一种可旋转和直线运动的机构制造技术

本实用新型专利技术提出了一种可旋转和直线运动的机构，该机构包括线性运动部分和旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子、线性电机动子和永磁体，永磁体套在线性电机动子内，线型电机动子套在线性电机定子内；旋转运动部分包括旋转电机定子、旋转电机动子、旋转编码器和工作杆，线性电机动子一端与旋转电机定子连接，旋转电机定子内部设置有旋转电机动子，工作杆可旋转地贯穿旋转电机定子和旋转电机动子的内部，旋转编码器套在工作杆上，且设置在旋转电机定子的一侧。本实用新型专利技术能实现旋转运动和直线运动，且省去了中间传动环节，体积小、质量轻、提高了精度和效率，安装容易。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种可旋转和直线运动的机构
本技术涉及机械领域，特别是指一种可旋转和直线运动的机构。
技术介绍
旋转和直线两自由度运动的机构在SMT行业、半导体行业和科学研究领域占有极 其重要的地位。这种双运动机构的定位精度和行程直接影响生产精度和生产能力，同时机 构的速度和加速度直接影响生产效率，成为系统好坏的重要指标。传统的可实现旋转和直线两自由度运动的机构，是运用两个伺服电机、丝杆和同 步轮实现的。其中一个伺服电机通过丝杆实现直线运动，另一个伺服电机通过同步轮实现 旋转运动。由于中间环节丝杠和同步轮有最大转速限制和反向间隙，很难实现高速高精度 定位。
技术实现思路
本技术提出一种可旋转和直线运动的机构，解决了现有技术中实现旋转和直 线两自由度运动的高精度定位问题。本技术的技术方案是这样实现的一种可旋转和直线运动的机构，该机构包括线性运动部分和旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子、线性电机动子和永磁体，所述永磁体套在 所述线性电机动子内，所述线型电机动子套在所述线性电机定子内；所述旋转运动部分包括旋转电机定子、旋转电机动子、旋转编码器和工作杆，所述 线性电机动子一端与所述旋转电机定子连接，所述旋转电机定子内部设置有所述旋转电机 动子，所述工作杆可旋转地贯穿所述旋转电机定子和旋转电机动子的内部，所述旋转编码 器套在所述工作杆上，且设置在所述旋转电机定子的一侧。优选地，所述工作杆与所述旋转电机定子通过轴承可转动地连接。优选地，所述旋转运动部分内的旋转电机线圈为三角形线圈。优选地，所述旋转运动部分内的旋转永磁体为扇形。本技术的有益效果在于既能实现旋转运动又能实现直线运动，且省去了中 间的传动环节，体积小、质量轻、提高了精度和效率；结构简单且实用，安装容易。附图说明为了更清楚地说明本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 是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术可旋转和直线运动的机构优选实施例的组装图；图2为本技术可旋转和直线运动的机构的优选实施例的爆炸图；图3为本技术可旋转和直线运动的机构的旋转电机线圈形状示意图；图4为本技术可旋转和直线运动的机构的旋转永磁体形状示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1和图2所示，本技术的可旋转和直线运动的机构包括线性运动部分和 旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子1、线性电机动子4和永磁体2，所述永 磁体2套在所述线性电机动子4内，所述线型电机动子4又套在所述线性电机定子I内；所 述旋转运动部分包括旋转电机定子5、旋转电机动子8、旋转编码器11和工作杆10，所述线 性电机动子4 一端与所述旋转电机定子5连接，所述旋转电机定子5内部设置有所述旋转 电机动子8，所述工作杆10可旋转地贯穿所述旋转电机定子5和旋转电机动子8的内部，所 述旋转编码器11套在所述工作杆10上，且设置在所述旋转电机定子5的一侧。在本优选实施例中，所述工作杆10与所述旋转电机定子5通过轴承7和轴承9可 转动地连接，所述旋转运动部分内的旋转电机线圈6为如图3所示的三角形线圈，所述旋转 运动部分内的旋转永磁体为如图4所示的扇形。