專利名稱：長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代精密、超精密加工裝備對(duì)高響應(yīng)、高速度、高精度的平面驅(qū)動(dòng)裝置有著迫切的需求，如機(jī)械加工、電子產(chǎn)品生產(chǎn)、機(jī)械裝卸、制造自動(dòng)化儀表設(shè)備甚至機(jī)器人驅(qū)動(dòng)等。通常這些裝置由旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，再由皮帶、滾珠絲桿等機(jī)械裝置，轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。由于機(jī)械裝置復(fù)雜，傳動(dòng)精度和速度都受到限制，且需經(jīng)常調(diào)校，造成成本高、可靠性差、體積較大。最初的平面驅(qū)動(dòng)裝置是由兩臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用層疊式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)增加了傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，從本質(zhì)上沒(méi)有擺脫低維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)疊加形成高維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模式。對(duì)于底層的直線電機(jī)，要承載上層直線電機(jī)及其相關(guān)機(jī)械部件的總質(zhì)量，從而嚴(yán)重影響了定位和控制精確度。而直接利用電磁能產(chǎn)生平面運(yùn)動(dòng)的平面電機(jī)，具有出力密度高、低熱耗、高速度、高精度和高可靠性的特點(diǎn)，因省去了從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)再到平面運(yùn)動(dòng)的中間轉(zhuǎn)換裝置，可把控制對(duì)象同電機(jī)做成一體化結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)快、靈敏度高、隨動(dòng)性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)平面電機(jī)電磁推力的產(chǎn)生原理，可以將平面電機(jī)分為變磁阻型、同步型和感應(yīng)型。其中，同步型平面電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推力大、效率高和響應(yīng)速度快等良好的綜合性能，在二維平面驅(qū)動(dòng)裝置、特別是精密二維平面驅(qū)動(dòng)裝置中具有廣闊的應(yīng)用前景。 圖17所示為現(xiàn)有的一種平面電機(jī)結(jié)構(gòu)，圖18是所述電機(jī)的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。該電機(jī)中包括定子和動(dòng)子兩大部件，它的工作原理類(lèi)似于三相旋轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)，定子包含鐵心和4個(gè)相互垂直放置的推力繞組，每個(gè)繞組有獨(dú)立的3個(gè)相，X向推力繞組用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子沿X方向運(yùn)動(dòng)，Y向推力繞組用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子沿Y方向運(yùn)動(dòng)。動(dòng)子包含動(dòng)子平臺(tái)和4個(gè)永磁體陣列，永磁體陣列排列在動(dòng)子平臺(tái)的下表面，通過(guò)控制相應(yīng)的三相繞組電流，動(dòng)子平臺(tái)就可以在平面上做定位運(yùn)動(dòng)。 但是，該永磁同步平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、控制復(fù)雜以及定位精度低等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、控制復(fù)雜以及定位精度低等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)。 —種長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，它包括一個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的定子7、 i個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子4和i個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8，每個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子上4固定有一個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8，每個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8由短行程平面電機(jī)和l個(gè)磁懸浮支撐裝置組成，每組磁懸浮支撐裝置包括m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)，所述短行程平面電機(jī)的定子與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)均運(yùn)分布在所述短行程平面電機(jī)的定子的周邊，并且所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的定子都與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子均與所述短行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，i為大于零的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。 本發(fā)明可以使平面電機(jī)動(dòng)子的行程不受限制，通過(guò)控制長(zhǎng)行程平面電機(jī)的電樞繞組中的電流，可以控制作用于長(zhǎng)行程平面電機(jī)動(dòng)子上的電磁力，使動(dòng)子產(chǎn)生X方向、Y方向(若是磁懸浮，還要產(chǎn)生Z方向運(yùn)動(dòng))運(yùn)動(dòng)，在X方向、Y方向行程不受限制，且可高速運(yùn)動(dòng)；通過(guò)控制短行程平面電機(jī)各個(gè)線圈電流的大小與方向，即可控制作用在其動(dòng)子上X方向、Y方向電磁力的大小與方向以及繞Z軸旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向；同時(shí)，通過(guò)控制磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)控制線圈中電流的大小與方向，即可控制作用在動(dòng)子上Z方向電磁力的大小與方向以及繞X軸、繞Y軸旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向，從而實(shí)現(xiàn)平面電機(jī)的6自由度高精度運(yùn)動(dòng)控制。


