永磁電機(jī)及其部件以及永磁電機(jī)平臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種永磁電機(jī)及其部件以及永磁電機(jī)平臺。該永磁電機(jī)，包括：并排設(shè)置的第一磁鐵組件和第二磁鐵組件，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱；第一線圈組件，鄰近第一磁鐵組件，并且被配置為能夠與第一磁鐵組件共同構(gòu)成第一電機(jī)；第二線圈組件，鄰近第二磁鐵組件，并且被配置為能夠與第二磁鐵組件共同構(gòu)成第二電機(jī)，第一線圈組件和第二線圈組件被設(shè)置為基本上相對于中心平面對稱；以及連接件，固定連接第一線圈組件和第二線圈組件。通過對稱設(shè)置兩個(gè)磁鐵組件和兩個(gè)線圈組件，至少部分地抵消了線圈組件受到的垂直于運(yùn)動(dòng)方向的力，有利于提高永磁電機(jī)的性能。
【專利說明】永磁電機(jī)及其部件以及永磁電機(jī)平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及永磁電機(jī)及其部件以及永磁電機(jī)平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1示出了典型的鐵芯直線永磁電機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺。其中，在底座170上固定有磁鐵組件110和設(shè)置在磁鐵組件110兩側(cè)的導(dǎo)軌150。導(dǎo)軌150附近還設(shè)置有直線位移傳感器140。工件130通過兩個(gè)滑塊160在導(dǎo)軌150上滑動(dòng)。線圈組件120固定在工件130上，并且線圈組件120上的線圈面對著磁鐵組件110。
[0003]圖2示出了用于鐵芯直線永磁電機(jī)的線圈組件120的典型結(jié)構(gòu)。線圈組件120具有鐵芯210。鐵芯210上開有齒槽220。線圈230通過齒槽220纏繞在鐵芯210上。
[0004]在傳統(tǒng)永磁電機(jī)中，基于磁鐵以及線圈的布置方式，除了運(yùn)動(dòng)方向上的推動(dòng)力之夕卜，還會在垂直于運(yùn)動(dòng)方向的方向上產(chǎn)生額外的力(直線永磁電機(jī)的情況下為橫向力，旋轉(zhuǎn)永磁電機(jī)的情況下為軸向力或徑向力)。例如，在為了減小齒槽力而斜置磁鐵的情況下，會產(chǎn)生垂直于運(yùn)動(dòng)方向的斜置齒槽力。
[0005]由于額外的力的存在以及這些力隨時(shí)間及運(yùn)動(dòng)位置的變化，對于永磁電機(jī)的運(yùn)行造成了一些不利的影響。例如有可能影響電機(jī)的運(yùn)行精度，有可能使導(dǎo)軌長期受到這些力的作用從而影響其疲勞壽命，并進(jìn)一步影響電機(jī)的可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種永磁電機(jī)及其部件以及永磁電機(jī)平臺，其能夠至少部分的消除或減小垂直于運(yùn)動(dòng)方向的方向上的力。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種永磁電機(jī)，包括:并排設(shè)置的第一磁鐵組件和第二磁鐵組件，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱；第一線圈組件，鄰近第一磁鐵組件，并且被配置為能夠與第一磁鐵組件共同構(gòu)成第一電機(jī)；第二線圈組件，鄰近第二磁鐵組件，并且被配置為能夠與第二磁鐵組件共同構(gòu)成第二電機(jī)，第一線圈組件和第二線圈組件被設(shè)置為基本上相對于中心平面對稱；以及連接件，固定連接第一線圈組件和第二線圈組件。
[0008]可選地，該永磁電機(jī)可以為直線永磁電機(jī)。第一磁鐵組件與第二磁鐵組件定義了基本上沿著第一方向的運(yùn)動(dòng)方向，第二方向與中心平面垂直，第三方向垂直于第一方向和第二方向，中心平面為平行于第一方向和第三方向的平面，第一線圈組件被設(shè)置為使得第一磁鐵組件對第一線圈組件的鐵芯的吸引力基本上在第二方向上，第二線圈組件被設(shè)置為使得第二磁鐵組件對第二線圈組件的鐵芯的吸引力基本上在與第二方向相反的方向上。
[0009]可選地，第一線圈組件、第一磁鐵組件、第二磁鐵組件以及第二線圈組件依次設(shè)置在第二方向上。
[0010]或者可選地，第二磁鐵組件、第二線圈組件、第一線圈組件以及第一磁鐵組件依次設(shè)置在第二方向上。[0011]可選地，該永磁電機(jī)還可以包括:基座，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件固定在基座上；兩個(gè)導(dǎo)軌，固定在基座上，并且基本上沿第一方向延伸；以及兩個(gè)滑塊，固定到連接件，并且分別與兩個(gè)導(dǎo)軌配合，以限制連接件沿第一方向運(yùn)動(dòng)，連接件在第二方向或第三方向上延伸，從而通過兩個(gè)滑塊在兩個(gè)導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
