CN211089426U - 一种永磁体直线步进电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁体直线步进电机，其特征在于：包括电机主体（1）、丝杆（2）和驱动螺母（3），所述丝杆（2）的一端连接在电机主体（1）内，所述驱动螺母（3）套在位于电机主体（1）外的丝杆（2）上；所述电机主体（1）包括第一外壳（1.1）、第二外壳（1.2）、第一线圈骨架（1.3）、第二线圈骨架（1.4）和转子磁钢（1.5），所述第一外壳（1.1）与第二外壳（1.2）固定且内部形成空腔。该电机结构紧凑、转动速度快、输出力矩大、制造工艺成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，具体讲是一种永磁体直线步进电机。
背景技术
永磁式步进电机，也叫PM步进电机。转子采用永磁磁钢。这种步进电机定子采用冲压方式加工成爪型齿极，转子采用径向多极充磁的永磁磁钢。这种电动机成本低廉。原理：利用线圈电流方向产生磁场与转子磁场相互排斥，从而使电机正转/反转。目前的步进电机的磁钢位于两个转子铁芯之间，而转轴贯穿在磁钢和两个转子铁芯的通孔，从而使结构不紧凑，转动速度不够快、输出力矩较小、制造工艺成本高。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构紧凑、转动速度快、输出力矩大、制造工艺成本低的永磁体直线步进电机。
本实用新型的技术方案是，提供一种具有以下结构的永磁体直线步进电机，包括电机主体、丝杆和驱动螺母，所述丝杆的一端连接在电机主体内，所述驱动螺母套在位于电机主体外的丝杆上；所述电机主体包括第一外壳、第二外壳、第一线圈骨架、第二线圈骨架和转子磁钢，所述第一外壳与第二外壳固定且内部形成空腔，所述第一线圈骨架、第二线圈骨架和转子磁钢均位于空腔，所述第一线圈骨架的一端固定在第一外壳上，所述第二线圈骨架固定在第二外壳的一端，所述第一线圈骨架的另一端通过内齿与第二线圈骨架的另一端固定，所述第一线圈骨架、第二线圈骨架的中心孔活动套在转子磁钢外，所述转子磁钢的两端通过轴承与外壳转动连接，所述丝杆固定在转子磁钢的内孔；第一线圈骨架、第二线圈骨架的侧壁均设有凹槽，凹槽内绕有线圈；所述转子磁钢的两端通过轴承与外壳转动连接是指，所述转子磁钢的一端通过第一轴承与第一外壳转动连接，所述转子磁钢的另一端通过第二轴承与第二外壳转动连接；所述第二轴承与第二外壳的内端面之间设有波形弹簧；所述波形弹簧的外端与第二外壳的内端面相抵，内端与第二轴承的外圈相抵且与转子磁钢的端面之间设有间距。
所述第一外壳的内端端面设有一圈轴向凸出的第一棘爪，所述内齿的一端端面设有一圈轴向凸出的第二棘爪，所述第一棘爪与第二棘爪啮合并嵌入在第一线圈骨架的孔内。
所述第二外壳的内端端面设有一圈轴向凸出的第三棘爪，所述内齿的另一端端面设有一圈轴向凸出的第四棘爪，所述第三棘爪与第四棘爪啮合并嵌入在第二线圈骨架的孔内。
所述第二线圈骨架的外端的端面上设有多个轴向凸块，每个轴向凸块均嵌入在第二外壳的端面的定位孔内。
采用以上结构后，本实用新型具有以下优点：通过将转子磁钢设置到第一线圈骨架、第二线圈骨架的孔内，而线圈绕在骨架的凹槽内，丝杆直接与转子磁钢的内孔固定连接。在使用时，电机的第一线圈骨架上的线圈和第二线圈骨架上的线圈按通电顺序驱动转子磁钢做正反运动或角度运动，丝杆与转子磁钢固定为一体，转子转动带动丝杆旋转，驱动螺母与工件固定（不旋转），从而实现驱动螺母的往返运动，从而使结构紧凑、转动速度快、输出力矩大、制造工艺成本低。再由于所述第二轴承与第二外壳的内端面之间设有波形弹簧；所述波形弹簧的外端与第二外壳的内端面相抵，内端与第二轴承的外圈相抵且与转子磁钢的端面之间设有间距，从而能限位转子磁钢在外壳内的轴向位置，也能起到缓冲的作用。