圖1是本發(fā)明所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是m =3時(shí)，1個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3和4是具體實(shí)施方式
四和五所述的磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5和6是具體實(shí)施方式
六和七所述的磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是具體實(shí)施方式
九所述的短行程平面電機(jī)的電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7中的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是具體實(shí)施方式
十、十一所述的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是具體實(shí)施方式
十五所述的，當(dāng)n = 2時(shí)的平面電機(jī)的電樞繞組和永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是圖10中的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是具體實(shí)施方式
十六所述的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，圖13是具體實(shí)施方式
二十二所述的雙邊結(jié)構(gòu)的電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖14是圖13中的電樞部件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖15是具體實(shí)施方式
二十所述的平面電機(jī)的電樞繞組和永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，圖16是具體實(shí)施方式
二十一所述的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17、圖18是現(xiàn)有平面電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，它包括一個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的定子7、 i個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子4和i個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8，每個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子上4固定有一個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8，每個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8由短行程平面電機(jī)和1個(gè)磁懸浮支撐裝置組成，每組磁懸浮支撐裝置包括m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)，所述短行程平面電機(jī)的定子與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)均運(yùn)分布在所述短行程平面電機(jī)的定子的周邊，并且所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的定子都與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子均與所述短行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，i為大于零的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。 本實(shí)施方式中的長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子采用磁懸浮支撐或氣浮支撐。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述m為3，即每組磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)由3磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1組成，所述3個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1相互之間呈120° 。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是具體實(shí)施方式
二所述的短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)8的一個(gè)實(shí)施例。參見(jiàn)圖2所示，圖中的短行程平面電機(jī)2為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的正六邊形的雙邊結(jié)構(gòu)，且位于兩側(cè)的永磁體勵(lì)磁部件陣列為動(dòng)子為202，中間的電樞部件為定子201，其中三個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1相互之間呈120°固定在底板4的上表面，三個(gè)支撐架3相互之間呈120°固定在底板4的上表面，并且所述三個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1與三個(gè)支撐架3相間設(shè)置、圍成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的正六邊形，短行程平面電機(jī)位于由三個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1與三個(gè)支撐架3圍成的對(duì)稱結(jié)構(gòu)的正六邊形中，所述短行程平面電機(jī)的定子通過(guò)三塊定子固定板6分別與三個(gè)支撐架3固定連接，所述短行程平面電機(jī)的動(dòng)子通過(guò)三塊動(dòng)子固定板5分別與三個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1中的動(dòng)子13的連接板固定連接。三個(gè)支撐架3起到固定短行程平面電機(jī)的定子的目的。
具體實(shí)施方式