本技术的可旋转和直线运动的机构既能旋转又能直线运动元件，且两种运动 能相互独立、互不干扰。线性电机定子I与设备整机固联，线性电机动子4能在外设导轨上 来回运动，线性电机动子4与旋转电机定子5直接连接，轴承7和轴承9安装在旋转电机定 子5上，轴承7和轴承9与工作杆10配合。旋转电机动子8与工作杆10直接连接，带动工 作杆10旋转。旋转编码器11和工作杆10直接连接，和工作杆10同步运转。线性电机动子4通电后，在永磁体2产生的磁场的作用下产生推力，推动所述旋转 运动部分向前运动，旋转电机线圈6通电后与旋转电机动子8的旋转永磁体相互作用产生 扭矩，带动工作杆10旋转，这两种运动相互独立互不干扰。本技术的既能旋转运动又能直线运动元件有两个磁场，一个是圆筒型音圈电 机中的径向磁场，用来产生直线推力，另一个是盘型电机中轴向磁场用来产生旋转扭矩。控 制系统可以依据需求使电机实现单独直线运动、单独旋转运动或两者的耦合运动。本实用 新型可用于多种设备上，比如需要旋转运动又需要直线运动的装置，单轴线性平台，多轴线 性平台，半导体倒装机、SMT贴片机等。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本 技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术 的保护范围之内。权利要求1.一种可旋转和直线运动的机构，其特征在于，该机构包括线性运动部分和旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子、线性电机动子和永磁体，所述永磁体套在所述线性电机动子内，所述线型电机动子套在所述线性电机定子内；所述旋转运动部分包括旋转电机定子、旋转电机动子、旋转编码器和工作杆，所述线性电机动子一端与所述旋转电机定子连接，所述旋转电机定子内部设置有所述旋转电机动子，所述工作杆可旋转地贯穿所述旋转电机定子和旋转电机动子的内部，所述旋转编码器套在所述工作杆上，且设置在所述旋转电机定子的一侧。2.如权利要求1所述的可旋转和直线运动的机构，其特征在于，所述工作杆与所述旋转电机定子通过轴承可转动地连接。3.如权利要求1所述的可旋转和直线运动的机构，其特征在于，所述旋转运动部分内的旋转电机线圈为三角形线圈。4.如权利要求1所述的可旋转和直线运动的机构，其特征在于，所述旋转运动部分内的旋转永磁体为扇形。专利摘要本技术提出了一种可旋转和直线运动的机构，该机构包括线性运动部分和旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子、线性电机动子和永磁体，永磁体套在线性电机动子内，线型电机动子套在线性电机定子内；旋转运动部分包括旋转电机定子、旋转电机动子、旋转编码器和工作杆，线性电机动子一端与旋转电机定子连接，旋转电机定子内部设置有旋转电机动子，工作杆可旋转地贯穿旋转电机定子和旋转电机动子的内部，旋转编码器套在工作杆上，且设置在旋转电机定子的一侧。本技术能实现旋转运动和直线运动，且省去了中间传动环节，体积小、质量轻、提高了精度和效率，安装容易。文档编号H02K16/00GK202840877SQ20122047488公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日专利技术者尹告民, 禹新路, 王红, 李泽湘 申请人:东莞华中科技大学制造工程研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可旋转和直线运动的机构，其特征在于，该机构包括线性运动部分和旋转运动部分；所述线性运动部分包括线性电机定子、线性电机动子和永磁体，所述永磁体套在所述线性电机动子内，所述线型电机动子套在所述线性电机定子内；所述旋转运动部分包括旋转电机定子、旋转电机动子、旋转编码器和工作杆，所述线性电机动子一端与所述旋转电机定子连接，所述旋转电机定子内部设置有所述旋转电机动子，所述工作杆可旋转地贯穿所述旋转电机定子和旋转电机动子的内部，所述旋转编码器套在所述工作杆上，且设置在所述旋转电机定子的一侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹告民，禹新路，王红，李泽湘，
申请(专利权)人：东莞华中科技大学制造工程研究院，
类型：实用新型
国别省市：