【技术实现步骤摘要】
一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机
[0001]本专利技术涉及一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,属于电机结构领域。
技术介绍
[0002]音圈电机是一种性能先进的直线电机。音圈电机有效部分包括定子和动子,工作原理为:在定子的气隙磁场内中放入动子,当动子中的线圈通电后在磁场的作用下产生电磁力,电磁力推动动子作直线运动,通过改变电流的大小和方向,可以改变动子运动的速度和方向。
[0003]音圈电机是一种特殊形式的直流直线电机,其具有高频响、高加速度、体积小和控制方便等优点,由于这些优点,音圈电机能够解决精度与速度和行程之间矛盾问题。近年来,随着超精密定位系统性能指标的提高,导致音圈电机技术迅速发展,不仅在半导体制造装备、高档数控机床和光学电子显微镜等超精密定位系统中得到广泛应用,还在医疗、振动平台和主动减振系统等高激励运动系统中运用。
[0004]现有技术中,常规音圈电机采用常规圆形磁钢或者等厚瓦片型磁钢结构,电机的输出推力主要关注最大输出推力,对推力的波动关注较少,因此在一些对推力波动较为敏感的应用场合,常规的音圈电机无法满足使用要求。
技术实现思路
[0005]本专利技术解决的技术问题是:针对目前现有技术中,存在推力波动较大的问题,提出了一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机。
[0006]本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:
[0007]一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,包括定子组件、动子组件、轴承部件,定子组件包括定子壳、 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:包括定子组件、动子组件、轴承部件,定子组件包括定子壳(101)、磁钢(102)、定子端盖(103),动子组件包括电机动子(200)、线圈组件(201)、轴承连杆(202)、动子端面(205)、柔性引出线(210),轴承部件包括直线轴承(300)、直线轴承套组件(301),磁钢(102)安装于定子壳(101)内部,定子壳(101)中心位置设置有中心通孔用于安装轴承部件的直线轴承套组件(301),轴承连杆(202)安装于线圈组件(201)的中心位置并与动子端面(205)固定,柔性引出线(210)一端焊接到线圈组件(201)中的漆包线的引出端,并由动子端面(205)引出,柔性引出线(210)另一端穿过定子端盖(103)与外部连接,电机动子(200)通过直线轴承(300)支撑进行直线运动,电机动子(200)的运动方向及轴承连杆(202)输出的推力大小根据线圈组件(201)的漆包线内的电流的方向、大小决定。2.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述定子壳(101)包括磁钢环形腔室(104)、中心通孔(106),磁钢环形腔室(104)、中心通孔(106)同轴心布置,中心通孔(106)设置在磁钢环形腔室(104)的内侧,磁钢环形腔室(104)在磁钢(102)安装完毕后,磁钢环形腔室(104)与磁钢(102)间的运动空间为动子组件的运动空间,磁钢环形腔室(104)的外壳、定子壳(101)的定子壳端部(105)、中心通孔(106)的外壳间相互连接,定子壳(101)为一体加工而成。3.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述定子壳(101)中心位置设置的中心通孔(106),用于容纳轴承套组件(301),中心通孔(106)的限位孔(107)用来阻止直线轴承(300)在动子组件(200)运动过程中,轴承部件的保持架(303)从定子壳端部(105)滑出,动子组件(200)的轴承连杆(202)在运动过程从限位孔(107)中穿过,定子壳端部(105)上设置有安装孔(108),用于将定子组件、动子组件、轴承部件组成的音圈电机整体安装于外部设备上,安装孔(108)按照定子壳端部(105)的圆周方向均匀布置。4.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述磁钢(102)外侧面粘接于定子壳(101)的磁钢环形腔室(104)内壁,磁钢(102)的内侧面与中心通孔(106)的外壁间形成空腔,磁钢(102)沿着圆周方向由6块彼此独立的磁钢部件拼接而成,磁钢部件沿圆周方向彼此间隔开且均布设置形成磁钢(102),磁钢(102)于轴向截面上为阶梯形状,阶梯数大于或等于2。5.根据权利要求4所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述磁钢(102)为烧结钕铁硼材料,定子壳(101)采用导磁切削加工材料制成,定子壳(101)进行镀镍处理,磁钢环形腔室(104)的外壁、定子壳端部(105)、中心通孔(106)外壁设置为磁轭,磁钢(102)的磁场强度分布均匀且磁路顺畅,定子端盖(103)沿轴向安装在定子壳(101)的开口侧,共同围成定子组件(100)的内部空间,用以容纳动子组件(200)。6.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述定子端盖(103)内部设置有指定长度空腔的圆筒形空间,定子端盖(103)开口侧的凸台与定子壳(101)开口侧的凹台通过环氧粘接胶粘接固定,用于保证定子壳(101)和定子端盖(103)的密封性,定子端盖(103)的内侧设置有2个限位槽109,用于限定动子组件((200))的圆周方向的旋转位置,定子端盖(103)的端面设置有缝状出口,用于柔性引出线(210)的引出。
7.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述动子组件(200)的线圈组件(201)部分设置于定子组件(100)的磁钢(102)的径向内侧,磁钢(102)于电磁作用下相对于定子组件(100)进行直线运动,轴承连杆(202)延伸穿过中心通孔(106)的限位孔(107),轴承连杆(202)为单悬臂结构,固定于动子端面(205)中心,线圈组件(201)与动子端面(205)为一体加工成型,通过轴承连杆(202)随线圈组件(201)共同运动,轴承连杆(202)的悬臂侧伸出音圈电机的外侧用于输出推力。8.根据权利要求1所述的一种基于高动态响应与低推力波动的音圈电机,其特征在于:所述线圈组件(201)包括线圈骨架(203)、漆包线(204),线圈骨架(203)设置有圆柱形开槽,线圈骨架(203)的圆柱形开槽内沿圆周方向和轴向均匀绕制漆包线(204),流经线圈组件(201)的电流的方向垂直于磁场方向,生成沿轴承连杆(202)轴线方向的电磁驱动力,驱动线圈组件(201)带动轴承连杆(202)沿轴向方向线性移动,漆包线(204)在绕制后通过浸漆紧固在线圈...
【专利技术属性】
技术研发人员:于斌,任武,易科胜,赵剑平,杨洋,郝永勤,杜鸿志,
申请(专利权)人:北京航天控制仪器研究所,
类型:发明
国别省市:
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