四參見(jiàn)圖3和4說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1由定子和動(dòng)子13構(gòu)成，定子包括上軛板101、上軛板永磁體組103、上控制線圈組102、兩個(gè)支撐邊14、下軛板111、下軛板永磁體組113、下控制線圈組，上軛板101和下軛板111相互平行布置，上軛板101和下軛板111與兩個(gè)支撐邊14組成矩形框，上軛板永磁體組103固定在上軛板101的下表面上，下軛板永磁體組113固定在下軛板111的上表面上，所述上軛板永磁體組103和下軛板永磁體組113分別包括兩塊永磁體，每塊個(gè)永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏繞在上軛板永磁體組103中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成上控制線圈組102，纏繞在下軛板永磁體組113中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成下控制線圈組112，動(dòng)子13由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子13位于上軛板永磁體組103和下軛板永磁體組113之間，并且所述上軛板永磁體組103、下軛板永磁體組113和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
五參見(jiàn)圖3和4說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，上軛板永磁體組103中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組113中的兩塊永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子的兩塊永磁體垂直相鄰、且的兩塊永磁體的充磁方向相同，所述動(dòng)子與下軛板永磁體組113中相鄰的永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子13中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組113與動(dòng)子13中垂直相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相反。 本實(shí)施方式中的上軛板永磁體組103與動(dòng)子13中垂直相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相同或相反。
具體實(shí)施方式
六參見(jiàn)圖5和6說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)1包括上軛板101、上軛板永磁體組103、上控制線圈組102、兩個(gè)支撐邊14、下軛板111、下軛板永磁體組113、下控制線圈組112和動(dòng)子13組成，上軛板101和下軛板111相互平行布置，上軛板101和下軛板111與兩個(gè)支撐邊14組成矩形框，每個(gè)支撐邊14的兩端分別與上軛板101和下軛板111固定連接，上軛板永磁體組103固定在上軛板101的下表面上，下軛板永磁體組113固定在下軛板111的上表面上，所述上軛板永磁體組103和下軛板永磁體組113分別包括兩塊永磁體，上控制線圈組102纏繞在上軛板101上，并位于上軛板永磁體組103中的兩塊永磁體之間，下控制線圈組112纏繞在下軛板111上，并位于下軛板永磁體組113中
7間，動(dòng)子13由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子13位于上軛板永磁體組103和下軛板永磁體組113之間，并且所述上軛板永磁體組103、下軛板永磁體組113和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
七參見(jiàn)圖5和6說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，上軛板永磁體組103中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組113中的兩塊永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子的兩塊永磁體垂直相鄰、且的兩塊永磁體的充磁方向相同，所述動(dòng)子與下軛板永磁體組113中相鄰的永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子13中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組113與動(dòng)子13中垂直相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相反。 本實(shí)施方式中的上軛板永磁體組103與動(dòng)子13中垂直相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相同或相反。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平
面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)2為單邊結(jié)構(gòu)或者雙邊結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
九參見(jiàn)圖7、8說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所
述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)2是單邊結(jié)構(gòu)的短
行程平面電機(jī)，所述短行程平面電機(jī)包括電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件，電樞部件和永磁體
勵(lì)磁部件之間為氣隙，其中電樞部件包括電樞繞組和電樞鐵心，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁
體陣列和永磁體軛板， 所述電樞繞組為四相繞組，所述電樞繞組由4線圈組成，每個(gè)線圈為正方形，且繞向相同，所述4個(gè)線圈組成"田"字形固定在電樞鐵心上，所述4個(gè)線圈所在平面為XY平面，每個(gè)線圈的邊平行于XY平面的X軸或Y軸，每個(gè)線圈為一相繞組， 永磁體陣列包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體，所述包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體組成"#"字形，所述永磁體陣列固定在永磁體軛板上，并且所述永磁體陣列所在平面與XY平面平行，所述"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)分別與4個(gè)線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)； 4塊正方形永磁體分別位于"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)處，平且每個(gè)正方形永磁體的邊與線圈的邊相平行， 12塊垂直充磁永磁體分別位于所述4塊正方形充磁平板形永磁體的四周，
