專利名稱：一種多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實際應(yīng)用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級?？紤]到制造成本、運行費用，目前一般均采用短初級長次級。直線感應(yīng)電動機的工作原理如下所述當(dāng)初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應(yīng)出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運動；反之，則初級做直線運動。在沖床、晶圓制造中有很多需要直線運動的場合。為了提高生產(chǎn)效率，對直線運動的速度和加速度都有很高的要求。傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”的中間傳動環(huán)節(jié)使剛度降低，彈性變形使系統(tǒng)的階次變高，從而系統(tǒng)的魯棒性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別提出一種多動子之間的往復(fù)直線運動互不干涉的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提出一種多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置，包括多個直線驅(qū)動模塊和連接部件，所述多個直線驅(qū)動模塊安裝于所述連接部件上，其中每個直線驅(qū)動模塊包括一個直線電機定子；上端面單直線導(dǎo)軌副，所述上端面單直線導(dǎo)軌副位于所述直線電機定子的上端面，包括固定于所述直線電機定子的上端面的上直線導(dǎo)軌、多個上滑座和多個上滑塊，其中，所述多個上滑座和多個上滑塊可滑動地安裝在所述上直線導(dǎo)軌上且每個所述上滑座的兩端分別連接有一個上滑塊；下端面單直線導(dǎo)軌副，所述下端面單直線導(dǎo)軌副位于所述直線電機定子的下端面，包括固定于所述直線電機定子的下端面的下直線導(dǎo)軌、多個下滑座和多個下滑塊，其中，所述多個下滑座和多個下滑塊可滑動地安裝在所述下直線導(dǎo)軌上且每個所述下滑座的兩端分別連接有一個下滑塊；多個直線電機動子，所述多個直線電機動子包括多個上直線電機動子和多個下直線電機動子，其中每個所述上直線電機動子與所述每個上滑座固定連接，所述上直線電機動子在所述直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動與所述上直線電機動子相連的所述上滑座沿所述上直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動，所述每個所述下直線電機動子與所述每個下滑座固定連接，所述下直線電機動子在所述直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動與所述下直線電機動子相連的所述下滑座沿所述下直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動。
根據(jù)本發(fā)明實施例的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置，可以直接驅(qū)動給你工作平臺，沒有反向工作死區(qū)，并且多個直線驅(qū)動模塊以及多個直線電機動子之間的往復(fù)直線運動互不干涉。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的多定子多動子陣列式直線驅(qū)動裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的直線驅(qū)動模塊的上端面示意圖；和圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的直線驅(qū)動模塊的下端面示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、 “連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。下面參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置1000。如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置 1000包括多個直線驅(qū)動模塊100以及連接部件200。其中，多個直線驅(qū)動模塊100安裝在連接部件200。具體而言，每個直線驅(qū)動模塊100通過螺栓固定在連接部件200上。在本發(fā)明的一個實施例中，每個直線驅(qū)動模塊100的左端和右端通過螺栓分別固定在連接部件 200的凹槽內(nèi)。如圖3和圖4所示，每個直線驅(qū)動模塊100包括一個直線電機定子110、上端面單直線導(dǎo)軌副、下端面單直線導(dǎo)軌副和多個直線電機動子。直線電機定子110和直線電機動子通過上端面單直線導(dǎo)軌副、下端面單直線導(dǎo)軌副連接組成“η”字形結(jié)構(gòu)。