[0012]可選地，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件分別包括多個(gè)磁鐵，每一個(gè)磁鐵的靠近相應(yīng)線圈組件的表面在第一方向上的邊緣的至少一部分與第一方向既不平行也不垂直。
[0013]第一線圈組件中的線圈和第二線圈組件中的線圈可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。
[0014]可選地，該永磁電機(jī)也可以是旋轉(zhuǎn)式永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子。第一磁鐵組件和第二磁鐵組件布置在轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)上，第一線圈組件和第二線圈組件布置在轉(zhuǎn)子和定子中的另一個(gè)上。第一線圈組件、第一磁鐵組件、第二磁鐵組件以及第二線圈組件可以依次設(shè)置在平行于轉(zhuǎn)子和定子的軸向的方向上。或者作為替代，第二磁鐵組件、第二線圈組件、第一線圈組件以及第一磁鐵組件依次設(shè)置在平行于軸向的方向上。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種永磁電機(jī)平臺，包括:第一永磁電機(jī)，是根據(jù)本實(shí)用新型的直線永磁電機(jī)；第二永磁電機(jī)，也是根據(jù)本實(shí)用新型的直線永磁電機(jī)，設(shè)置在第一永磁電機(jī)的連接件上。第一永磁電機(jī)的第三方向和第二永磁電機(jī)的第三方向相同，第二永磁電機(jī)的第一方向與第一永磁電機(jī)的第一方向成一夾角，使得第二永磁電機(jī)的導(dǎo)軌沿著從第一永磁電機(jī)的一條導(dǎo)軌到另一條導(dǎo)軌的方向布置。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，還提供了一種用于直線永磁電機(jī)的部件，包括:基座；第一磁鐵組件和第二磁鐵組件，固定在基座上，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱，第一磁鐵組件與第二磁鐵組件定義了基本上沿著第一方向的運(yùn)動(dòng)方向，中心平面與運(yùn)動(dòng)方向平行；以及兩個(gè)導(dǎo)軌，固定在基座上，并且基本上沿第一方向延伸，第二方向與中心平面垂直，第三方向垂直于第一方向和第二方向，中心平面為平行于第一方向和第三方向的平面，第一磁鐵組件的磁鐵設(shè)置在第一磁鐵組件在第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，第二磁鐵組件的磁鐵設(shè)置在第二磁鐵組件在第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，第一磁鐵組件的磁鐵與第二磁鐵組件的磁鐵在第二方向上彼此面對，兩者之間具有預(yù)定間隔；或者第一磁鐵組件的磁鐵與第二磁鐵組件的磁鐵在第二方向上彼此遠(yuǎn)離。
[0017]相應(yīng)地，還提供了一種用于直線永磁電機(jī)的部件，包括:連接件；第一線圈組件和第二線圈組件，固定連接在連接件上，使得第一線圈組件和第二線圈組件基本上相對于兩者之間的中心平面對稱；以及兩個(gè)滑塊，固定到連接件，能夠與直線永磁電機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)軌配合，以限制連接件沿第一方向運(yùn)動(dòng)，其中，第一線圈組件的線圈設(shè)置在第一線圈組件在垂直于第一方向的第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，第二線圈組件的線圈設(shè)置在第二線圈組件在第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，其中，第一線圈組件的線圈與第二線圈組件的線圈在第二方向上彼此面對，并且兩者之間具有預(yù)定間隔；或者第一線圈組件的線圈與第二線圈組件的線圈在第二方向上彼此遠(yuǎn)離。
[0018]通過對稱設(shè)置兩個(gè)磁鐵組件和兩個(gè)線圈組件，至少部分地抵消了線圈組件受到的垂直于運(yùn)動(dòng)方向的力，有利于提高永磁電機(jī)的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】[0019]圖1示出了典型的鐵芯直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺。
[0020]圖2示出了用于鐵芯直線永磁電機(jī)的線圈組件的典型結(jié)構(gòu)。
[0021]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的沿著運(yùn)動(dòng)方向的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖8是第一實(shí)施例的變化形式的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖9和圖10是第三實(shí)施例的變化形式的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型第五實(shí)施例的永磁電機(jī)平臺的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖12是本實(shí)用新型的實(shí)施例中可以使用的一種磁鐵陣列排列方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面參考附圖3至12，詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的永磁電機(jī)。