所述正方形永磁體的充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，
平行相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相差90°度，并且對(duì)角相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相反， 與每一個(gè)正方形永磁體相鄰的4個(gè)垂直充磁永磁體中，與正方形永磁體的磁力線所指向的兩條邊相鄰的2塊垂直充磁永磁體為N極，另外2塊垂直充磁永磁體為S極，
電樞繞組的線圈中心距、與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=Tp。
具體實(shí)施方式
十參見(jiàn)圖9說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述永磁體陣列還包括4塊正方形永磁體，所述4塊正方形永磁體組成一個(gè)正方形，并嵌入"#"字形永磁體陣列的中心位置，所述4塊正方形永磁體為平行充磁，且充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，所述充磁方向是由與其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體。
具體實(shí)施方式
i^一 參見(jiàn)圖9說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九或十所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述永磁體陣列還包括4塊直角三角形永磁體，所述4塊直角三角形永磁體分別位于"#"字形永磁體陣列的四個(gè)角、并嵌在對(duì)角相鄰的兩塊垂直充磁永磁體之間，每個(gè)直角三角形永磁體的兩個(gè)直角邊分別與一個(gè)垂直永磁體相鄰，所述每個(gè)直角三角形永磁體為平行充磁，且充磁方向和與其對(duì)角相鄰的正方形永磁體的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)2是雙邊結(jié)構(gòu)的短行程平面電機(jī)，所述雙邊結(jié)構(gòu)的短行程直流平面電機(jī)包括電樞部件和兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件，所述兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件相互平行，電樞部件位于兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的中間，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙， 其中電樞部件包括電樞繞組，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板，兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的結(jié)構(gòu)相同； 所述電樞繞組為四相繞組，所述電樞繞組由4線圈組成，每個(gè)線圈為正方形，且繞向相同，所述4個(gè)線圈組成"田"字形排列固定，所述4個(gè)線圈所在平面為XY平面，每個(gè)線圈的邊平行于XY平面的X軸或Y軸，每個(gè)線圈為一相繞組， 永磁體陣列包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體，所述包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體組成"#"字形，所述永磁體陣列固定在永磁體軛板上，并且所述永磁體陣列所在平面與XY平面平行，所述"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)分別與4個(gè)線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)； 4塊正方形永磁體分別位于"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)處，平且每個(gè)正方形永磁體的邊與線圈的邊相平行， 12塊垂直充磁永磁體分別位于所述4塊正方形充磁平板形永磁體的四周，
所述正方形永磁體的充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，
平行相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相差90°度，并且對(duì)角相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相反， 與每一個(gè)正方形永磁體相鄰的4個(gè)垂直充磁永磁體中，與正方形永磁體的磁力線所指向的兩條邊相鄰的2塊垂直充磁永磁體為N極，另外2塊垂直充磁永磁體為S極，
電樞繞組的線圈中心距、與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=Tp，
兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的永磁體陣列中，位置相同的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方向相同，位置相同的兩塊平行充磁永磁體的充磁方向相反。 本實(shí)施方式中所述的雙邊結(jié)構(gòu)的短行程直流平面電機(jī)是在具體實(shí)施方式
九所述
的單邊結(jié)構(gòu)的短行平面電機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上增加一個(gè)永磁體勵(lì)磁部件實(shí)現(xiàn)的。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十二所述的長(zhǎng)行程高精度多自由
度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述永磁體陣列還包括4塊正方形永磁體，所述4塊正方形永磁體
組成一個(gè)正方形，并嵌入"#"字形永磁體陣列的中心位置，所述4塊正方形永磁體為平行充
磁，且充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，所述充磁方向是由與其相鄰的S極永磁體
指向N極永磁體。 具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十二或十三所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述永磁體陣列還包括4塊直角三角形永磁體，所述4塊直角三角形永磁體分別位于"#"字形永磁體陣列的四個(gè)角、并嵌在對(duì)角相鄰的兩塊垂直充磁永磁體之間，每個(gè)直角三角形永磁體的兩個(gè)直角邊分別與一個(gè)垂直永磁體相鄰，所述每個(gè)直角三角形永磁體為平行充磁，且充磁方向和與其對(duì)角相鄰的正方形永磁體的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程直流平面電機(jī)2是單邊結(jié)構(gòu)的整體式直流平面電機(jī)，所述短行程平面電機(jī)由2n個(gè)電機(jī)單元構(gòu)成，所述2n個(gè)電機(jī)單元排成2列，每個(gè)電機(jī)單元包括電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙，