在直線電機定子110的內(nèi)部嵌有磁鋼111。在本發(fā)明的一個示例中，在直線電機定子110的內(nèi)部嵌有一排磁鋼111，且磁鋼111的端面為蜂窩狀的六邊形。在本發(fā)明的一個實施例中，直線電機定子110可以為奧氏體不銹鋼板。如圖3所示，上端面單直線導(dǎo)軌副位于直線電機定子110的上端面(圖3中的向上)，包括固定于直線電機定子110的上端面的上直線導(dǎo)軌121、多個上滑座131和多個上滑塊。多個上滑座131和多個上滑塊可滑動地安裝在上直線導(dǎo)軌121上。每個上滑座131 的兩端分別連接有一個上滑塊。在上滑座131的兩端分別連接有第一上滑塊141a和第二上滑塊141b。在本發(fā)明的一個實施例中，每個上直線導(dǎo)軌131的兩端通過螺栓分別與第一上滑塊141a和第二上滑塊141b連接。如圖4所示，下端面單直線導(dǎo)軌副位于直線電機定子110的下端面(圖4中向下)， 包括固定于直線電機定子110的上端面的下直線導(dǎo)軌122、多個下滑座132和多個下滑塊。 多個下滑座132和多個下滑塊可滑動地安裝在下直線導(dǎo)軌122上。每個下滑座132的兩端分別連接有一個下滑塊。在下滑座132的兩端分別連接有第一下滑塊14 和第二下滑塊 142b。在本發(fā)明的一個實施例中，每個下直線導(dǎo)軌132的兩端通過螺栓分別與第一下滑塊 142a和第二下滑塊142b連接。多個直線電機動子包括多個上直線電機動子151和多個下直線電機動子152。如圖3所示，每個上直線電機動子151與每個上滑座131 —一對應(yīng)地固定連接。如圖4所示， 每個下直線電機動子152與每個下滑座132 —一對應(yīng)地固定連接。在本發(fā)明的一個實施例中，每個上直線電機動子151通過螺栓與每個上滑座131 一一對應(yīng)地固定連接。每個下直線電機動子152通過螺栓與每個下滑座132 —一對應(yīng)地固定連接。每個直線電機動子為由印刷電路板型線圈組成的鋼塊，即每個上直線電機動子 151和每個下直線電機動子152均為由印刷電路板型線圈組成的鋼塊。在本發(fā)明的一個示例中，上直線電機動子151和下直線電機動子152可以為長方形。在本發(fā)明的一個實施例中，上直線電機動子151和下直線電機動子152可以沿直線電機動子110的軸向彼此間隔開地沿上下方向(圖3和圖4中的上下方向)交錯排列。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，直線電機動子的安裝方式不限于此。多個上直線電機動子151組成的上直線電機動子組可以沿直線電機動子110的軸向連續(xù)排列，多個下直線電機動子152組成的下直線電機動子組可以沿直線電機動子110的軸向連續(xù)排列，上直線電機動子組和下直線電機動子組彼此間隔開地沿上下方向交錯排列。并且不同的上直線電機動子組中的上直線電機動子151的數(shù)量可以不同，不同的下直線電機動子組中的下直線電機動子152的數(shù)量可以不同。本發(fā)明實施例提供的直線電機驅(qū)動裝置工作時，直線電機定子110與上直線電機動子151和下直線電機動子相互作用。上直線電機動子151在直線電機定子110提供的磁場的作用下，受到與上直線導(dǎo)軌121軸向平行的推力。上直線電機動子151帶動上滑座131 沿著上直線導(dǎo)軌121的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動。下直線電機動子152在直線電機定子110 提供的磁場的作用下，受到與下直線導(dǎo)軌122軸向平行的推力。下直線電機動子152帶動下滑座132沿著下直線導(dǎo)軌122的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動。在本發(fā)明的一個實施例中，各個直線電機動子的往復(fù)直線運動彼此獨立。具體而言，上直線電機動子151和下直線電機動子152的往復(fù)直線運動彼此獨立，互不干涉。多個上直線電機動子151之間的往復(fù)直線運動彼此獨立，互不干涉。多個下直線電機動子153 之間的往復(fù)直線運動彼此也獨立，互不干涉。在本發(fā)明的一個實施例中，各個直線驅(qū)動模塊100的往復(fù)直線運動彼此獨立。根據(jù)本發(fā)明實施例的多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置，可以直接驅(qū)動給你工作平臺，沒有反向工作死區(qū)，并且多個直線驅(qū)動模塊以及多個直線電機動子之間的往復(fù)直線運動互不干涉。