本實(shí)用新型涉及一種高推力密度的雙激勵模塊化往復(fù)式永磁直線電機(jī)。

背景技術(shù)：

往復(fù)式永磁直線電機(jī)，通常包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的動力機(jī)構(gòu)，所述動力機(jī)構(gòu)包括內(nèi)定子、具有繞組線圈的外定子、動子、機(jī)軸以及彈簧，所述內(nèi)定子和所述外定子相互分離以在所述內(nèi)定子和所述外定子之間具有氣隙，所述動子在所述內(nèi)定子和所述外定子之間設(shè)置磁環(huán)，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動，所述機(jī)軸與所述動子呈聯(lián)動設(shè)置，所述彈簧彈性的支撐機(jī)軸。然而現(xiàn)有的往復(fù)式永磁直線電機(jī)，其通常只采用同層并列排布的雙外定子結(jié)構(gòu)或只有外定子設(shè)置繞組線圈進(jìn)行單激勵的雙定子結(jié)構(gòu)，其存在推力密度低，空間利用率低的缺點(diǎn)，并且大部分只能單方向做功，不利于節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保的高推力密度的雙激勵模塊化往復(fù)式永磁直線電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種高推力密度的雙激勵模塊化往復(fù)式永磁直線電機(jī)，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的動力機(jī)構(gòu)，所述動力機(jī)構(gòu)包括內(nèi)定子、具有繞組線圈的外定子、動子、機(jī)軸以及彈簧，所述內(nèi)定子和所述外定子相互分離以在所述內(nèi)定子和所述外定子之間具有氣隙，所述動子在所述內(nèi)定子和所述外定子之間設(shè)置磁環(huán)，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動，所述機(jī)軸與所述動子呈聯(lián)動設(shè)置，所述彈簧彈性的支撐機(jī)軸，所述內(nèi)定子內(nèi)也具有繞組線圈。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，內(nèi)定子繞組線圈通電狀態(tài)下產(chǎn)生的磁場通量與外定子繞組線圈產(chǎn)生磁場及磁環(huán)磁場之間相互作用，構(gòu)成磁力線閉合回路，增強(qiáng)電機(jī)有效磁場，從而有效提高了推力密度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述內(nèi)定子包括呈分體設(shè)置的齒部與軛部，所述繞組線圈繞設(shè)在所述齒部。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，加工時能夠更加方便的對繞組線圈進(jìn)行繞制。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述內(nèi)定子齒部中心位置由非導(dǎo)磁材料構(gòu)成的支撐件隔開適當(dāng)?shù)臍庀堕L度。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，以便引導(dǎo)磁力線分別通過內(nèi)外定子和磁環(huán)，構(gòu)成有效磁場閉合回路，能夠使得內(nèi)定子的磁路與外定子對稱。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述齒部與軛部均由硅鋼片沿圓周切向排布成輻射狀，齒部硅鋼片的疊壓密度大于軛部硅鋼片的疊壓密度。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，使得直接面對動子的內(nèi)定子齒部硅鋼片能夠盡量多的接收氣隙磁場導(dǎo)通來的磁力線，增大了導(dǎo)磁面積。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述磁環(huán)為一體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其外表面為同一極性面向外定子，內(nèi)表面為另一極性面向內(nèi)定子。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，使得磁環(huán)的磁通呈徑向充磁的輻射，保證了氣隙磁場強(qiáng)度均勻無間斷，進(jìn)一步提高了推力密度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述動力機(jī)構(gòu)包括所述第一動力機(jī)構(gòu)，所述第一動力機(jī)構(gòu)包括具有繞組線圈的第一內(nèi)定子與第一外定子、第一動子、第一機(jī)軸以及第一彈簧，所述第一內(nèi)定子和所述第一外定子相互分離以在所述第一內(nèi)定子和所述第一外定子之間具有氣隙，所述第一動子在所述第一內(nèi)定子和所述第一外定子之間設(shè)置磁環(huán)，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動；所述動力機(jī)構(gòu)還包括第二機(jī)軸以及第二彈簧，所述第一機(jī)軸與第二機(jī)軸分別可移動插設(shè)在所述機(jī)座內(nèi)，所述第一機(jī)軸與第二機(jī)軸呈同軸并聯(lián)動設(shè)置，所述第一機(jī)軸與所述第一動子呈聯(lián)動設(shè)置，所述第一彈簧與第二彈簧分別彈性的支撐第一機(jī)軸與第二機(jī)軸。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，通過第一機(jī)軸與第二機(jī)軸正反移動同時做功，從而提高了工作效率，更加節(jié)能環(huán)保。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述動力機(jī)構(gòu)還包括所述第二動力機(jī)構(gòu)，所述第二動力機(jī)構(gòu)包括具有繞組線圈的第二內(nèi)定子與第二外定子以及第二動子，所述第二內(nèi)定子和所述第二外定子相互分離以在所述第二內(nèi)定子和所述第二外定子之間具有氣隙，所述第二動子設(shè)置在所述第二內(nèi)定子和所述第二外定子之間，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動，所述第二機(jī)軸與所述第二動子呈聯(lián)動設(shè)置。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，電機(jī)的動力機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)使其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期和成本等方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)和加工。有效的模塊設(shè)計(jì)，有利于工裝工藝的規(guī)范化編制和提高生產(chǎn)過程中所需工裝模具的利用率。模塊化的設(shè)計(jì)可以直接針對不同功率和推力要求的應(yīng)用場合，改裝方便。本實(shí)用新型技術(shù)方案動力機(jī)構(gòu)可采用1~n級模塊化，多級化的設(shè)計(jì)也保證了多級電機(jī)具有容錯特性，即當(dāng)其中一級的繞組損壞或其他部件發(fā)生故障，相互獨(dú)立的其他級不受影響，依然正常運(yùn)行，保證了其在不間斷工作需求下的應(yīng)用。并且，與現(xiàn)有技術(shù)相較，在推力相當(dāng)?shù)那闆r下，通過模塊化軸向加長，大大減小了電機(jī)的直徑。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述第一機(jī)軸與第二機(jī)軸的相對端分別設(shè)置有法蘭，所述第一動子與第二動子分別呈一端開口的圓筒狀設(shè)置，第一動子與第二動子均分別包括底壁與側(cè)壁，所述底壁設(shè)置有中部通孔，所述第一動子與第二動子的底壁分別夾設(shè)在第一機(jī)軸與第二機(jī)軸的法蘭之間并通過連接件固定。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述第一彈簧與第二彈簧分別套設(shè)在所述第一機(jī)軸與第二機(jī)軸外側(cè)，并且第一彈簧與第二彈簧的一端分別跟第一機(jī)軸與第二機(jī)軸的法蘭相抵設(shè)置，第一彈簧與第二彈簧的另一端分別跟機(jī)座相抵設(shè)置。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：還包括用于安裝第一外定子與第二外定子的第一定子座與第二定子座，所述第一機(jī)軸與第二機(jī)軸之間設(shè)置有擋板，所述第一彈簧與第二彈簧分別設(shè)置有若干組，所述第一彈簧與第二彈簧的一端分別跟所述擋板相抵設(shè)置，第一彈簧與第二彈簧的另一端分別跟第一定子座與第二定子座相抵設(shè)置。

