一种并列直线电机的制作方法

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1.本发明涉及电磁弹射领域，具体而言，是一种并列直线电机。

背景技术：

2.目前电磁主要应用于航母、舰船等。现有的电磁主要由直线感应电机构成，具有效率低能耗高的特点，所需电力电子设备昂贵，造价相对较高可靠性低。对于空间有限的舰船而言，这种直线感应电机整体重量和体积偏大，电磁还有较大的优化空间。此前，本人已向国家知识产权局提出了名称为“一种”的发明和实用新型申请，申请号分别为“2021103585017”和“2021206674501”。该装置在弹射过程中有推力中断现象，造成弹射不稳定；该装置中电源滑条和线圈滑条数量多，从而增加整备重量。

技术实现要素：

3.本发明提供了一种并列直线电机，能有效改善上述问题。
4.本发明是这样实现的：
5.一种并列直线电机，由两个结构相同的直线电机组成，所述直线电机包括若干个定子模块、动子、导轨，还包括电源滑条和触杆；所述触杆包括第一触杆和第二触杆，所述定子模块由两个u形电磁铁组成，所述u形电磁铁由线圈和铁芯组成，所述定子模块中的所述线圈并联或串联，所述线圈的端部设置有线圈滑条。
6.进一步地，所述两个u形电磁铁之间为所述动子运动的轨道，所述定子模块沿轨道方向均匀排列，所述定子模块通电时两个u形电磁铁相对应的磁极极性不同。
7.进一步地，所述轨道上下方均安装有导轨，所述动子与所述导轨连接；所述动子包括多个永磁体和承力框架，所述永磁体分上下两排固定在所述承力框架内；在所述动子的同一面，上下相邻和左右相邻的永磁体极性不同；永磁体上下之间的n、s极间距和u形电磁铁n、s极间距相同；永磁体左右之间的n、s极间距和所述定子模块之间的间距相同。
8.进一步地，所述第一触杆和所述第二触杆数量为多个，所述第一触杆和所述第二触杆分别与所述动子刚性连接，从而触杆和动子同步运动；所述第一触杆和所述第二触杆依次交错地沿运动方向排列，所述第一触杆和所述第二触杆的间距等于所述定子模块之间的间距。
9.进一步地，所述电源滑条的正负极分别沿触杆运动方向排列，所述电源滑条和所述触杆常接触，所述触杆和所述线圈滑条间断式接触。间断式接触是这样子的：当所述永磁体的磁极在所述定子模块之间时，所述触杆与所述线圈滑条接触；当所述永磁体的磁极接近所述u形电磁铁的磁极时，所述触杆与所述线圈滑条不接触。
10.触杆为导体，同时与电源滑条、线圈滑条接触时，使得u形电磁铁通电。
11.进一步地，在同一所述定子模块，第一触杆、电源滑条、线圈滑条接通时u形电磁铁磁极的极性和第二触杆、电源滑条、线圈滑条接通时u形电磁铁磁极的极性不同。
12.进一步地，所述两个直线电机的动子之间设置有动子桥，所述动子桥分别与所述
动子连接，所述动子桥上设置有拖钩。
13.这种的直线电机在工作时，电源滑条的正负极分别接通直流电源，拖钩和被弹射物连接；触杆同时接触电源滑条和线圈滑条，此时通电的u形电磁铁产生n、s极，使得动子内的永磁体同时受到吸力和斥力作用，且吸力和斥力方向相同，从而推动动子加速运动；当永磁体的磁极接近u形电磁铁磁极时，此时触杆与线圈滑条分离，u形电磁铁断电不产生磁性，动子由于惯性作用继续沿轨道方向运动，当永磁体的磁极通过u形电磁铁磁极时，这时触杆与线圈滑条接触，动子受电磁力作用继续加速运动，工作过程就是这样循环的。u形电磁铁n、s极的变换是由第一触杆第二触杆与线圈滑条的交替接触来实现的，使得动子运动方向和受电磁力方向相同。这种直线电机单个运行时有推力中断现象，本发明的通过两个直线电机之间的配合运行，使得其中一个直线电机推力中断时，另一个直线电机仍然有推力。
14.本发明提供的一种并列直线电机的有益效果是：这种相比于现有的直线感应电机技术，体积和重量进一步减少，所使用的电力电子设备少，具有造价低和可靠性高的特点；该装置的拖钩和动子不在相同的轨道运行，使得动子轨道远离甲板开口处，从而避免异物掉落动子轨道；这种效率高而且弹射推力范围宽，可用于弹射舰载机、无人机等物体。
附图说明：
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
