基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统，所述直线定位平台包括动磁式直线电机模块及磁传动直线定位模块，其中：动磁式直线电机模块包括底座、定子线圈、第一磁轭、及电机磁极，定子线圈与电机磁极之间具有间隙；磁传动直线定位模块包括第一动子磁极、调磁骨架、调磁块、第二磁轭、及第二动子磁极，第一动子磁极与调磁块之间、调磁块与第二动子磁极之间均具有间隙。本发明专利技术基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统具有低成本、结构紧凑、永磁体利用率高、高速度、高精度、高动态响应等特点，极大地促进相关领域的的发展。

Linear positioning platform and system based on magnetic drive

【技术实现步骤摘要】
基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统
本专利技术涉及自动化设备
，特别是涉及一种基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统。
技术介绍
当前IC、半导体、3C产业的发展日益昌盛，现代自动化工厂持续升级，现代工业对高速高精高动态定位平台的要求越来越高。直线定位平台广泛应用于制造和测试领域，现有的直线定位平台主要通过“旋转电机+丝杆”的方式来实现，由于丝杆的蠕变和旋转的驱动方式的限制，同时现有的旋转电机质量/出力的值较大，使得直线定位平台具有响应慢、精度差、速度慢、体积大等缺点，极大的制约了制造业以及其他行业的发展。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统，本专利技术基于磁传动原理开发了一种高速、高精、高动态特性的直线定位平台，有效的解决了现有直线电机定位平台精度差、体积大、速度慢、稳定性差等问题。为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一种基于磁传动的直线定位平台，所述直线定位平台包括动磁式直线电机模块及磁传动直线定位模块，其中：动磁式直线电机模块包括底座、固定安装于底座上的定子线圈、滑动安装于底座上且位于电子线圈上方的第一磁轭、及安装于第一磁轭下方电机磁极，所述定子线圈与电机磁极之间具有间隙；磁传动直线定位模块包括安装于第一磁轭上方的第一动子磁极、固定安装于底座上且位于第一磁轭上方的具有若干空隙的调磁骨架、嵌设于调磁骨架上空隙内的若干调磁块、滑动安装于调磁骨架上的第二磁轭、及安装于第二磁轭下方的第二动子磁极，所述第一动子磁极与调磁块之间、调磁块与第二动子磁极之间均具有间隙。作为本专利技术的进一步改进，所述电机磁极包括若干交替分布的电机N磁极和电机S磁极，第一动子磁极包括若干交替分布的第一动子N磁极和第一动子S磁极，第二动子磁极包括若干交替分布的第二动子N磁极和第二动子S磁极。作为本专利技术的进一步改进，所述电机N磁极和电机S磁极的宽度相等，第一动子N磁极和第一动子S磁极的宽度相等，第二动子N磁极和第二动子S磁极的宽度相等，调磁块的宽度、调磁骨架的空隙宽度、及相邻调磁块之间的间隙宽度相等。作为本专利技术的进一步改进，所述第二动子磁极的总宽度小于第一动子磁极的总宽度，第一动子磁极的宽度大于第二动子磁极的宽度，第二动子磁极全部参与传动，第一动子磁极部分参与传动，参与传动的第一动子磁极对数大于第二动子磁极对数。作为本专利技术的进一步改进，所述第一动子磁极的推力与第二动子磁极的推力大小之比为参与传动的第一动子磁极对数与第二动子磁极对数之比，第一动子磁极的位移与第二动子磁极的位移大小之比为第二动子磁极对数与参与传动的第一动子磁极对数之比。作为本专利技术的进一步改进，所述第一磁轭通过第一滑块和第一直线导轨滑动安装于底座上，第二磁轭通过第二滑块和第二直线导轨滑动安装于调磁骨架上。作为本专利技术的进一步改进，所述底座两侧固定安装有挡板，所述挡板内侧设有若干防撞块。作为本专利技术的进一步改进，所述底座侧面设有磁栅尺，第二磁轭上安装有读数头，所述读数头与磁栅尺用于获取第二磁轭的位移信息。作为本专利技术的进一步改进，所述底座上设有若干光电开关，第二磁轭上安装有若干挡片，所述挡片与光电开关用于控制第二磁轭的运动。作为本专利技术的进一步改进，所述光电开关包括原点光电开关、终点光电开关、限位光电开关中的一种或多种，所述挡片包括设于第二磁轭侧面端部的第一挡片及第二挡片。作为本专利技术的进一步改进，所述第二磁轭侧面安装有转接板，所述读数头固定安装于转接板上。本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一种基于磁传动的直线定位系统，包括编码器、与编码器相连的驱动器、与驱动器相连的控制器、及与控制器相连的计算机，所述编码器为直线定位平台中的读数头，编码器用于获取的第二磁轭的位移信息，控制器用于将获取到的第二磁轭的位移信息转化为第一磁轭的位移信号后发送脉冲信号至驱动器，所述驱动器用于根据脉冲信号驱动动磁式直线电机模块。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于磁传动的直线定位平台及直线定位系统具有低成本、结构紧凑、永磁体利用率高、高速度、高精度、高动态响应等特点，极大地促进相关领域的的发展。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术中记载的一些实施例，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为本专利技术一实施例中直线定位平台的爆炸结构示意图；图2为本专利技术一实施例中直线定位平台的立体结构示意图；图3为本专利技术一实施例中直线定位平台的剖视结构示意图；图4为本专利技术一实施例中高速动子(第二动子)的下表面结构示意图；图5为本专利技术一实施例中调磁装置(调磁骨架和调磁块)的上表面结构示意图；图6为本专利技术一实施例中低速动子(第一动子)的上表面结构示意图；图7为本专利技术一实施例中低速动子(第一动子)的下表面结构示意图；图8为本专利技术一实施例中直线定位平台的运动原理示意图；图9为本专利技术一实施例中运动瞬时参与磁传动部分的结构示意图；图10为本专利技术一实施例中直线定位系统的模块结构示意图。其中，1为第二滑块；2为第二动子S磁极；3为第二动子N磁极；4为第二直线导轨；5为调磁骨架；6为调磁块；7为第一动子S磁极；8为第一动子N磁极；9为第一磁轭；10为电机S磁极；11为电机N磁极；12为底座；13为防撞块；14为挡板；15为终点光电开关；16为第一直线导轨；17为第一滑块；18为磁栅尺；19为原点光电开关；20为限位光电开关；21为定子线圈；22为第一挡片；23为读数头；24为转接板；25为第二挡片；26为第二磁轭；27为计算机；28为控制器；29为驱动器；30为编码器(编码器即为读数头)。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。本文使用的例如“左”、“左侧”、“右”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“左侧”的单元将位于其他单元或特征“右侧”。因此，示例性术语“左侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。本专利技术公开了一种基于磁传动的直线定位平台，包括动磁式直线电机模块及磁传动直线定位模块，其中：动磁式直线电机模块包括底座、固定安装于底座上的定子线圈、滑动安装于底座上且位于电子线圈上方的第一磁轭、及安装于第一磁轭下方电机磁极，定子线圈与电机磁极之间具有间隙；磁传动直线定位模块包括安装于第一磁轭上方的第一动子磁极、固定安装于底座上且位于第一磁轭上方的具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁传动的直线定位平台，其特征在于，所述直线定位平台包括动磁式直线电机模块及磁传动直线定位模块，其中：动磁式直线电机模块包括底座、固定安装于底座上的定子线圈、滑动安装于底座上且位于电子线圈上方的第一磁轭、及安装于第一磁轭下方电机磁极，所述定子线圈与电机磁极之间具有间隙；磁传动直线定位模块包括安装于第一磁轭上方的第一动子磁极、固定安装于底座上且位于第一磁轭上方的具有若干空隙的调磁骨架、嵌设于调磁骨架上空隙内的若干调磁块、滑动安装于调磁骨架上的第二磁轭、及安装于第二磁轭下方的第二动子磁极，所述第一动子磁极与调磁块之间、调磁块与第二动子磁极之间均具有间隙。