[0031 ] 本公開文本中主要以直線電機(jī)為例進(jìn)行描述。但是基于直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)原理上的相似性，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，同樣的結(jié)構(gòu)也適用于旋轉(zhuǎn)式永磁電機(jī)。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的永磁電機(jī)具有并排設(shè)置的第一磁鐵組件和第二磁鐵組件。第一磁鐵組件和第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱，更具體地說，兩個(gè)磁鐵組件中磁鐵的設(shè)置方向、排列方式等都相對于中心平面對稱。
[0033]該永磁電機(jī)還設(shè)置有第一線圈組件和第二線圈組件。
[0034]第一線圈組件鄰近第一磁鐵組件，并且被配置為能夠與第一磁鐵組件共同構(gòu)成第一電機(jī)。
[0035]第二線圈組件鄰近第二磁鐵組件，并且被配置為能夠與第二磁鐵組件共同構(gòu)成第二電機(jī)。
[0036]第一線圈組件和第二線圈組件被設(shè)置為基本上相對于中心平面對稱，并且通過連接件固定連接在一起。
[0037]在直線永磁電機(jī)的情況下，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件定義運(yùn)動(dòng)方向，即多個(gè)磁鐵依次排列的方向。中心平面平行于運(yùn)動(dòng)方向。
[0038]在旋轉(zhuǎn)式永磁電機(jī)的情況下，該永磁電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子。第一磁鐵組件和第二磁鐵組件布置在轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)上。第一線圈組件和第二線圈組件布置在轉(zhuǎn)子和定子中的另一個(gè)上。中心平面垂直于定子和轉(zhuǎn)子的軸向(即平行于旋轉(zhuǎn)方向)。
[0039]這樣，由于第一電機(jī)和第二電機(jī)相對于平行于運(yùn)動(dòng)方向(或者，在旋轉(zhuǎn)式永磁電機(jī)的情況下，垂直于軸向)的中心平面對稱設(shè)置，第一線圈組件和第二線圈組件受到的垂直于運(yùn)動(dòng)方向(平行于軸向)的力彼此方向相反，大小相等。而由于用連接件將第一線圈組件和第二線圈組件固定連接在一起，所以第一線圈組件和第二線圈組件分別在垂直于中心平面方向上受到的力彼此抵消。這樣，至少部分地消除了垂直于運(yùn)動(dòng)方向的橫向力，有助于提升永磁電機(jī)的性能。
[0040]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的新型結(jié)構(gòu)實(shí)際上是在有限的空間內(nèi)由兩個(gè)電機(jī)來同時(shí)驅(qū)動(dòng)平臺，可以大幅度提高平臺的輸出能力。
[0041]另外，第一線圈組件中的線圈和第二線圈組件中的線圈可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。
[0042]下面詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例。
[0043]第一實(shí)施例
[0044]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0045]在圖3所示的直線永磁電機(jī)中，第一磁鐵組件310和第二磁鐵組件315設(shè)置在磁鐵安裝板上。兩個(gè)磁鐵組件相對于兩者之間的中心平面對稱設(shè)置。
[0046]第一線圈組件320和第二線圈組件325分別設(shè)置在第一磁鐵組件310和第二磁鐵組件325上方。兩個(gè)線圈組件也相對于中心平面對稱設(shè)置。
[0047]連接件(即工件)330將第一線圈組件320和第二線圈組件325固定連接在一起。
[0048]另外，連接件330的兩端可以通過滑塊(圖3中未示出)搭在導(dǎo)軌350上，從而沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
[0049]在圖3所示的永磁電機(jī)中，在平行于磁鐵組件和線圈組件相面對的表面的平面內(nèi)，垂直于運(yùn)動(dòng)方向(X方向)的方向(Y方向)上，第一線圈組件320和第二線圈組件325所受到的力大小相等，方向相反。在使用連接件330將第一線圈組件320和第二線圈組件325固定連接的情況下，Y方向上所受到的力基本上都被抵消掉。
[0050]例如，當(dāng)為了減小齒槽力而將磁鐵組件中的磁鐵傾斜放置(即相對于運(yùn)動(dòng)方向(X方向)成一夾角)的情況下，通過對稱放置兩組磁鐵組件，并相應(yīng)設(shè)置兩個(gè)線圈組件，可以消除所產(chǎn)生的Y方向上的斜置齒槽力。
