本发明专利技术涉及一种定位负载的直线电机，包括线圈组和磁铁排，线圈组和磁铁排呈直线排列，线圈组为两组，包括上线圈组和下线圈组，上线圈组包括上定子齿和缠绕于上定子齿上的线圈，下线圈组包括下定子齿和缠绕于下定子齿上的线圈，上定子齿与下定子齿相向设置，磁铁排设置于两组线圈组的中间。本发明专利技术具有的有益效果：无需磁铁护铁的铁芯电机，省略了磁铁护铁，并且支撑结构的质量非常轻，从而减小了移动质量，移动有效载荷时，可以实现更大加速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种驱动电机，特别是涉及一种定位负载的直线电机。
技术介绍
直线电机目前广泛用于电子元件和半导体设备制造中的负载定位。采用直接驱动的主要优点是加速度更大、速度更快、精度更高、移动质量减小、设计简洁，无需复杂的传输系统，可靠性更高，不存在传动装置活动部件的磨损。动圈式直线电机是定位XY工作台常用的一种直线电机类型，俗称无铁芯直线电机。无铁芯直线电机仅包括模压在一起形成线圈组得若干铜线圈，不合钢铁叠片。虽然该类型的直线电机已得到广泛使用，但这种电机的缺点是其高昂的成本。运动线圈之间需放置两排高能量稀土磁铁，当电流通过线圈时，产生巨大能量。通常所用的磁铁为钕磁铁，这是一种用钕、铁和硼制成的高能量稀土永久磁铁。由于用于制作此类磁铁的稀土材料供应量有限，在过去几年中，此类磁铁的成本显著增加。这种电机的另一个缺点是，向线圈供电的电缆总是随线圈移动。在加速度和速度较大的情况下，必须考虑电缆的可靠性，且电缆弯曲形成的阻力会影响对运动系统的精确控制。线圈中产生的热量也很难去除，且热量还可能被转移到负荷，因膨胀影响系统的准确性。另一种常用于XY工作台负载定位的直线电机是铁芯直线电机。与无铁和无芯直线电机相比，铁芯直线电机的优点是可以产生巨大的作用力。然而，由于线圈的移动质量相对较大，即使没有任何负荷，也限制了线圈可以达到的加速度。虽然可以移动磁铁并固定线圈，但是磁铁和护铁的总质量也非常大。铁芯电机的另一大缺点就是磁铁和线圈叠片之间的吸引力大。由于这类电机正常工作需要较小气隙，通常在0.8毫米至1. 1毫米范围内，因此吸引力变得非常大。需要使用额定载荷较高的大型轴承来支撑电机。随之而来的是与这类电机系统相关的巨大静摩擦力。在启动和止动过程中，静摩擦力会影响电机响应。所以针对上述直线电机中所存在的缺陷，急需一种能克服上述缺陷的直线电机来满足需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中直线电机所存在的诸多缺陷，提供一种定位负载的直线电机来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种定位负载的直线电机，包括线圈组和磁铁排，线圈组和磁铁排呈直线排列，其特征在于，所述线圈组为两组，包括上线圈组和下线圈组，上线圈组包括上定子齿和缠绕于上定子齿上的线圈，下线圈组包括下定子齿和缠绕于下定子齿上的线圈，上定子齿与下定子齿相向设置，所述磁铁排设置于两组线圈组的中间。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，所述磁铁排与上线圈组的距离等于磁铁排与下线圈组的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，所述磁铁排包括由非磁性材料制成的支撑结构和设置于支撑结构上的复数个永磁体，所述支撑结构上设置有与复数个永磁体个数相对应的空腔，复数个永磁体设置于空腔内。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，所述支撑结构的材料为以下各项之一铝、纤维增强树脂、塑料。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，所述磁铁排上的复数个永磁铁倾斜设置于支撑结构上。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位XY工作台负载时，包括X轴上的直线电机和Y轴上的直线电机，并且Sx = Mx-Cx ；Sy = My-Cy ；Cyx-Myx > Sx ；其中，是X轴的最大冲程；Cx是在X轴行程方向上X线圈组的长度；Mx是在X轴行程方向上电机的磁铁边缘之间的距离；Sy是Y轴的最大冲程；Cy是在Y轴方向上Y线圈组的长度；My是在Y轴行程方向上Y电机磁铁边缘之间的距离；Cyx是在X轴行程方向上Y线圈组的长度；Myx是在X轴行程方向上Y电机磁铁边缘之间的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位XY工作台负载时，包括X轴上的直线电机和Y轴上的直线电机，并且Sx = Cx-Mx ；Sy = Cy-My ；Cyx-Myx > Sx ；其中，是X轴的最大冲程；Cx是在X轴行程方向上X线圈组的长度；Mx是在X轴行程方向上电机的磁铁边缘之间的距离；Sy是Y轴的最大冲程；Cy是在Y轴方向上Y线圈组的长度；My是在Y轴行程方向上Y电机磁铁边缘之间的距离；Cyx是在X轴行程方向上Y线圈组的长度；Myx是在X轴行程方向上Y电机磁铁边缘之间的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位单轴工作台负载时，包括单轴上的直线电机，并且Sx = Mx-Cx，其中 Mx 长于 Cx其中，Sx是直线电机系统在行程或驱动力方向上的最大冲程；Cx是在行程或驱动力方向上的线圈组的长度；Mx是在行程或驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位单轴工作台负载时，包括单轴上的直线电机，并且Sx = Cx-Mx，其中 Cx 长于 Mx其中，Sx是直线电机系统在行程或驱动力方向上的最大冲程；Cx是在行程或驱动力方向上的线圈组的长度；Mx是在行程或驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位单轴工作台负载时，包括单轴上的直线电机，所述直线电机沿驱动力方向移动，所述直线电机沿垂直于驱动力方向的方向移动，并且Sy = My-Cy，其中 My 长于 Cy ；Cyx-Myx > Sx ；其中，Sy是直线电机系统在行程或驱动力方向上的最大冲程；Cy是在行程或驱动力方向上的线圈组的长度；My是在行程或驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离；Sx是直线电机系统在垂直于驱动力方向上的最大冲程；Cyx是在垂直于驱动力方向上的线圈组的长度；Myx是在垂直于驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离。上述一种定位负载的直线电机，其特征在于，在定位单轴工作台负载时，包括单轴上的直线电机，所述直线电机沿驱动力方向移动，所述直线电机沿垂直于驱动力方向的方向移动，并且Sy = Cy-My，其中 Cy 长于 My ；Cyx-Myx > Sx ；其中，Sy是直线电机系统在行程或驱动力方向上的最大冲程；Cy是在行程或驱动力方向上的线圈组的长度；My是在行程或驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离；Sx是直线电机系统在垂直于驱动力方向上的最大冲程；Cyx是在垂直于驱动力方向上的线圈组的长度；Myx是在垂直于驱动力方向上的直线电机磁铁边缘之间的距离。本专利技术具有的有益效果无需磁铁护铁的铁芯电机，省略了磁铁护铁，并且支撑结构的质量非常轻，从而减小了移动质量，移动有效载荷时，可以实现更大加速度。对于传统铁芯类直线电机，线圈和磁铁之间存在较大吸引力。运用本专利技术的布局， 磁铁间不存在净吸引力。这使得我们可以在系统设计中使用较小的直线轴承，简化装配工艺。吸引力的消除使电机系统性能大大提高，因为静摩擦力大大减小。运动开始和行程结束的响应时间也将缩短。由于线圈是固定的，移动电缆已无必要，这一点有别于传统动圈式设计。因为电机电缆是固定的，电缆不会经常弯曲，因此提高了电机可靠性。由于线圈安装于线圈护铁，线圈产生的热量可从电机上轻易地消除。可以添加额外散热片或冷却液以进一步改善线圈的冷却效果，从而提高电机的连续电流和连续力。仅移动磁铁，线圈所产生的热量就不会直接转移到负载，而热量转移至负载会影响运动系统的准确性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的电流走向图；图3为磁铁排的示意图；图4为磁铁排的另一种实施方式的示意图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种定位负载的直线电机，包括线圈组和磁铁排，线圈组和磁铁排呈直线排列，其特征在于，所述线圈组为两组，包括上线圈组和下线圈组，上线圈组包括上定子齿和缠绕于上定子齿上的线圈，下线圈组包括下定子齿和缠绕于下定子齿上的线圈，上定子齿与下定子齿相向设置，所述磁铁排设置于两组线圈组的中间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林浩元，吴彩鸣，周朝渊，
申请(专利权)人：雅科贝思精密机电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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