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述直線電機驅(qū)動裝置包括多個直線驅(qū)動模塊和連接部件，所述多個直線驅(qū)動模塊安裝于所述連接部件上，其中每個直線驅(qū)動模塊包括一個直線電機定子；上端面單直線導(dǎo)軌副，所述上端面單直線導(dǎo)軌副位于所述直線電機定子的上端面，包括固定于所述直線電機定子的上端面的上直線導(dǎo)軌、多個上滑座和多個上滑塊，其中，所述多個上滑座和多個上滑塊可滑動地安裝在所述上直線導(dǎo)軌上且每個所述上滑座的兩端分別連接有一個上滑塊；下端面單直線導(dǎo)軌副，所述下端面單直線導(dǎo)軌副位于所述直線電機定子的下端面，包括固定于所述直線電機定子的下端面的下直線導(dǎo)軌、多個下滑座和多個下滑塊，其中，所述多個下滑座和多個下滑塊可滑動地安裝在所述下直線導(dǎo)軌上且每個所述下滑座的兩端分別連接有一個下滑塊；多個直線電機動子，所述多個直線電機動子包括多個上直線電機動子和多個下直線電機動子，其中每個所述上直線電機動子與所述每個上滑座固定連接，所述上直線電機動子在所述直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動與所述上直線電機動子相連的所述上滑座沿所述上直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動，所述每個所述下直線電機動子與所述每個下滑座固定連接，所述下直線電機動子在所述直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動與所述下直線電機動子相連的所述下滑座沿所述下直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動。
2.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述直線電機定子為內(nèi)部嵌有磁鋼的奧氏體不銹鋼板。
3.如權(quán)利要求2所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述磁鋼的端面為蜂窩狀的六邊形。
4.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，每個所述直線電機動子為由印刷電路板型線圈組成的鋼塊。
5.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述每個上直線電機動子通過螺栓與所述每個上滑座固定連接，所述每個下直線電機動子通過螺栓與所述每個下滑座固定連接。
6.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述上直線電機動子和所述下直線電機動子沿所述直線電機定子的軸向彼此間隔開地沿上行方向交錯排列。
7.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述每個上滑座的兩端通過螺栓分別與一個所述上滑塊連接，所述每個下滑座的兩端通過螺栓分別與一個所述下滑塊連接。
8.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述每個直線驅(qū)動模塊通過螺栓固定在所述連接部件上。
9.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述各個直線驅(qū)動模塊的往復(fù)直線運動彼此獨立。
10.如權(quán)利要求1所述的直線電機驅(qū)動裝置，其特征在于，所述各個直線電機動子的往復(fù)直線運動彼此獨立。
全文摘要
本發(fā)明提出一種多定子多動子陣列式直線電機驅(qū)動裝置，包括多個直線驅(qū)動模塊和連接部件，多個直線驅(qū)動模塊安裝于連接部件上，每個直線驅(qū)動模塊包括直線電機定子；上端面單直線導(dǎo)軌副；下端面單直線導(dǎo)軌副；多個直線電機動子，包括多個上直線電機動子和多個下直線電機動子，上直線電機動子在直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動上滑座沿上直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動，下直線電機動子在直線電機定子提供的磁場的作用下，帶動下滑座沿下直線導(dǎo)軌的軸向進(jìn)行往復(fù)直線運動。本發(fā)明可以直接驅(qū)動給你工作平臺，沒有反向工作死區(qū)，并且多個直線驅(qū)動模塊以及多個直線電機動子之間的往復(fù)直線運動互不干涉。
文檔編號H02K41/02GK102195439SQ20111013928
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者葉佩青, 尤政, 張震, 趙彤 申請人:清華大學(xué)