每個(gè)電機(jī)單元的電樞部件包括電樞繞組和電樞鐵心，2n個(gè)電機(jī)單元的電樞鐵心固定連接在一起；每個(gè)電機(jī)單元的電樞繞組由4線圈組成，每個(gè)線圈為正方形，且繞向相同，對(duì)角相鄰的2個(gè)線圈反向串聯(lián)連接成一個(gè)線圈組，所述4個(gè)線圈組成"田"字形固定在電樞鐵心上，所述4個(gè)線圈所在平面為XY平面，每個(gè)線圈的邊平行于XY平面的X軸或Y軸，位于同一列的n個(gè)電機(jī)單元中，對(duì)應(yīng)位置的線圈組串聯(lián)連接組成一相繞組，2n個(gè)電機(jī)單元中的所有線圈組共組成四相繞組， 每個(gè)電機(jī)單元的永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板，2n個(gè)電機(jī)單元的永磁體軛板固定連接在一起， 每個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體，所述包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體組成"#"字形，所述永磁體陣列固定在永磁體軛板上，并且所述永磁體陣列所在平面與XY平面平行，所述"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)分別與4個(gè)線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)； 4塊正方形永磁體分別位于"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)處，平且每個(gè)正方形永磁體的邊與線圈的邊相平行， 12塊垂直充磁永磁體分別位于所述4塊正方形充磁平板形永磁體的四周，
所述正方形永磁體的充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，
平行相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相差90°度，并且對(duì)角相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相反， 與每一個(gè)正方形永磁體相鄰的4個(gè)垂直充磁永磁體中，與正方形永磁體的磁力線所指向的兩條邊相鄰的2塊垂直充磁永磁體為N極，另外2塊垂直充磁永磁體為S極，
相鄰兩個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列結(jié)構(gòu)相同； 電樞繞組的線圈中心距、與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=Tp，
n為自然數(shù)。 本實(shí)施方式中，相鄰電機(jī)單元的永磁體陣列中相鄰的兩塊垂直充磁永磁體可以采用 一塊垂直充磁永磁體實(shí)現(xiàn)。 參見(jiàn)圖10，是當(dāng)!1 = 2時(shí)，本實(shí)施方式所述的平面電機(jī)的電樞繞組和永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖，相鄰電機(jī)單元的永磁體陣列相連接處的、充磁方向相同的兩塊永磁體采用 一塊永磁體實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十五所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，每個(gè)電機(jī)單元中的永磁陣列還包括4塊正方形永磁體，所述4塊正方形永磁體組成一個(gè)正方形，并嵌入"#"字形永磁體陣列的中心位置，所述4塊正方形永磁 體為平行充磁，且充磁方向與正方形永磁體的正方形端面的對(duì)角線平行，所述充磁方向是 由與其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體。 圖12是當(dāng)n = 2，本實(shí)施方式所述的永磁體陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七所述的長(zhǎng)行程高精度多自由 度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)為雙邊結(jié)構(gòu)的整體式直流平面電機(jī)，所述短 行程平面電機(jī)中由2n個(gè)電機(jī)單元構(gòu)成，所述2n個(gè)電機(jī)單元排成2列，每個(gè)電機(jī)單元包括電 樞部件和兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件，所述兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件相互平行，電樞部件位于兩個(gè)永 磁體勵(lì)磁部件的中間，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙， 每個(gè)電機(jī)單元的電樞部件包括電樞繞組，每個(gè)電機(jī)單元的電樞繞組由4線圈組 成，每個(gè)線圈為正方形，且繞向相同，對(duì)角相鄰的2個(gè)線圈反向串聯(lián)連接成一個(gè)線圈組，所 述4個(gè)線圈組成"田"字形排列固定，所述4個(gè)線圈所在平面為XY平面，每個(gè)線圈的邊平行 于XY平面的X軸或Y軸，位于同一列的n個(gè)電機(jī)單元中，對(duì)應(yīng)位置的線圈組串聯(lián)連接組成 一相繞組，2n個(gè)電機(jī)單元中的所有線圈組共組成四相繞組， 每個(gè)電機(jī)單元的兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的結(jié)構(gòu)相同，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣 列和永磁體軛板，位于同一平面上的2n個(gè)電機(jī)單元的永磁體軛板固定連接在一起，
每個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列由平板形永磁體組成"#"字形，所述平板形永磁體包 括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體，所述永磁體陣列固定在永磁體軛板上，并且 所述永磁體陣列所在平面與XY平面平行，所述"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)分別與4個(gè)線圈的中 心位置相對(duì)應(yīng)； 4塊正方形永磁體分別位于"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)處，平且每個(gè)正方形永磁體的 邊與線圈的邊相平行， 12塊垂直充磁永磁體分別位于所述4塊正方形充磁平板形永磁體的四周，
所述正方形永磁體的充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，