16.图1为本发明实施例提供的一种并列直线电机的整体结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的一种并列直线电机的截面结构示意图；
18.图3为本发明实施例提供的一种并列直线电机的并列动子结构示意图；
19.图4为本发明实施例提供的一种并列直线电机的单个直线电机整体结构示意图；
20.图5为本发明实施例提供的一种并列直线电机的单个直线电机截面结构示意图；
21.图6为本发明实施例提供的一种并列直线电机的单个直线电机动子结构示意图；
22.图7为本发明实施例提供的一种并列直线电机的第一触杆、线圈滑条、电源滑条连接示意图；
23.图8为本发明实施例提供的一种并列直线电机的第二触杆、线圈滑条、电源滑条连接示意图；
24.图9为本发明实施例提供的一种并列直线电机的动子受电磁力加速示意图(一)；
25.图10为本发明实施例提供的一种并列直线电机的动子不受电磁力惯性滑行示意图(一)；
26.图11为本发明实施例提供的一种并列直线电机的动子受电磁力加速示意图(二)；
27.图12为本发明实施例提供的一种并列直线电机的动予不受电磁力惯性滑行示意图(二)；
28.图13为本发明实施例提供的一种并列直线电机的动子受电磁力加速示意图(三)。
29.图中标记分别为：
30.定子模块1；动子2；导轨3；线圈滑条4；电源滑条5；第一触杆601；第二触杆602；u形电磁铁7；线圈8；铁芯9；轨道10；永磁体11；承力框架12；拖钩13；动子桥14。
具体实施方式：
31.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完善地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明的保护范围。
32.实施例
33.请参阅图1和图2，本实施例提供了一种并列直线电机，该由两个结构相同的直线电机组成，直线电机包括多个定子模块1、动子2、导轨3，还包括电源滑条5和触杆；触杆包括第一触杆601和第二触杆602。
34.进一步地，请参阅图4和图5，定子模块1由两个u形电磁铁7组成，u形电磁铁7由线圈8和铁芯9组成，定子模块1中的线圈8并联或串联，线圈8的端部设置有线圈滑条4。两个u形电磁铁7之间为动子2运动的轨道10，定子模块1沿轨道10方向均匀排列；定子模块1通电时两个u形电磁铁7相对应的磁极极性不同。
35.进一步地，请参阅图5和图6，轨道10上下方均安装有导轨3，动子2与导轨3连接；动子2包括多个永磁体11和承力框架12，永磁体11分上下两排固定在承力框架12内，在动子2的同一面，上下相邻和左右相邻的永磁体11极性不同；永磁体11上下之间的n、s极间距和u形电磁铁7n、s极间距相同；永磁体11左右之间的n、s极间距和定子模块1之间的间距相同。
36.请参阅图4，第一触杆601和第二触杆602数量为多个，第一触杆601和第二触杆602分别与动子2刚性连接，从而触杆和动子2同步运动；第一触杆601和第二触杆602依次交错地沿运动方向排列，第一触杆601和第二触杆602的间距等于定子模块1之间的间距。图中并未显示触杆与动子2刚性连接示意图，需要理解的是：实际使用时，线圈滑条4和电源滑条5的布置比较灵活，二者可以与动子2靠得更近，从而方便触杆和动子2的刚性连接。
37.进一步地，请参阅图9和图10，电源滑条5的正负极分别沿触杆运动方向排列，电源滑条5和触杆常接触，触杆和线圈滑条4间断式接触。间断式接触是这样子的：当永磁体11的磁极在定子模块1之间时，触杆与线圈滑条4接触；当永磁体11的磁极接近u形电磁铁7的磁极时，触杆与线圈滑条4不接触。触杆为导体，同时与电源滑条5、线圈滑条4接触时，使得u形
电磁铁7通电。
38.请参阅图7和图8，在同一定子模块1，第一触杆601、电源滑条5、线圈滑条4接通时u形电磁铁7磁极的极性和第二触杆602、电源滑条5、线圈滑条4接通时u形电磁铁7磁极的极性不同。
39.进一步地，请参阅图3，两个直线电机的动子2之间设置有动子桥14，动子桥14分别与动子2连接，动子桥14上设置有拖钩13。
