适应微小转角运动的永磁直流直线电机

(一)技术领域

本实用新型属于电动机领域中的一种将直线运动变为微小转角运动 的直线电动机。

(二)背景技术

随着科学技术和实际应用技术发展的需要，在某些场合需要有作直 线往返运动的驱动元件，我们常见的直流直线电动机就是作直线往返运动 的驱动件，如图1所示：是由轴承支架1、定子2、转子3、导轨4组成 的(《直线电机》[美]S.A.纳斯尔、[罗马尼亚]波尔达著P29)

这种作直线往返运动的电动机，由于导轨的作用，只能作直线往返 运动，不能产生微小转角运动，使它的功能作用受到限制，随着科学技术 和精密跟踪技术的发展，迫切需要一种适应于小框架，低惯量、微小转角 (如±20＂)运动系统的驱动元件，上述的只能作直线往返运动的直线电 机就不能满足需要，为此，设计一种原理新颖，独具结构特点的可将直线 往返运动变为微小转角运动的直线电动机。

(三)发明内容

要解决的技术问题是：消除电机电刷产生的磨擦力矩和电机产生的 磁阻力矩，克服控制系统产生的非线性误差。

解决技术问题的技术方案是：整体采用圆柱形结构形式，在转子上 加支臂、利用磁隙空间，使转子轴线相对于定子轴线产生微小夹角，来实 现支臂绕回转中心作微小转角往返运动。

本实用新型的详细内容如图2所示，是由回转中心5、支臂6、转子 (7、11)、磁隙8、环形磁钢9、定子(10、12)组成的，其中转子包括 转子7和转子线圈11，定子包括定子外环10和定子12。

支臂6的一部分用螺钉与转子7的端面固定，另一端与回转中心5 用轴承连接，在转子7的环面上绕上多层转子线圈11，形成电枢，定子 12与定子外环10之间用螺钉固定，环形磁钢9固定在定子12的定子外 环10的内表面上，环形磁钢9的内表面和定子12的外表面之间形成磁隙 8，转子(7、11)电枢伸入到磁隙8内，使转子(7、11)在磁隙8内距 定子12地外表面距离与距环形磁钢9的内表面距离相等，定子(12、10)、 转子(7、11)和环形磁钢9的配合中三者同轴。

工作原理说明：固定在定子外环10上的环形磁钢9，这样环形磁钢 9与定子(12、10)心轴之间建立了磁通，当电流直接通过转子电枢时， 正交地穿过磁隙径向磁通时，产生轴向推力，使转子(7、11)向上运动， 由于转子(7、11)是在磁隙中上、下运动，磁隙的空隙使得转子轴线与 定子轴线形成一定的微小夹角，支臂6的刚性，使它本身不能形变，转子 (7、11)在轴向推力的作用下，固定在转子(7)端面上的支臂6，只能 绕回转子中心5，作微小转角运动。从而实现了将直线运动变为转角运动 的现实。

积极效果：本实用新型由于没有电刷，完全消除了因电刷产生的磨 擦力矩，磁隙均匀，消除了电枢和磁极之间的磁阻力矩，转子惯量很小可 完全适应小惯量框架的运动要求，实现了将直线运动变为微小转角运动， 扩大了直线电机的功能，产生积极的科学效果，具有重大实用价值。

(四)附图说明

图1是已有技术的结构示意图，图2是本实用新型的结构示意图， 摘要附图亦采用图2。

(五)具体实施方式

采用图2所示的结构，电机转子7采用轻质工程塑料，转子线圈11 的长度6mm，产生磁场的环形磁钢9采用压铸成型的永磁钢，厚度为 0.4mm定子12和定子外环10采用10#低碳钢材质，转子(7、10)在磁 隙8的两则间距为0.3mm。