通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例五結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例六結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例七結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例八結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖9為本實(shí)用新型的動子實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖1-附圖9，本實(shí)用新型公開的高推力密度的雙激勵模塊化往復(fù)式永磁直線電機(jī)，包括機(jī)座1以及設(shè)置在機(jī)座1上的動力機(jī)構(gòu)，所述動力機(jī)構(gòu)包括內(nèi)定子2、具有繞組線圈8的外定子3、動子4、機(jī)軸5以及彈簧6，優(yōu)選的，機(jī)軸5與機(jī)座1之間還設(shè)置有直線軸承7，所述內(nèi)定子2和所述外定子3相互分離以在所述內(nèi)定子2和所述外定子3之間具有氣隙，所述動子4在所述內(nèi)定子3和所述外定子4之間設(shè)置磁環(huán)9，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動，所述機(jī)軸5與所述動子4呈聯(lián)動設(shè)置，所述彈簧6彈性的支撐機(jī)軸5，所述內(nèi)定子2內(nèi)也具有繞組線圈8。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，內(nèi)定子2繞組線圈8通電狀態(tài)下產(chǎn)生的磁場通量與外定子3繞組線圈8產(chǎn)生磁場及磁環(huán)磁場之間相互作用，構(gòu)成磁力線閉合回路，增強(qiáng)電機(jī)有效磁場，從而有效提高了推力密度。優(yōu)選的內(nèi)外定子繞組線圈規(guī)格一致，可串聯(lián)連接，由同一電源和控制器控制。內(nèi)外定子繞組線圈電流大小一致，根據(jù)動子運(yùn)行位置同時進(jìn)行換相，通電方向保證磁通量回路處于增強(qiáng)狀態(tài)，以控制動子做往復(fù)直線運(yùn)動。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述內(nèi)定子2包括呈分體設(shè)置的齒部21與軛部22，所述繞組線圈8繞設(shè)在所述齒部21。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，加工時能夠更加方便的對繞組線圈進(jìn)行繞制。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述內(nèi)定子2齒部21中心位置由非導(dǎo)磁材料構(gòu)成的支撐件23隔開適當(dāng)?shù)臍庀堕L度。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，能夠使得內(nèi)定子2的磁路與外定子3對稱。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述齒部21與軛部22均由硅鋼片沿圓周切向排布成輻射狀，齒部21硅鋼片的疊壓密度大于軛部22硅鋼片的疊壓密度。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，使得直接面對動子3的內(nèi)定子2齒部21硅鋼片能夠盡量多的接收氣隙磁場導(dǎo)通來的磁力線，增大了導(dǎo)磁面積。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述磁環(huán)9為一體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其外表面為同一極性面向外定子，內(nèi)表面為另一極性面向內(nèi)定子。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，使得磁環(huán)的磁通呈徑向充磁的輻射，進(jìn)一步提高了推力密度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述動力機(jī)構(gòu)包括所述第一動力機(jī)構(gòu)，所述第一動力機(jī)構(gòu)包括第一內(nèi)定子201、具有繞組線圈8的第一外定子301、第一動子401、第一機(jī)軸501以及第一彈簧601，所述第一內(nèi)定子201和所述第一外定子301相互分離以在所述第一內(nèi)定子201和所述第一外定子301之間具有氣隙，所述第一動子401在所述第一內(nèi)定子201和所述第一外定子301之間設(shè)置磁環(huán)9，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動；所述動力機(jī)構(gòu)還包括第二機(jī)軸502以及第二彈簧602，所述第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502分別可移動插設(shè)在所述機(jī)座1內(nèi)，所述第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502呈同軸并聯(lián)動設(shè)置，所述第一機(jī)軸501與所述第一動子401呈聯(lián)動設(shè)置，所述第一彈簧601與第二彈簧602分別彈性的支撐第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，通過第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502正反移動同時做功，從而提高了工作效率，更加節(jié)能環(huán)保。