【技术特征摘要】
2019.05.07 CN 20191037050451.一种基于磁传动的直线定位平台，其特征在于，所述直线定位平台包括动磁式直线电机模块及磁传动直线定位模块，其中：动磁式直线电机模块包括底座、固定安装于底座上的定子线圈、滑动安装于底座上且位于电子线圈上方的第一磁轭、及安装于第一磁轭下方电机磁极，所述定子线圈与电机磁极之间具有间隙；磁传动直线定位模块包括安装于第一磁轭上方的第一动子磁极、固定安装于底座上且位于第一磁轭上方的具有若干空隙的调磁骨架、嵌设于调磁骨架上空隙内的若干调磁块、滑动安装于调磁骨架上的第二磁轭、及安装于第二磁轭下方的第二动子磁极，所述第一动子磁极与调磁块之间、调磁块与第二动子磁极之间均具有间隙。2.根据权利要求1所述的基于磁传动的直线定位平台，其特征在于，所述电机磁极包括若干交替分布的电机N磁极和电机S磁极，第一动子磁极包括若干交替分布的第一动子N磁极和第一动子S磁极，第二动子磁极包括若干交替分布的第二动子N磁极和第二动子S磁极。3.根据权利要求2所述的基于磁传动的直线定位平台，其特征在于，所述电机N磁极和电机S磁极的宽度相等，第一动子N磁极和第一动子S磁极的宽度相等，第二动子N磁极和第二动子S磁极的宽度相等，调磁块的宽度、调磁骨架的空隙宽度、及相邻调磁块之间的间隙宽度相等。4.根据权利要求3所述的基于磁传动的直线定位平台，其特征在于，所述第二动子磁极的总宽度小于第一动子磁极的总宽度，第一动子磁极的宽度大于第二动子磁极的宽度，第二动子磁极全部参与传动，第一动子磁极部分参与传动，参与传动的第一动子磁极对数大于第二动子磁极对数。5.根据权利要求4所述的基于磁传动的直线定位平台，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉柱，范立成，章晓旗，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32