专利名称：一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置。
背景技术：
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。直线感应电动机的工作原理如下所述当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。在冲床、晶圆制造中有很多需要直线运动的场合。为了提高生产效率，对直线运动的速度和加速度都有很高的要求。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的中间传动环节使刚度降低，弹性变形使系统的阶次变高，从而系统的鲁棒性降低。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别提出一种多动子之间的往复直线运动互不干涉的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置为达到上述目的，本发明的实施例提出一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置，包括多个直线驱动模块和连接部件，所述多个直线驱动模块安装于所述连接部件上，其中每个直线驱动模块包括一个直线电机定子；上端面单直线导轨副，所述上端面单直线导轨副位于所述直线电机定子的上端面，包括固定于所述直线电机定子的上端面的上直线导轨、多个上滑座和多个上滑块，其中，所述多个上滑座和多个上滑块可滑动地安装在所述上直线导轨上且每个所述上滑座的两端分别连接有一个上滑块；下端面单直线导轨副，所述下端面单直线导轨副位于所述直线电机定子的下端面，包括固定于所述直线电机定子的下端面的下直线导轨、多个下滑座和多个下滑块，其中，所述多个下滑座和多个下滑块可滑动地安装在所述下直线导轨上且每个所述下滑座的两端分别连接有一个下滑块；多个直线电机动子，所述多个直线电机动子包括多个上直线电机动子和多个下直线电机动子，其中每个所述上直线电机动子与所述每个上滑座固定连接，所述上直线电机动子在所述直线电机定子提供的磁场的作用下，带动与所述上直线电机动子相连的所述上滑座沿所述上直线导轨的轴向进行往复直线运动，所述每个所述下直线电机动子与所述每个下滑座固定连接，所述下直线电机动子在所述直线电机定子提供的磁场的作用下，带动与所述下直线电机动子相连的所述下滑座沿所述下直线导轨的轴向进行往复直线运动。
根据本发明实施例的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置，可以直接驱动给你工作平台，没有反向工作死区，并且多个直线驱动模块以及多个直线电机动子之间的往复直线运动互不干涉。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为根据本发明的一个实施例的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置的立体结构示意图；图2为根据本发明的另一个实施例的多定子多动子阵列式直线驱动装置的立体结构示意图；图3为根据本发明实施例的直线驱动模块的上端面示意图；和图4为根据本发明实施例的直线驱动模块的下端面示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面参考图1至图4描述根据本发明实施例的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置1000。如图1和图2所示，根据本发明实施例的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置 1000包括多个直线驱动模块100以及连接部件200。其中，多个直线驱动模块100安装在连接部件200。具体而言，每个直线驱动模块100通过螺栓固定在连接部件200上。在本发明的一个实施例中，每个直线驱动模块100的左端和右端通过螺栓分别固定在连接部件 200的凹槽内。如图3和图4所示，每个直线驱动模块100包括一个直线电机定子110、上端面单直线导轨副、下端面单直线导轨副和多个直线电机动子。直线电机定子110和直线电机动子通过上端面单直线导轨副、下端面单直线导轨副连接组成“η”字形结构。
在直线电机定子110的内部嵌有磁钢111。在本发明的一个示例中，在直线电机定子110的内部嵌有一排磁钢111，且磁钢111的端面为蜂窝状的六边形。在本发明的一个实施例中，直线电机定子110可以为奥氏体不锈钢板。如图3所示，上端面单直线导轨副位于直线电机定子110的上端面(图3中的向上)，包括固定于直线电机定子110的上端面的上直线导轨121、多个上滑座131和多个上滑块。多个上滑座131和多个上滑块可滑动地安装在上直线导轨121上。每个上滑座131 的两端分别连接有一个上滑块。在上滑座131的两端分别连接有第一上滑块141a和第二上滑块141b。在本发明的一个实施例中，每个上直线导轨131的两端通过螺栓分别与第一上滑块141a和第二上滑块141b连接。如图4所示，下端面单直线导轨副位于直线电机定子110的下端面(图4中向下)， 包括固定于直线电机定子110的上端面的下直线导轨122、多个下滑座132和多个下滑块。 多个下滑座132和多个下滑块可滑动地安装在下直线导轨122上。每个下滑座132的两端分别连接有一个下滑块。在下滑座132的两端分别连接有第一下滑块14 和第二下滑块 142b。在本发明的一个实施例中，每个下直线导轨132的两端通过螺栓分别与第一下滑块 142a和第二下滑块142b连接。多个直线电机动子包括多个上直线电机动子151和多个下直线电机动子152。如图3所示，每个上直线电机动子151与每个上滑座131 —一对应地固定连接。如图4所示， 每个下直线电机动子152与每个下滑座132 —一对应地固定连接。在本发明的一个实施例中，每个上直线电机动子151通过螺栓与每个上滑座131 一一对应地固定连接。每个下直线电机动子152通过螺栓与每个下滑座132 —一对应地固定连接。每个直线电机动子为由印刷电路板型线圈组成的钢块，即每个上直线电机动子 151和每个下直线电机动子152均为由印刷电路板型线圈组成的钢块。