40.进一步地，请参阅图9至图13，这种的直线电机在工作时，电源滑条5的正负极分别接通直流电源，拖钩13和被弹射物连接；触杆同时接触电源滑条5和线圈滑条4，此时通电的u形电磁铁7产生n、s极，使得动子2内的永磁体11同时受到吸力和斥力作用，且吸力和斥力方向相同，从而推动动子2加速运动；当永磁体11的磁极接近u形电磁铁7的磁极时，此时触杆与线圈滑条4分离，u形电磁铁7断电不产生磁性，动子2由于惯性作用继续沿轨道10方向运动，当永磁体11的磁极通过u形电磁铁7的磁极时，这时触杆与线圈滑条4接触，动子2受电磁力作用继续加速运动，工作过程就是这样循环的。u形电磁铁n、s极的变换是由第一触杆601和第二触杆602分别与线圈滑条4的交替接触来实现的，使得动子2运动方向和受电磁力方向相同。这种直线电机单个运行时有推力中断现象，本发明的通过两个直线电机之间的配合运行，使得其中一个直线电机推力中断时，另一个直线电机仍然有推力。
41.综上所述，本实施例提供的一种并列直线电机具有造价低和可靠性高的特点，该装置的拖钩和动子不在相同的轨道运行，使得动子轨道远离甲板开口处，从而避免异物掉落动子轨道。该在实际使用时，两个直线电机推力中断在时间上的错开，使得弹射过程中一直保持有推力。
42.在本发明的描述中，需要理解的是：
43.术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来讲，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种并列直线电机，其特征在于，所述并列直线电机由两个结构相同的直线电机组成，所述直线电机包括若干个定子模块、动子、导轨，还包括电源滑条和触杆；所述触杆包括第一触杆和第二触杆，所述定子模块由两个u形电磁铁组成，所述u形电磁铁由线圈和铁芯组成，所述定子模块中的所述线圈并联或串联，所述线圈的端部设置有线圈滑条；所述两个u形电磁铁之间为所述动子运动的轨道，所述定子模块沿轨道方向均匀排列，所述定子模块通电时两个u形电磁铁相对应的磁极极性不同；所述轨道上下方均安装有导轨，所述动子与所述导轨连接；所述动子包括多个永磁体和承力框架，所述永磁体分上下两排固定在所述承力框架内；在所述动子的同一面，上下相邻和左右相邻的所述永磁体极性不同；所述永磁体上下之间的n、s极间距和所述u形电磁铁n、s极间距相同；所述永磁体左右之间的n、s极间距和所述定子模块之间的间距相同。2.根据权利要求1所述的一种并列直线电机，其特征在于，所述第一触杆和所述第二触杆数量为多个，所述第一触杆和所述第二触杆分别与所述动子刚性连接，所述触杆和所述动子同步运动；所述第一触杆和所述第二触杆依次交错地沿运动方向排列，所述第一触杆和所述第二触杆的间距等于所述定子模块之间的间距。3.根据权利要求1所述的一种并列直线电机，其特征在于，所述电源滑条的正负极分别沿所述触杆运动方向排列，所述电源滑条和所述触杆常接触，所述触杆和所述线圈滑条间断式接触；当所述永磁体的磁极在所述定子模块之间时，所述触杆与所述线圈滑条接触；当所述永磁体的磁极接近所述u形电磁铁的磁极时，所述触杆与所述线圈滑条不接触。4.根据权利要求1所述的一种并列直线电机，其特征在于，在同一所述定子模块中，所述第一触杆、所述电源滑条、所述线圈滑条相互接通时所述u形电磁铁磁极的极性和所述第二触杆、所述电源滑条、所述线圈滑条相互接通时所述u形电磁铁磁极的极性不同。5.根据权利要求1所述的一种并列直线电机，其特征在于，所述两个直线电机的所述动子之间设置有动子桥，所述动子分别与所述动子桥连接，所述动子桥上设置有拖钩。

技术总结

本发明提供了一种并列直线电机，属于电磁弹射领域，由两个结构相同的直线电机组成，直线电机包括若干个定子模块、动子、导轨，还包括线圈滑条、电源滑条和触杆；定子模块沿轨道方向均匀排列，定子模块由两个U形电磁铁组成，动子设置在定子模块中间，动子与导轨连接。本发明提供的一种并列直线电机采用间断式地给定子模块通电，两个直线电机配合工作，使得推力不中断。这种同时利用磁力的相吸和相斥作用，将动子加速，具有弹射推力大，效率高，可靠性高和造价低的特点，可用于弹射舰载机、无人机等物体。无人机等物体。无人机等物体。