[0051]第二實(shí)施例
[0052]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0053]根據(jù)第二實(shí)施例的直線永磁電機(jī)包括設(shè)置在第一磁鐵安裝板411上的第一磁鐵組件(磁鐵陣列)410和設(shè)置在第二磁鐵安裝板417上的第二磁鐵組件(磁鐵陣列)415 ;分別與第一磁鐵組件410和第二磁鐵組件415相對設(shè)置的第一線圈組件420和第二線圈組件425 ;固定連接第一線圈組件420和第二線圈組件425的連接件(工件)430 ;以及導(dǎo)軌450和滑塊460，連接件430通過滑塊460在導(dǎo)軌450上滑動(dòng)。
[0054]在根據(jù)第二實(shí)施例的直線永磁電機(jī)中，第一磁鐵組件410和第二磁鐵組件415不再設(shè)置于同一個(gè)平面上，而是成一夾角，從而第一磁鐵組件410和第二磁鐵組件415與兩者之間的中心平面之間也不再是垂直關(guān)系，而是成一夾角。
[0055]通過如圖4所示對稱設(shè)置兩個(gè)磁鐵組件和兩個(gè)線圈組件，同樣可以抵消垂直于運(yùn)動(dòng)方向的方向上的部分力。
[0056]第三實(shí)施例
[0057]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的沿著運(yùn)動(dòng)方向的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0058]根據(jù)第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)包括設(shè)置在磁鐵安裝板518的相反兩側(cè)上的第一磁鐵組件(磁鐵陣列)510和第二磁鐵組件(磁鐵陣列)515 ;分別與第一磁鐵組件510和第二磁鐵組件515相對設(shè)置的第一線圈組件520和第二線圈組件525 ;固定連接第一線圈組件520和第二線圈組件525的連接件(工件)530 ;導(dǎo)軌550和滑塊560，連接件530通過滑塊560在導(dǎo)軌550上滑動(dòng)；以及直線位移傳感器540。
[0059]第一磁鐵組件510和第二磁鐵組件515 (以及磁鐵安裝板518)定義了基本上沿著X方向的運(yùn)動(dòng)方向。
[0060]第一磁鐵組件510和第二磁鐵組件515之間的中心平面平行于X-Z平面。Y方向與中心平面垂直。Z方向與X方向、Y方向都垂直。
[0061]第一線圈組件520受到第一磁鐵組件510的吸引力在-Y方向上。第二線圈組件525受到第二磁鐵組件515的吸引力在Y方向上。兩個(gè)線圈組件分別受到的吸引力大小基本相等，方向基本相反。這樣，這兩個(gè)線圈組件所受到的吸引力被抵消。
[0062]在傳統(tǒng)的鐵芯直線永磁電機(jī)中，由于鐵芯直線電機(jī)的線圈是埋在鐵芯中的(如圖2所示)，鐵芯由導(dǎo)磁性能很好的材料制成，這樣在鐵芯線圈組件和磁鐵組件之間就存在著Z方向上很大的法向吸引力(參見圖1)。通常這個(gè)法向吸引力是電機(jī)輸出力的數(shù)倍，有時(shí)甚至高達(dá)十倍以上。這樣，連接件(工件)和電機(jī)的直線軸承就承受著非常大的法向力，這對電機(jī)工作來講是不利因素，尤其是工件就必須要有比較好的剛度和強(qiáng)度，工件的質(zhì)量就難以進(jìn)一步減小。在電機(jī)平臺工作中當(dāng)然希望工件的質(zhì)量越小越好，這樣有利于提高電機(jī)的實(shí)際驅(qū)動(dòng)能力。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，如何在有限的空間(尤其是電機(jī)平臺寬度方向尺寸有限，既Y方向尺寸有限)內(nèi)進(jìn)一步提高電機(jī)平臺的輸出能力是困擾電機(jī)設(shè)計(jì)者的一個(gè)難題。
[0063]如圖5所示根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)很好地解決了這個(gè)問題。
[0064]采用根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的新型結(jié)構(gòu)，巧妙地把水平安裝的電機(jī)轉(zhuǎn)換成豎直安裝，原來是Z方向的法向吸引力就轉(zhuǎn)換成Y方向上的力。這樣有利于改善工件的受力情況，把原來工件所承受的比較大的法向力消除掉了，利于工件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以減輕工件的變形和質(zhì)量，利于提高電機(jī)輸出力和精度。
[0065]同時(shí)，原來很大的法向吸引力被消除掉了，平臺的直線軸承(導(dǎo)軌)受力情況也將得到比較大的改善，可以提高軸承的運(yùn)動(dòng)精度和壽命，甚至可以選用較小的直線軸承實(shí)現(xiàn)原來的設(shè)計(jì)要求，這樣一來既節(jié)約了成本又進(jìn)一步提高了電機(jī)的輸出能力(一般較小的直線軸承其運(yùn)動(dòng)滑塊的質(zhì)量也較小，這樣電機(jī)可以推動(dòng)更大質(zhì)量的有效負(fù)載)。
