一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构的制作方法

本发明属于电机，具体地涉及一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构。

背景技术：

1、针对在直线电机垂直爬升时，若出现断电或其余突发状况时，直线电机可能会停止输出，其直线电机动子会受到自身和其上的负载所受重力影响，发生掉落事故，产生严重碰撞；这种事故可能会导致影响机械整体精度甚至人员伤亡；另一方面，由于直线电机的运行状态为垂直运行，必然需要其具备高输出功率的能力；然而高输出功率的直线电机一般所占结构空间较大，可能会存在与机构内其他元器件产生干涉或运动碰撞的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，采取了如下技术方案：

2、一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，包括：

3、无铁芯直线电机，所述无铁芯直线电机包括直线电机定子、直线电机动子、导轨和直线电机定子安装板，所述直线电机定子和所述导轨均固定连接于所述直线电机定子安装板上，所述直线电机定子安装板的顶部连接有固定单元，所述直线电机动子与所述导轨可滑动连接；

4、负载单元，所述负载单元与所述直线电机动子连接；

5、磁力补偿单元，所述磁力补偿单元的活动端通过连接单元与所述直线电机动子连接，所述磁力补偿单元的固定端与所述固定单元连接；所述磁力补偿单元用于承受所述直线电机动子的自身重力、所述负载单元的重力和所述连接单元的自身重力。

6、进一步地，所述磁力补偿单元包括多个磁性弹簧动子固定块、磁性弹簧定子和磁性弹簧动子；所述磁性弹簧动子固定块的一端与所述连接单元固定连接，所述磁性弹簧动子固定块内纵向设置有第一内孔，所述磁性弹簧动子固定设置在所述第一内孔内；所述磁性弹簧动子内纵向设置有第二内孔，所述磁性弹簧定子固定设置在所述第二内孔内，所述磁性弹簧定子的顶部设置有磁性弹簧定子固定块，所述磁性弹簧定子固定块的顶部与固定单元连接；

7、所述磁性弹簧动子与所述磁性弹簧定子配合具有滑动状态和平衡状态，当处于滑动状态时，所述磁性弹簧动子相对于所述磁性弹簧定子上下滑动；当处于平衡状态时，所述磁性弹簧动子在所述磁性弹簧定子上的相对位置稳定，以承受所述直线电机动子的自身重力、所述负载单元的重力和所述连接单元的自身重力。

8、进一步地，所述固定单元包括顶部固定板和顶部固定转接板；所述顶部固定板底部的一端与所述磁性弹簧定子固定块连接，所述顶部固定板底部的另一端与所述顶部固定转接板连接，所述顶部固定转接板的底端与所述直线电机定子安装板连接。

9、进一步地，所述连接单元包括的前板、右板、后板和左板，所述前板、所述右板、所述后板和所述左板首尾依次连接形成回字形结构；所述前板的内侧壁与所述直线电机动子上远离所述直线电机定子安装板的一端连接；所述后板的外侧壁与所述磁性弹簧动子固定块的外侧壁连接。

10、进一步地，所述直线电机动子为u形槽结构，所述直线电机定子位于所述直线电机动子的u形槽内。

11、进一步地，所述导轨包括两个第一导轨和两个第二导轨；两个所述第一导轨分别设置在所述前板上靠近左板的一端和所述前板上靠近右板的一端；两个所述第二导轨设置在所述后板上靠近左板的一端和所述后板上靠近右板的一端；所述第一导轨和所述第二导轨内均设置有滑块，所述前板通过所述滑块在所述第一导轨内滑动，所述后板通过所述滑块在所述第二导轨内滑动；所述第一导轨底部和所述第二导轨底部通过导轨连接板连接，所述导轨连接板与所述直线电机定子安装板的底部固定连接。

12、进一步地，所述左板的底端、所述右板的底端和所述导轨连接板的底端均在同一水平线上，所述左板的底端、所述右板的底端固定连接有第一负载转接板，所述第一负载转接板底部靠近所述右板的一端固定连接有第二负载转接板，所述第二负载转接板底端连接有负载。