平行相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相差90°度，并且對(duì)角相鄰的兩塊正方 形永磁體的充磁方向相反， 與每一個(gè)正方形永磁體相鄰的4個(gè)垂直充磁永磁體中，與正方形永磁體的磁力線 所指向的兩條邊相鄰的2塊垂直充磁永磁體為N極，另外2塊垂直充磁永磁體為S極，
電樞繞組的線圈中心距、與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=Tp，
兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的永磁體陣列中，位置相同的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方 向相同，位置相同的兩塊平行充磁永磁體的充磁方向相反；
相鄰兩個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列結(jié)構(gòu)相同；
n為自然數(shù)。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七所述的長(zhǎng)行程高精度多自由 度平面電機(jī)的區(qū)別在于，每個(gè)電機(jī)單元中的永磁陣列還包括4塊正方形永磁體，所述4塊正 方形永磁體組成一個(gè)正方形，并嵌入"#"字形永磁體陣列的中心位置，所述4塊正方形永磁 體為平行充磁，且充磁方向與正方形永磁體的正方形端面的對(duì)角線平行，所述充磁方向是 由與其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七或十八所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，每個(gè)電機(jī)單元中的永磁體陣列還包括4塊直角三角形永磁 體，所述4塊直角三角形永磁體分別位于"#"字形永磁體陣列的四個(gè)角、并嵌在對(duì)角相鄰的 兩塊垂直充磁永磁體之間，每個(gè)直角三角形永磁體的兩個(gè)直角邊分別與一個(gè)垂直永磁體相 鄰，所述每個(gè)直角三角形永磁體為平行充磁，且充磁方向和與其對(duì)角相鄰的正方形永磁體 的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
二十參見(jiàn)圖16說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所 述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)2是單邊結(jié)構(gòu)的短 行程平面電機(jī)，所述短行程平面電機(jī)2由4個(gè)電機(jī)單元構(gòu)成，每個(gè)電機(jī)單元包括電樞部件和 永磁體勵(lì)磁部件，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙，其中電樞部件包括電樞繞組和 電樞鐵心，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板， 每個(gè)電機(jī)單元的電樞繞組由l個(gè)線圈組成，所述線圈為正方形，每個(gè)電機(jī)單元中 的電樞繞組單獨(dú)控制，4個(gè)電樞繞組對(duì)角相鄰組成"十"字形， 每個(gè)電機(jī)單元的永磁體軛板平行于電樞繞組的線圈所在平面，每個(gè)電機(jī)單元的永 磁體陣列包括1塊正方形永磁體和4塊垂直充磁永磁體，所述1塊正方形永磁體和4塊垂 直充磁永磁體組成"十"字形永磁體陣列，所述4塊垂直充磁永磁體分別位于正方形永磁體 的四周，并且分別與正方形永磁體的四條邊相鄰，所述正方形永磁體與線圈的中心位置相 對(duì)應(yīng)，與正方形永磁體相互平行的兩條邊相鄰的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方向相反，所 述正方形永磁體平行充磁，充磁方向?yàn)榕c正方形端面的對(duì)角線平行的方向，并且所述充磁 方向?yàn)橛膳c其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體， 平行相鄰的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相差90° ，并且對(duì)角相鄰 的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相同， 電樞繞組的線圈中心距、與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=Tp。
具體實(shí)施方式
二i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十所述的長(zhǎng)行程高精度多自 由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述每個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列中還包括2個(gè)直角三角形永磁 體，所述2個(gè)直角三角形永磁體分別與正方形永磁體相對(duì)的兩個(gè)角相鄰，每個(gè)直角三角形 永磁體的兩條直角邊分別與兩塊垂直充磁永磁體相鄰，并且所述兩塊垂直充磁永磁體的充 磁方向相反，兩個(gè)直角三角形永磁體的充磁方向與正方形永磁體的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的長(zhǎng)行程高精度多自由 度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述短行程平面電機(jī)為雙邊形分體式直流平面電機(jī)，所述平面電 機(jī)由4個(gè)電機(jī)單元構(gòu)成，每個(gè)電機(jī)單元包括電樞部件和兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件，所述兩個(gè)永 磁體勵(lì)磁部件相互平行，電樞部件位于兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的中間，電樞部件和永磁體勵(lì) 磁部件之間為氣隙，其中電樞部件包括電樞繞組，兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的結(jié)構(gòu)相同，永磁體 勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板， 每個(gè)電機(jī)單元的電樞繞組由l個(gè)線圈組成，所述線圈為正方形，每個(gè)電機(jī)單元中 的電樞繞組單獨(dú)控制，4個(gè)電樞繞組對(duì)角相鄰組成"十"字形， 每個(gè)電機(jī)單元的永磁體軛板平行于電樞繞組的線圈所在平面，每個(gè)電機(jī)單元的永 磁體陣列包括1塊正方形永磁體和4塊垂直充磁永磁體，所述1塊正方形永磁體和4塊垂 直充磁永磁體組成"十"字形永磁體陣列，所述4塊垂直充磁永磁體分別位于正方形永磁體 的四周，并且分別與正方形永磁體的四條邊相鄰，所述正方形永磁體與線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)，與正方形永磁體相互平行的兩條邊相鄰的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方向相反，所 述正方形永磁體平行充磁，充磁方向?yàn)榕c正方形端面的對(duì)角線平行的方向，并且所述充磁 方向?yàn)橛膳c其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體， 平行相鄰的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相差90° ，并且對(duì)角相鄰 的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相同， 電樞繞組的線圈中心距t t與永磁體陣列的極距t p之間滿足關(guān)系、=t p ;
兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的永磁體陣列中位置相對(duì)的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方 向相同，兩個(gè)永磁體勵(lì)磁部件的永磁體陣列中位置相對(duì)的兩塊平行充磁永磁體的充磁方向 相反。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十二所述的長(zhǎng)行程高精度多 自由度平面電機(jī)的區(qū)別在于，所述永磁體勵(lì)磁部件與具體實(shí)施方式
二i^一所述相同，具體 結(jié)構(gòu)為每個(gè)永磁體陣列中還包括2個(gè)直角三角形永磁體，所述2個(gè)直角三角形永磁體分別 與正方形永磁體相對(duì)的兩個(gè)角相鄰，每個(gè)直角三角形永磁體的兩條直角邊分別與兩塊垂直 充磁永磁體相鄰，并且所述兩塊垂直充磁永磁體的充磁方向相反，兩個(gè)直角三角形永磁體 的充磁方向與正方形永磁體的充磁方向相同。
1權(quán)利要求
長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，它包括一個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的定子(7)、i個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子(4)和i個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)(8)，每個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子上4固定有一個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)(8)，每個(gè)短行程多自由度磁懸浮平面電機(jī)(8)由短行程平面電機(jī)和磁懸浮支撐裝置組成，每組磁懸浮支撐裝置包括m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)，所述短行程平面電機(jī)的定子與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)均運(yùn)分布在所述短行程平面電機(jī)的定子的周邊，并且所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的定子都與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子均與所述短行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，i為大于零的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，長(zhǎng)行程平面 電機(jī)的動(dòng)子采用磁懸浮支撐或氣浮支撐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述m為4， 即每組磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)由4個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)組成，所述4個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)(1)分別位 于短行程平面電機(jī)的定子的四周。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述m為3， 即每組磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)由3磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)(1)組成，所述3個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)(1)相互 之間呈120° 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述磁懸浮 支撐機(jī)構(gòu)(1)由定子和動(dòng)子(13)構(gòu)成，定子包括上軛板(101)、上軛板永磁體組(103)、上 控制線圈組(102)、兩個(gè)支撐邊(14)、下軛板(111)、下軛板永磁體組(113)、下控制線圈組 (112)，上軛板(101)和下軛板(111)相互平行布置，上軛板(101)和下軛板(111)與兩個(gè)支 撐邊(14)組成矩形框，上軛板永磁體組(103)固定在上軛板(101)的下表面上，下軛板永 磁體組(113)固定在下軛板(111)的上表面上，所述上軛板永磁體組(103)和下軛板永磁 體組(113)分別包括兩塊永磁體，每塊個(gè)永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏繞在上 軛板永磁體組(103)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成上控制線圈組(102)，纏繞在下 軛板永磁體組(113)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成下控制線圈組(112)，動(dòng)子(13) 由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(13)位于上軛板 永磁體組(103)和下軛板永磁體組(113)之間，并且所述上軛板永磁體組(103)、下軛板永 磁體組(113)和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述磁懸浮 支撐機(jī)構(gòu)(1)包括上軛板(101)、上軛板永磁體組(103)、上控制線圈組(102)、兩個(gè)支撐邊 (14)、下軛板(111)、下軛板永磁體組(113)、下控制線圈組(112)和動(dòng)子(13)組成，上軛板 (101)和下軛板(111)相互平行布置，上軛板(101)和下軛板(111)與兩個(gè)支撐邊(14)組成 矩形框，每個(gè)支撐邊(14)的兩端分別與上軛板(101)和下軛板(111)固定連接，上軛板永 磁體組(103)固定在上軛板(101)的下表面上，下軛板永磁體組(113)固定在下軛板(111) 的上表面上，所述上軛板永磁體組(103)和下軛板永磁體組(113)分別包括兩塊永磁體，上 控制線圈組(102)纏繞在上軛板(101)上，并位于上軛板永磁體組(103)中的兩塊永磁體 之間，下控制線圈組(112)纏繞在下軛板(111)上，并位于下軛板永磁體組(113)中間，動(dòng) 