[0066]根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)是一種差動(dòng)結(jié)構(gòu)。在平臺的裝配過程中只要能夠保證兩個(gè)線圈組件間的間距在電機(jī)運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定或者基本穩(wěn)定，那么在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中電機(jī)氣隙S I和電機(jī)氣隙δ 2沒必要保持不變或者穩(wěn)定，也不必要求這兩個(gè)氣隙在電機(jī)運(yùn)行過程中相等或者基本相等。也就是說只要保持兩個(gè)線圈組件間的間距不變，電機(jī)氣隙在此已經(jīng)不是敏感參數(shù)，如圖6所示。這與圖1所示的扁平鐵芯直線電機(jī)完全不同，在圖1的結(jié)構(gòu)中電機(jī)氣隙(既線圈組件與磁鐵組件的法向Z方向的間距)是個(gè)非常敏感的參數(shù)，如果在電機(jī)運(yùn)行過程中氣隙變化比較大，那么會很大程度的影響電機(jī)的運(yùn)行性能，甚至造成電機(jī)不能正常工作。我們知道保證兩個(gè)線圈組件間的間距d在電機(jī)運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定或者基本穩(wěn)定在機(jī)械上是比較容易實(shí)現(xiàn)的，而要保證電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中氣隙不變是比較困難，而且機(jī)械成本也比較大。根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的直線永磁電機(jī)可以極大的降低磁鐵組件的裝配要求和精度，極大降低平臺的機(jī)械加工和安裝成本。
[0067]第四實(shí)施例
[0068]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的直線永磁電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0069]第四實(shí)施例是第三實(shí)施例的一個(gè)變體。[0070]根據(jù)第四實(shí)施例的直線永磁電機(jī)包括設(shè)置在第一磁鐵安裝板711上的第一磁鐵組件(磁鐵陣列)710和設(shè)置在第二磁鐵安裝板717上的第二磁鐵組件(磁鐵陣列)715 ;分別與第一磁鐵組件710和第二磁鐵組件715相對設(shè)置的第一線圈組件720和第二線圈組件725 ;固定連接第一線圈組件720和第二線圈組件725的連接件(工件)730 ;導(dǎo)軌750和滑塊760，連接件730通過滑塊760在導(dǎo)軌750上滑動(dòng)；以及直線位移傳感器740。
[0071]第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的區(qū)別之處在于兩個(gè)磁鐵組件與兩個(gè)線圈組件之間的位置關(guān)系發(fā)生了變化。
[0072]在第三實(shí)施例中，第一線圈組件520、第一磁鐵組件510、第二磁鐵組件515以及第二線圈組件525依次設(shè)置在-Y方向上。換言之，兩個(gè)磁鐵組件設(shè)置在中間，而兩個(gè)線圈組件設(shè)置在兩側(cè)。
[0073]而在第四實(shí)施例中，第二磁鐵組件715、第二線圈組件725、第一線圈組件720以及第一磁鐵組件710依次設(shè)置在Y方向上。換言之，兩個(gè)磁鐵組件設(shè)置在兩側(cè)，而兩個(gè)線圈組件設(shè)置在中間。
[0074]上面第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中描述了直線永磁電機(jī)的情況下，兩個(gè)磁鐵陣列朝著相反的方向設(shè)置的情況。
[0075]在旋轉(zhuǎn)式永磁電機(jī)的情況下，可以是第一線圈組件、第一磁鐵組件、第二磁鐵組件以及第二線圈組件依次設(shè)置在平行于轉(zhuǎn)子和定子的軸向的方向上?；蛘?，也可以是第二磁鐵組件、第二線圈組件、第一線圈組件以及第一磁鐵組件依次設(shè)置在平行于軸向的方向上。
[0076]變化形式
[0077]根據(jù)本實(shí)用新型的永磁電機(jī)只要兩個(gè)磁鐵組件以及兩個(gè)線圈組件是對稱設(shè)置的，就可以實(shí)現(xiàn)抵消至少部分橫向(垂直于運(yùn)動(dòng)方向)力的效果。永磁電機(jī)的其它部件與磁鐵組件、線圈組件之間的位置關(guān)系不限于圖3-7中所示的情形。
[0078]例如圖8是第一實(shí)施例的一種變化形式的示意結(jié)構(gòu)圖。圖9和圖10是第三實(shí)施例的變化形式的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0079]在圖8所示永磁電機(jī)中，第一磁鐵組件810和第二磁鐵組件815設(shè)置在磁鐵安裝板818的同一個(gè)垂直于基座的側(cè)面上。面對著第一磁鐵組件810和第二磁鐵組件815，分別設(shè)置了第一線圈組件820和第二線圈組件825。連接件(工件)830、導(dǎo)軌850以及滑塊860的設(shè)置基本上可以與圖3所示第一實(shí)施例的情形相同。