本實(shí)用新型技術(shù)方案動力機(jī)構(gòu)可采用一級（參見附圖1、附圖2）或多級（參見附圖2-附圖8）模塊化，本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置：所述動力機(jī)構(gòu)還包括所述第二動力機(jī)構(gòu)，所述第二動力機(jī)構(gòu)包括第二內(nèi)定子202、具有繞組線圈8的第二外定子302以及第二動子402，所述第二內(nèi)定子202和所述第二外定子302相互分離以在所述第二內(nèi)定子202和所述第二外定子302之間具有氣隙，所述第二動子402設(shè)置在所述第二內(nèi)定子202和所述第二外定子302之間，以執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動，所述第二機(jī)軸502與所述第二動子402呈聯(lián)動設(shè)置。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，電機(jī)的動力機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)使其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期和成本等方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)和加工。有效的模塊設(shè)計(jì)，有利于工裝工藝的規(guī)范化編制和提高生產(chǎn)過程中所需工裝模具的利用率。模塊化的設(shè)計(jì)可以直接針對不同功率和推力要求的應(yīng)用場合，改裝方便。本實(shí)用新型技術(shù)方案動力機(jī)構(gòu)可采用1~n級模塊化，多級化的設(shè)計(jì)也保證了多級電機(jī)具有容錯特性，即當(dāng)其中一級的繞組損壞或其他部件發(fā)生故障，相互獨(dú)立的其他級不受影響，依然正常運(yùn)行，保證了其在不間斷工作需求下的應(yīng)用。并且，與現(xiàn)有技術(shù)相較，在推力相當(dāng)?shù)那闆r下，通過模塊化軸向加長，大大減小了電機(jī)的直徑。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置：所述第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502的相對端分別設(shè)置有法蘭，所述第一動子401與第二動子402分別呈一端開口的圓筒狀設(shè)置，第一動子401與第二動子402均分別包括底壁41與側(cè)壁42，所述底壁41設(shè)置有中部通孔43，所述第一動子401與第二動子402的底壁41分別夾設(shè)在第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502的法蘭之間并通過連接件固定。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置：所述第一彈簧601與第二彈簧602分別套設(shè)在所述第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502外側(cè)，并且第一彈簧601與第二彈簧602的一端分別跟第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502的法蘭相抵設(shè)置，第一彈簧601與第二彈簧602的另一端分別跟機(jī)座1相抵設(shè)置。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

本實(shí)用新型也可進(jìn)一步設(shè)置：還包括用于安裝第一外定子301與第二外定子302的第一定子座與第二定子座，所述第一機(jī)軸501與第二機(jī)軸502之間設(shè)置有擋板，所述第一彈簧601與第二彈簧602分別設(shè)置有若干組，所述第一彈簧601與第二彈簧602的一端分別跟所述擋板相抵設(shè)置，第一彈簧601與第二彈簧602的另一端分別跟第一定子座與第二定子座相抵設(shè)置。通過采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行更加穩(wěn)定。

參見附圖1-8，需要說明的是，本實(shí)用新型技術(shù)方案機(jī)軸可以采用一體或分體設(shè)置，機(jī)軸、彈簧可以采用多種不同方式進(jìn)行安裝，而不僅限于附圖1-8中方式。