在本发明的一个示例中，上直线电机动子151和下直线电机动子152可以为长方形。在本发明的一个实施例中，上直线电机动子151和下直线电机动子152可以沿直线电机动子110的轴向彼此间隔开地沿上下方向(图3和图4中的上下方向)交错排列。当然本领域技术人员可以理解的是，直线电机动子的安装方式不限于此。多个上直线电机动子151组成的上直线电机动子组可以沿直线电机动子110的轴向连续排列，多个下直线电机动子152组成的下直线电机动子组可以沿直线电机动子110的轴向连续排列，上直线电机动子组和下直线电机动子组彼此间隔开地沿上下方向交错排列。并且不同的上直线电机动子组中的上直线电机动子151的数量可以不同，不同的下直线电机动子组中的下直线电机动子152的数量可以不同。本发明实施例提供的直线电机驱动装置工作时，直线电机定子110与上直线电机动子151和下直线电机动子相互作用。上直线电机动子151在直线电机定子110提供的磁场的作用下，受到与上直线导轨121轴向平行的推力。上直线电机动子151带动上滑座131 沿着上直线导轨121的轴向进行往复直线运动。下直线电机动子152在直线电机定子110 提供的磁场的作用下，受到与下直线导轨122轴向平行的推力。下直线电机动子152带动下滑座132沿着下直线导轨122的轴向进行往复直线运动。在本发明的一个实施例中，各个直线电机动子的往复直线运动彼此独立。具体而言，上直线电机动子151和下直线电机动子152的往复直线运动彼此独立，互不干涉。多个上直线电机动子151之间的往复直线运动彼此独立，互不干涉。多个下直线电机动子153 之间的往复直线运动彼此也独立，互不干涉。在本发明的一个实施例中，各个直线驱动模块100的往复直线运动彼此独立。根据本发明实施例的多定子多动子阵列式直线电机驱动装置，可以直接驱动给你工作平台，没有反向工作死区，并且多个直线驱动模块以及多个直线电机动子之间的往复直线运动互不干涉。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置，其特征在于，所述直线电机驱动装置包括多个直线驱动模块和连接部件，所述多个直线驱动模块安装于所述连接部件上，其中每个直线驱动模块包括一个直线电机定子；上端面单直线导轨副，所述上端面单直线导轨副位于所述直线电机定子的上端面，包括固定于所述直线电机定子的上端面的上直线导轨、多个上滑座和多个上滑块，其中，所述多个上滑座和多个上滑块可滑动地安装在所述上直线导轨上且每个所述上滑座的两端分别连接有一个上滑块；下端面单直线导轨副，所述下端面单直线导轨副位于所述直线电机定子的下端面，包括固定于所述直线电机定子的下端面的下直线导轨、多个下滑座和多个下滑块，其中，所述多个下滑座和多个下滑块可滑动地安装在所述下直线导轨上且每个所述下滑座的两端分别连接有一个下滑块；多个直线电机动子，所述多个直线电机动子包括多个上直线电机动子和多个下直线电机动子，其中每个所述上直线电机动子与所述每个上滑座固定连接，所述上直线电机动子在所述直线电机定子提供的磁场的作用下，带动与所述上直线电机动子相连的所述上滑座沿所述上直线导轨的轴向进行往复直线运动，所述每个所述下直线电机动子与所述每个下滑座固定连接，所述下直线电机动子在所述直线电机定子提供的磁场的作用下，带动与所述下直线电机动子相连的所述下滑座沿所述下直线导轨的轴向进行往复直线运动。
2.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述直线电机定子为内部嵌有磁钢的奥氏体不锈钢板。
3.如权利要求2所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述磁钢的端面为蜂窝状的六边形。
4.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，每个所述直线电机动子为由印刷电路板型线圈组成的钢块。
5.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述每个上直线电机动子通过螺栓与所述每个上滑座固定连接，所述每个下直线电机动子通过螺栓与所述每个下滑座固定连接。
6.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述上直线电机动子和所述下直线电机动子沿所述直线电机定子的轴向彼此间隔开地沿上行方向交错排列。
7.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述每个上滑座的两端通过螺栓分别与一个所述上滑块连接，所述每个下滑座的两端通过螺栓分别与一个所述下滑块连接。
8.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述每个直线驱动模块通过螺栓固定在所述连接部件上。
9.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述各个直线驱动模块的往复直线运动彼此独立。
10.如权利要求1所述的直线电机驱动装置，其特征在于，所述各个直线电机动子的往复直线运动彼此独立。
全文摘要
本发明提出一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置，包括多个直线驱动模块和连接部件，多个直线驱动模块安装于连接部件上，每个直线驱动模块包括直线电机定子；上端面单直线导轨副；下端面单直线导轨副；多个直线电机动子，包括多个上直线电机动子和多个下直线电机动子，上直线电机动子在直线电机定子提供的磁场的作用下，带动上滑座沿上直线导轨的轴向进行往复直线运动，下直线电机动子在直线电机定子提供的磁场的作用下，带动下滑座沿下直线导轨的轴向进行往复直线运动。本发明可以直接驱动给你工作平台，没有反向工作死区，并且多个直线驱动模块以及多个直线电机动子之间的往复直线运动互不干涉。
文档编号H02K41/02GK102195439SQ20111013928
公开日2011年9月21日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者叶佩青, 尤政, 张震, 赵彤 申请人:清华大学