13、有益效果：

14、本发明通过使用多个磁性弹簧构成的磁力补偿机构，将补偿机构与带有无铁芯的直线电机的结构连接，通过利用磁力，达到消除由于重力引起的附加载荷所产生的负面影响，降低系统整体对电机产生峰值推力的需求，实现对零件整体的保护的效果；

15、再有，当加装本发明所述磁力补偿机构后，可选电机的输出峰值推力、持续推力则不必计算自身机构重力，只需克服补偿机构的磁力即可，由此在有限空间内，缩小了可选用电机的体积，使整体结构内部的可利用空间变得更大；

16、对于一般的使用气缸重力补偿机构而言，在工作时，其缸体的顶端或末端都会存在一定量的存积气体，这些气体虽然起到了一定的补偿缓冲效果，但对补偿的行程和精度都会产生一定的影响。因此，磁力补偿机构较一般气浮结构相比，磁性弹簧的精度相对高，且不需要气缸或压缩空气输入和电磁阀等联动器件来保持补偿机构的可工作性，提高了整体结构的稳定性的同时，使结构变得安全、无源、可靠。

技术特征：

1.一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述磁力补偿单元为多组，每组所述磁力补偿单元均包括磁性弹簧动子固定块、磁性弹簧定子和磁性弹簧动子；所述磁性弹簧动子固定块的一端与所述连接单元固定连接，所述磁性弹簧动子固定块内纵向设置有第一内孔，所述磁性弹簧动子固定设置在所述第一内孔内；

3.根据权利要求2所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述固定单元包括顶部固定板和顶部固定转接板；所述顶部固定板底部的一端与所述磁性弹簧定子固定块连接，所述顶部固定板底部的另一端与所述顶部固定转接板连接，所述顶部固定转接板的底端与所述直线电机定子安装板连接。

4.根据权利要求2所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述连接单元包括的前板、右板、后板和左板，所述前板、所述右板、所述后板和所述左板首尾依次连接形成回字形结构；所述前板的内侧壁与所述直线电机动子上远离所述直线电机定子安装板的一端连接；所述后板的外侧壁与所述磁性弹簧动子固定块的外侧壁连接。

5.根据权利要求4所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述直线电机动子为u形槽结构，所述直线电机定子位于所述直线电机动子的u形槽内。

6.根据权利要求5所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述导轨包括两个第一导轨和两个第二导轨；两个所述第一导轨分别设置在所述前板上靠近左板的一端和所述前板上靠近右板的一端；两个所述第二导轨设置在所述后板上靠近左板的一端和所述后板上靠近右板的一端；所述第一导轨和所述第二导轨内均设置有滑块，所述前板通过所述滑块在所述第一导轨内滑动，所述后板通过所述滑块在所述第二导轨内滑动；所述第一导轨底部和所述第二导轨底部通过导轨连接板连接，所述导轨连接板与所述直线电机定子安装板的底部固定连接。

7.根据权利要求6所述的无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，其特征在于，所述左板的底端、所述右板的底端和所述导轨连接板的底端均在同一水平线上，所述左板的底端、所述右板的底端固定连接有第一负载转接板，所述第一负载转接板上固定连接有第二负载转接板，所述第二负载转接板的底端连接有负载。

技术总结
本发明公开了一种无铁芯直线电机的无源重力补偿机构，属于电机技术领域，包括：无铁芯直线电机，无铁芯直线电机包括直线电机定子、直线电机动子、导轨和直线电机定子安装板，直线电机定子和导轨均固定连接于直线电机定子安装板上，直线电机定子安装板的顶部连接有固定单元，直线电机动子与导轨可滑动连接；负载单元，负载单元与直线电机动子连接；磁力补偿单元，磁力补偿单元的活动端通过连接单元与直线电机动子连接，磁力补偿单元的固定端与固定单元连接；磁力补偿单元用于承受直线电机动子的自身重力、负载单元的重力和连接单元的自身重力。本发明通过将补偿机构与带有无铁芯的直线电机的结构连接，利用磁力实现对零件整体的保护。

技术研发人员：芦华,文卓,徐亮亮,王赟,卢典庆,殷毅钦,陆金雷
受保护的技术使用者：上海机床厂有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12