[0080]與圖3相比，圖8所示永磁電機(jī)中的兩個(gè)磁鐵組件810、815和兩個(gè)線圈組件820、825的設(shè)置方向(磁鐵安裝板818的設(shè)置方向)繞運(yùn)動(dòng)方向上的軸(X軸)旋轉(zhuǎn)了 90°。
[0081]在圖9所示永磁電機(jī)中，第一磁鐵組件910和第二磁鐵組件915設(shè)置在磁鐵安裝板918的兩個(gè)側(cè)面上。面對著第一磁鐵組件910和第二磁鐵組件915，分別設(shè)置了第一線圈組件920和第二線圈組件925。連接件(工件)930、導(dǎo)軌950以及滑塊960的設(shè)置基本上可以與圖5所示第三實(shí)施例的情形相同。
[0082]與圖5相比，圖9所示永磁電機(jī)中的兩個(gè)磁鐵組件910、915和兩個(gè)線圈組件920、925的設(shè)置方向(磁鐵安裝板918的設(shè)置方向)繞運(yùn)動(dòng)方向上的軸(X軸)旋轉(zhuǎn)了一個(gè)小于90°的角度。
[0083]在圖10所示永磁電機(jī)中，第一磁鐵組件1010和第二磁鐵組件1015設(shè)置在磁鐵安裝板1018的兩個(gè)側(cè)面上。面對著第一磁鐵組件1010和第二磁鐵組件1015，分別設(shè)置了第一線圈組件1020和第二線圈組件1025。連接件(工件)1030、導(dǎo)軌1050以及滑塊1060的設(shè)置基本上可以與圖5所示第三實(shí)施例的情形相同。
[0084]與圖5相比，圖10所示永磁電機(jī)中的兩個(gè)磁鐵組件1010、1015和兩個(gè)線圈組件1020、1025的設(shè)置方向(磁鐵安裝板1018的設(shè)置方向)繞運(yùn)動(dòng)方向上的軸(X軸)旋轉(zhuǎn)了
90。。
[0085]在上面的各個(gè)實(shí)施例中，第一磁鐵組件、第二磁鐵組件、磁鐵安裝板、導(dǎo)軌等可以固定在所述基座上。另外，磁鐵安裝板可以作為磁鐵組件的一部分。在圖3和5所示第一和第三實(shí)施例中,兩個(gè)磁鐵組件共用同一個(gè)磁鐵安裝板的兩個(gè)側(cè)面。在圖4和6所示第二和第四實(shí)施例中，兩個(gè)磁鐵組件分別具有各自的磁鐵安裝板。
[0086]第五實(shí)施例
[0087]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型第五實(shí)施例的永磁電機(jī)平臺的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0088]基于根據(jù)本實(shí)用新型的永磁電機(jī)，可以提供一種新型的XY永磁電機(jī)平臺。
[0089]該新型的永磁電機(jī)平臺由兩個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的直線永磁電機(jī)構(gòu)成。第二永磁電機(jī)設(shè)置在第一永磁電機(jī)的連接件(工件)上。第一永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向在例如X方向上，推動(dòng)其連接件(工件)帶動(dòng)第二永磁電機(jī)沿著X方向運(yùn)動(dòng)。第二永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向可以與第一永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，例如在Y方向上，推動(dòng)其連接件(工件)沿著Y方向運(yùn)動(dòng)。從而可以實(shí)現(xiàn)第二永磁電機(jī)的連接件(工件)在X和Y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0090]圖11以第三實(shí)施例的永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)為例示出了永磁電機(jī)平臺的示意性結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型的永磁電機(jī)平臺的結(jié)構(gòu)不限于此。另外，也可以一個(gè)直線永磁電機(jī)采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)直線永磁電機(jī)采用其它的結(jié)構(gòu)。
[0091]在圖11中，位于下部的第一永磁電機(jī)包括設(shè)置在磁鐵安裝板1118X的兩個(gè)側(cè)面上的第一磁鐵組件11IOX和第二磁鐵組件1115X。面對著第一磁鐵組件11IOX和第二磁鐵組件1115X，分別設(shè)置了第一線圈組件1120X和第二線圈組件1125X。連接件(工件)1130X、導(dǎo)軌1150X以及滑塊(未示出)的設(shè)置基本上可以與圖5所示第三實(shí)施例的情形相同。導(dǎo)軌1150X和磁鐵安裝板1118X基本上沿X方向設(shè)置，使得運(yùn)動(dòng)方向基本上沿著X方向。連接件1130X沿著Y方向跨過磁鐵安裝板1118X搭在兩個(gè)導(dǎo)軌1150X1。
