，电磁铁嵌设于槽孔的内部；电磁铁与控制器电连接。安装板与限位板相连，并且电磁铁设于限位板的上方。延伸板与限位板相连，并且延伸板从第一板体与第二板体之间穿过，并嵌设在冷却通道的内侧。

28、由此，动子基件中的电磁铁通电后，在与定子组件的磁场的相互作用下可实现动子组件沿定子组件直线往返移动。

29、弹性柱的设置，在动子基件与第一板体、第二板体之间形成缓冲，可提高动子运作过程中的稳定性。散热孔、延伸板的设置可提高散热效果，为动子组件的运作提供良好的工作环境。

30、根据本发明的另一个方面，提供一种运动控制平台，包括承重台，承重台上配置有直线电机，直线电机具有上述的多行程运动结构中的一种。

31、根据本发明的一种实施方式，动子组件连接有气浮台，定子组件沿承重台的长度方向设置；承重台的两端均配置有行程限位器，定子组件设于两个行程限位器之间。