子(13)由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(13)位于 上軛板永磁體組(103)和下軛板永磁體組(113)之間，并且所述上軛板永磁體組(103)、下軛板永磁體組(113)和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，上軛板永磁體組(103)中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組(113)中的兩塊永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子的兩塊永磁體垂直相鄰、且的兩塊永磁體的充磁方向相同，所述動(dòng)子與下軛板永磁體組(113)中相鄰的永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子(13)中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組(113)與動(dòng)子(13)中垂直相鄰的兩塊永磁體的充磁方向相反。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述短行程平面電機(jī)(2)為單邊結(jié)構(gòu)或者雙邊結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述短行程平面電機(jī)(2)是單邊結(jié)構(gòu)的短行程平面電機(jī)，所述短行程平面電機(jī)包括電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙，其中電樞部件包括電樞繞組和電樞鐵心，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板，所述電樞繞組為四相繞組，所述電樞繞組由4線圈組成，每個(gè)線圈為正方形，且繞向相同，所述4個(gè)線圈組成"田"字形固定在電樞鐵心上，所述4個(gè)線圈所在平面為XY平面，每個(gè)線圈的邊平行于XY平面的X軸或Y軸，每個(gè)線圈為一相繞組，永磁體陣列包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體，所述包括4塊正方形永磁體和12塊垂直充磁永磁體組成"#"字形，所述永磁體陣列固定在永磁體軛板上，并且所述永磁體陣列所在平面與XY平面平行，所述"ft"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)分別與4個(gè)線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)；4塊正方形永磁體分別位于"#"字形的四個(gè)交叉點(diǎn)處，平且每個(gè)正方形永磁體的邊與線圈的邊相平行，12塊垂直充磁永磁體分別位于所述4塊正方形充磁平板形永磁體的四周，所述正方形永磁體的充磁方向與其正方形端面的對(duì)角線平行，平行相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相差90°度，并且對(duì)角相鄰的兩塊正方形永磁體的充磁方向相反，與每一個(gè)正方形永磁體相鄰的4個(gè)垂直充磁永磁體中，與正方形永磁體的磁力線所指向的兩條邊相鄰的2塊垂直充磁永磁體為N極，另外2塊垂直充磁永磁體為S極，電樞繞組的線圈中心距Tt與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=、。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，其特征在于，所述短行程平面電機(jī)(2)是單邊結(jié)構(gòu)的短行程平面電機(jī)，所述短行程平面電機(jī)(2)由4個(gè)電機(jī)單元構(gòu)成，每個(gè)電機(jī)單元包括電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件，電樞部件和永磁體勵(lì)磁部件之間為氣隙，其中電樞部件包括電樞繞組和電樞鐵心，永磁體勵(lì)磁部件包括永磁體陣列和永磁體軛板，每個(gè)電機(jī)單元的電樞繞組由l個(gè)線圈組成，所述線圈為正方形，每個(gè)電機(jī)單元中的電樞繞組單獨(dú)控制，4個(gè)電樞繞組對(duì)角相鄰組成"十"字形，每個(gè)電機(jī)單元的永磁體軛板平行于電樞繞組的線圈所在平面，每個(gè)電機(jī)單元的永磁體陣列包括1塊正方形永磁體和4塊垂直充磁永磁體，所述1塊正方形永磁體和4塊垂直充磁永磁體組成"十"字形永磁體陣列，所述4塊垂直充磁永磁體分別位于正方形永磁體的四周，并且分別與正方形永磁體的四條邊相鄰，所述正方形永磁體與線圈的中心位置相對(duì)應(yīng)，與正方形永磁體相互平行的兩條邊相鄰的兩塊垂直充磁永磁體的充磁方向相反，所述正方形永磁體平行充磁，充磁方向?yàn)榕c正方形端面的對(duì)角線平行的方向，并且所述充磁方向?yàn)橛膳c其相鄰的S極永磁體指向N極永磁體，平行相鄰的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相差90。，并且對(duì)角相鄰的兩個(gè)電機(jī)單元中的正方形永磁體的充磁方向相同，電樞繞組的線圈中心距Tt與永磁體陣列的極距、之間滿足關(guān)系、=、。
全文摘要
長(zhǎng)行程高精度多自由度平面電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、控制復(fù)雜以及定位精度低等問(wèn)題。所述平面電機(jī)包括一個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的定子、i個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子、i個(gè)短行程平面電機(jī)和i組磁懸浮支撐裝置，每個(gè)長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子上固定有一個(gè)短行程平面電機(jī)和1個(gè)磁懸浮支撐裝置，每組磁懸浮支撐裝置包括m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)，m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)均多分布在所述短行程平面電機(jī)的定子的周邊，所述短行程平面電機(jī)的定子與長(zhǎng)行程平面電機(jī)的動(dòng)子、m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的定子固定連接，所述m個(gè)磁懸浮支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子均與所述短行程平面電機(jī)的動(dòng)子固定連接，i為大于零的整數(shù)，m為大于1的整數(shù)。
文檔編號(hào)H02K41/03GK101752983SQ20091021741
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者寇寶泉, 張千帆, 程樹(shù)康 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)