[0092]位于上部的第二永磁電機(jī)設(shè)置在第一永磁電機(jī)的連接件1130X上，包括設(shè)置在磁鐵安裝板1118Y的兩個(gè)側(cè)面上的第一磁鐵組件1110Y和第二磁鐵組件1115Y。面對著第一磁鐵組件1110Y和第二磁鐵組件1115Y，分別設(shè)置了第一線圈組件1120Y和第二線圈組件1125Y。連接件(工件)1130Y、導(dǎo)軌1150Y以及滑塊(未示出)的設(shè)置基本上可以與圖5所示第三實(shí)施例的情形相同。導(dǎo)軌1150Y和磁鐵安裝板1118Y基本上沿Y方向設(shè)置，使得運(yùn)動(dòng)方向基本上沿著Y方向。連接件1130Y沿著X方向跨過磁鐵安裝板1118Y搭在兩個(gè)導(dǎo)軌1150Y 上。
[0093]第二永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向也可以不與第一永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，而是成任一夾角，使得第二永磁電機(jī)的導(dǎo)軌從第一永磁電機(jī)的一條導(dǎo)軌到另一條導(dǎo)軌的方向布置。
[0094]在這種新型的XY永磁電機(jī)平臺中，連接件(工件)1130X、連接件(工件)1130Y、X方向直線軸承和Y方向直線軸承的受力狀態(tài)可以得到優(yōu)化，進(jìn)一步提高XY平臺的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、精度和速度。采用這種新型結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高平臺X方向和Y方向的輸出能力，用比較小的驅(qū)動(dòng)電流可以得到比較大的平臺輸出力，改善平臺的熱效應(yīng)，提高平臺的運(yùn)動(dòng)精度，尤其是熱漂移。在根據(jù)該實(shí)施例裝配的永磁電機(jī)平臺樣品中，X方向的最大加速度可達(dá)6G(G是重力加速度)，最大速度可達(dá)2.5m/s ；Y方向的最大加速度可達(dá)IOG以上,最大速度可達(dá)3m/s，并且無需強(qiáng)制冷卻。這種新型平臺結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，在半導(dǎo)體焊線機(jī)、固晶機(jī)，LED封裝、測試和分類等設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0095]圖12是本實(shí)用新型的實(shí)施例中可以使用的一種磁鐵陣列排列方式的示意圖。在此，以圖5所示第三實(shí)施例為例進(jìn)行圖示，所以磁鐵設(shè)置在X-Z平面內(nèi)。
[0096]第一和第二磁鐵組件的磁鐵1210既可以相對于運(yùn)動(dòng)方向(圖12中為X方向)偏置一定角度Θ ( Θ可正可負(fù)，即可以偏置不同方向和角度)，也可以不偏置(θ=0)。不管是否偏置均在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)。
[0097]更進(jìn)一步地，第一磁鐵組件和第二磁鐵組件分別包括多個(gè)磁鐵，每一個(gè)磁鐵的靠近相應(yīng)線圈組件的表面在第一方向上的邊緣的至少一部分與第一方向既不平行也不垂直。
[0098]至此，已參考附圖描述了根據(jù)本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對這些實(shí)施例做出各種修改和變更，這些修改和變更同樣在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受說明書中描述的具體細(xì)節(jié)的限制，而是由所附權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁電機(jī),其特征在于,包括: 并排設(shè)置的第一磁鐵組件和第二磁鐵組件，所述第一磁鐵組件和所述第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱； 第一線圈組件，鄰近所述第一磁鐵組件，并且被配置為能夠與所述第一磁鐵組件共同構(gòu)成第一電機(jī)； 第二線圈組件，鄰近所述第二磁鐵組件，并且被配置為能夠與所述第二磁鐵組件共同構(gòu)成第二電機(jī)，所述第一線圈組件和所述第二線圈組件被設(shè)置為基本上相對于所述中心平面對稱；以及 連接件，固定連接所述第一線圈組件和所述第二線圈組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的永磁電機(jī)，其特征在于， 所述永磁電機(jī)為直線永磁電機(jī)， 所述第一磁鐵組件與所述第二磁鐵組件定義了基本上沿著第一方向的運(yùn)動(dòng)方向， 第二方向與所述中心平面垂直， 第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向， 所述中心平面為平行于所述第一方向和所述第三方向的平面， 所述第一線圈組件被設(shè)置為使得所述第一磁鐵組件對所述第一線圈組件的鐵芯的吸引力基本上在第二方向上， 所述第二線圈組件被設(shè)置為使得所述第二磁鐵組件對所述第二線圈組件的鐵芯的吸引力基本上在與所述第二方向相反的方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的永磁電機(jī)，其特征在于， 所述第一線圈組件、所述第一磁鐵組件、所述第二磁鐵組件以及所述第二線圈組件依次設(shè)置在所述第二方向上；或者 