一种直线旋转电机的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，具体是涉及一种直线旋转电机。

背景技术：

现有的直线旋转电机采用分离式布局，分离式直线旋转电机将直线电机与旋转电机通过机械结构组合，以传动的方式同时完成直线与旋转运动，内部结构复杂，体积较大，机械传动导致定位精度不高，而且，直线运动位移测量单元以及旋转角度测量单元的引入会使得直线旋转电机的布局更为复杂，也更难以控制电机的体积，因此，如何提高直线旋转电机的直线运动的位移测量和控制的准确度也成为了本领域的技术难题。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的直线旋转电机成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种直线旋转电机，能够简化机械机构，减小电机的体积，省去复杂的传动环节同时提高电机的运动精度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种直线旋转电机，包括：

底壳、间隔设于所述底壳上的导轨与支撑架、与所述导轨滑动配合的滑块、固定于所述滑块上的运动机构，所述运动机构包括固定于所述滑块上的水平部以及沿所述水平部靠近所述支撑架的一端垂直延伸形成的垂直部，所述垂直部与所述支撑架之间设有用于做直线运动的直线电机，所述垂直部上还设有用于做旋转运动的云台无刷电机，所述云台无刷电机上固定有用于连接负载的法兰盘；

所述直线电机做直线运动时，驱动所述运动机构带动所述滑块沿所述导轨做直线运动，从而带动所述云台无刷电机做同步的直线运动，同时，所述云台无刷电机做旋转运动。

根据本实用新型的一个实施例，所述直线电机包括与所述支撑架连接且同轴设置的内磁轭和外磁轭、贴设于所述外磁轭内壁的磁钢、套设于所述内磁轭外侧且位于所述内磁轭和所述外磁轭之间的线圈支架以及缠绕于所述线圈支架上的线圈绕组，所述线圈支架与所述运动机构连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述线圈绕组与所述内磁轭之间以及所述线圈绕组与所述磁钢之间均存在气隙。

根据本实用新型的一个实施例，所述直线旋转电机还包括用于测量所述直线电机做直线运动的位移量的第一测量机构以及用于测量所述云台无刷电机做旋转运动的角度量的第二测量机构。

根据本实用新型的一个实施例，所述直线旋转电机还包括分别与所述第一测量机构和所述第二测量机构连接的运动控制模块，所述运动控制模块获取所述第一测量机构和所述第二测量机构的测量结果，并根据所述测量结果实时进行位移和角度的双闭环控制。

根据本实用新型的一个实施例，所述底壳包括间隔设置的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于安装所述导轨，所述第二安装部用于安装所述支撑架。

根据本实用新型的一个实施例，所述底壳还包括靠近所述第一安装部设置的第三安装部，所述第一测量机构包括安装在所述滑块上的直线光栅尺条、安装在所述第三安装部上的读数头底座以及固定于所述读数头底座上的光栅尺读数头，所述光栅尺读数头用于读取所述直线光栅尺条的刻度。

根据本实用新型的一个实施例，所述支撑架的截面呈u型。

本实用新型的有益效果是：通过运动机构将直线电机和云台无刷电机进行机械结构组合，同时使法兰盘完成直线运动与旋转运动，能够简化机械机构，减小电机的体积，省去复杂的传动环节同时提高电机的运动精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的直线旋转电机的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的直线旋转电机的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型实施例的直线旋转电机的侧视图；

图4是本实用新型实施例的直线旋转电机的正视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参见图1至图4，该直线旋转电机100包括底壳10、间隔设于底壳10上的导轨20与支撑架30、与导轨20滑动配合的滑块40、固定于滑块40上的运动机构50、固定于运动机构50上的用于做旋转运动的云台无刷电机60以及固定于运动机构50与支撑架30之间的用于做直线运动的直线电机70，直线电机70做直线运动时，驱动运动机构50带动滑块40沿导轨20做直线运动，从而带动云台无刷电机60做同步的直线运动，同时，云台无刷电机60做旋转运动。

进一步地，支撑架30的截面呈u型。请参见图1，底壳10包括间隔设置的第一安装部11、第二安装部12以及靠近第一安装部11设置的第三安装部13。第一安装部11用于安装导轨20，第二安装部12用于安装支撑架30。

进一步地，请参见图1和图2，运动机构50包括固定于滑块40上的水平部51以及沿水平部51靠近支撑架30的一端垂直延伸形成的垂直部52，直线电机70设于垂直部52与支撑架30之间，云台无刷电机60设于垂直部52远离直线电机70的一侧上，云台无刷电机60上固定有用于连接负载的法兰盘80。本实施例的法兰盘80可以根据实际需要连接不同的负载，适用性广泛。

进一步地，请参见图1和图2，直线电机70包括与支撑架30连接且同轴设置的内磁轭71和外磁轭72、贴设于外磁轭72内壁的磁钢73、套设于内磁轭71外侧且位于内磁轭71和外磁轭72之间的线圈支架74以及缠绕于线圈支架74上的线圈绕组75，线圈支架74与运动机构50连接。线圈绕组75与内磁轭71之间以及线圈绕组75与磁钢73之间均存在气隙。本实施例的直线旋转电机100当线圈绕组75接入直流电时，与磁场作用产生安培力，通过安培力驱动运动机构50带动滑块40沿导轨20做直线运动，从而带动云台无刷电机60做同步的直线运动，同时，云台无刷电机60做旋转运动，从而实现直线旋转电机100的双自由度运动。该设置方式能够简化机械机构，减小电机的体积，省去复杂的传动环节同时提高电机的运动精度。

进一步地，请参见图1至图4，直线旋转电机100还包括用于测量直线电机70做直线运动的位移量的第一测量机构90以及用于测量云台无刷电机60做旋转运动的角度量的第二测量机构(图中未示出)。第二测量机构设于云台无刷电机60内部，第一测量机构90包括安装在滑块40上的直线光栅尺条91、安装在第三安装部13上的读数头底座92以及固定于读数头底座92上的光栅尺读数头93，光栅尺读数头93用于读取直线光栅尺条91的刻度。

进一步地，直线旋转电机100还包括分别与第一测量机构90和第二测量机构连接的运动控制模块(图中未示出)，运动控制模块获取第一测量机构90和第二测量机构的测量结果，并根据测量结果实时进行位移和角度的双闭环控制。

本实施的直线旋转电机利用第一测量机构90与第二测量机构分别对运动机构50的直线运动位移量及云台无刷电机60的旋转角度进行测量，采集测量结果并传输至运动控制模块，实现实时位移与角度双闭环控制，大大提高电机直线运动与旋转运动的定位精度，为直线旋转电机100在工业高精度产品加工设备领域的多个电机并列同时工作的应用提供了可能性。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。