所述第二磁鐵組件、所述第二線圈組件、所述第一線圈組件以及所述第一磁鐵組件依次設(shè)置在所述第二方向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的永磁電機(jī)，其特征在于，還包括: 基座，所述第一磁鐵組件和第二磁鐵組件固定在所述基座上； 兩個(gè)導(dǎo)軌，固定在所述基座上，并且基本上沿所述第一方向延伸；以及兩個(gè)滑塊，固定到所述連接件，并且分別與所述兩個(gè)導(dǎo)軌配合，以限制所述連接件沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)， 所述連接件在所述第二方向或所述第三方向上延伸，從而通過所述兩個(gè)滑塊在所述兩個(gè)導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的永磁電機(jī),其特征在于， 所述第一磁鐵組件和所述第二磁鐵組件分別包括多個(gè)磁鐵， 每一個(gè)磁鐵的靠近相應(yīng)線圈組件的表面在所述第一方向上的邊緣的至少一部分與所述第一方向既不平行也不垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的永磁電機(jī),其特征在于， 所述第一線圈組件中的線圈和所述第二線圈組件中的線圈串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的 永磁電機(jī)，該永磁電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于， 所述第一磁鐵組件和所述第二磁鐵組件布置在所述轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)上，所述第一線圈組件和所述第二線圈組件布置在所述轉(zhuǎn)子和定子中的另一個(gè)上， 所述第一線圈組件、所述第一磁鐵組件、所述第二磁鐵組件以及所述第二線圈組件依次設(shè)置在平行于所述轉(zhuǎn)子和定子的軸向的方向上，或者所述第二磁鐵組件、所述第二線圈組件、所述第一線圈組件以及所述第一磁鐵組件依次設(shè)置在平行于所述軸向的方向上。
8.—種永磁電機(jī)平臺,其特征在于,包括: 第一永磁電機(jī)，是根據(jù)權(quán)利要求2至6中任何一項(xiàng)的永磁電機(jī)； 第二永磁電機(jī)，也是根據(jù)權(quán)利要求2至6中任何一項(xiàng)的永磁電機(jī),設(shè)置在所述第一永磁電機(jī)的連接件上， 其中所述第一永磁電機(jī)的第三方向和所述第二永磁電機(jī)的第三方向相同，所述第二永磁電機(jī)的第一方向與所述第一永磁電機(jī)的第一方向成一夾角，使得所述第二永磁電機(jī)的導(dǎo)軌沿著從所述第一永磁電機(jī)的一條導(dǎo)軌到另一條導(dǎo)軌的方向布置。
9.一種用于直線永磁電機(jī)的部件，其特征在于，包括: 基座； 第一磁鐵組件和第二磁鐵組件，固定在所述基座上，所述第一磁鐵組件和所述第二磁鐵組件被設(shè)置為基本上相對于兩者之間的中心平面對稱，所述第一磁鐵組件與所述第二磁鐵組件定義了基本上沿著第一方向的運(yùn)動(dòng)方向，所述中心平面與所述運(yùn)動(dòng)方向平行；以及兩個(gè)導(dǎo)軌，固定在所述基座上，并且基本上沿所述第一方向延伸， 第二方向與所述中心平面垂直， 第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，` 所述中心平面為平行于所述第一方向和所述第三方向的平面， 所述第一磁鐵組件的磁鐵設(shè)置在所述第一磁鐵組件在所述第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，所述第二磁鐵組件的磁鐵設(shè)置在所述第二磁鐵組件在所述第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，所述第一磁鐵組件的磁鐵與所述第二磁鐵組件的磁鐵在所述第二方向上彼此面對，兩者之間具有預(yù)定間隔；或者 所述第一磁鐵組件的磁鐵與所述第二磁鐵組件的磁鐵在所述第二方向上彼此遠(yuǎn)離。
10.一種用于直線永磁電機(jī)的部件，其特征在于，包括: 連接件； 第一線圈組件和第二線圈組件，固定連接在所述連接件上，使得所述第一線圈組件和所述第二線圈組件基本上相對于兩者之間的中心平面對稱；以及 兩個(gè)滑塊，固定到所述連接件，能夠與所述直線永磁電機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)軌配合，以限制所述連接件沿第一方向運(yùn)動(dòng)， 其中，所述第一線圈組件的線圈設(shè)置在所述第一線圈組件在垂直于所述第一方向的第二方向上的一個(gè)側(cè)面上， 所述第二線圈組件的線圈設(shè)置在所述第二線圈組件在所述第二方向上的一個(gè)側(cè)面上，其中，所述第一線圈組件的線圈與所述第二線圈組件的線圈在所述第二方向上彼此面對，并且兩者之間具有預(yù)定間隔；或者 所述第一線圈組件的線圈與所述第二線圈組件的線圈在所述第二方向上彼此遠(yuǎn)離。
【文檔編號】H02K3/28GK203674951SQ201420044890
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】肖俊東 申請人:肖俊東