附图说明
图1为本实用新型的永磁体直线步进电机的立体示意图。
图2为本实用新型的永磁体直线步进电机的剖面示意图。
图3为本实用新型的永磁体直线步进电机的爆炸示意图。
图4为本实用新型的第二线圈骨架的示意图。
图5为本实用新型的电机主体的剖面示意图。
图6为本实用新型的永磁体直线步进电机的接线图。
图7为本实用新型的励磁相序图。
图中所示： 1、电机主体，
1.1、第一外壳，1.1、第一棘爪，1.2、第二外壳，1.2.1、第三棘爪，1.3、第一线圈骨架，1.4、第二线圈骨架，1.4.1、轴向凸块，1.5、转子磁钢，1.6、内齿，1.6.1、第二棘爪，1.6.2、第四棘爪，1.7第一轴承，1.8、第二轴承，
2、丝杆，3、驱动螺母，4、线圈，5、波形弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1-7所示，本实用新型的永磁体直线步进电机，包括电机主体1、丝杆2和驱动螺母3，所述丝杆2的一端连接在电机主体1内，所述驱动螺母3套在位于电机主体1外的丝杆2上。在使用时，将驱动螺母3与工件固定，驱动螺母3上设有多个安装孔，电机旋转，带动丝杆2转动，丝杆2旋转带动驱动螺母3相对直线运动。本实用新型的永磁体直线步进电机可以应用在全自动数码显微镜、医疗检测设备、相机变焦系统、3D打印技术、机器人等技术领域。
所述电机主体1包括第一外壳1.1、第二外壳1.2、第一线圈骨架1.3、第二线圈骨架1.4和转子磁钢1.5，所述第一外壳1.1与第二外壳1.2固定且内部形成空腔，所述第一线圈骨架1.3、第二线圈骨架1.4和转子磁钢1.5均位于空腔，所述第一线圈骨架1.3的一端固定在第一外壳1.1上，所述第二线圈骨架1.4固定在第二外壳1.2的一端，所述第一线圈骨架1.3的另一端通过内齿1.6与第二线圈骨架1.4的另一端固定，所述第一线圈骨架1.3、第二线圈骨架1.4的中心孔活动套在转子磁钢1.5外。
所述丝杆3固定在转子磁钢1.5的内孔；第一线圈骨架1.3、第二线圈骨架1.4的侧壁均设有凹槽，凹槽内绕有线圈4。
所述转子磁钢1.5的两端通过轴承与外壳转动连接：所述转子磁钢1.5的一端通过第一轴承1.7与第一外壳1.1转动连接，所述转子磁钢1.5的另一端通过第二轴承1.8与第二外壳1.2转动连接；所述第二轴承1.8与第二外壳1.2的内端面之间设有波形弹簧5；所述波形弹簧5的外端与第二外壳1.2的内端面相抵，内端与第二轴承1.8的外圈相抵且与转子磁钢1.5的端面之间设有间距。
所述第一外壳1.1的内端端面设有一圈轴向凸出的第一棘爪1.1.1，所述内齿1.6的一端端面设有一圈轴向凸出的第二棘爪1.6.1，所述第一棘爪1.1.1与第二棘爪1.6.1啮合并嵌入在第一线圈骨架1.3的孔内。
所述第二外壳1.2的内端端面设有一圈轴向凸出的第三棘爪1.2.1，所述内齿1.6的另一端端面设有一圈轴向凸出的第四棘爪1.6.2，所述第三棘爪1.2.1与第四棘爪1.6.2啮合并嵌入在第二线圈骨架1.4的孔内。
如图5所示，所述第二线圈骨架1.4的外端的端面上设有多个轴向凸块1.4.1，每个轴向凸块1.4.1均嵌入在第二外壳1.2的端面的定位孔内，多个轴向凸块1.4.1沿圆周均匀分布，与第二外壳1.2的端面的定位孔相嵌后增加两者的周向限位，使两者连接强度高。
工作原理，第一线圈骨架1.3上的线圈和第二线圈骨架1.4上的线圈按通电顺序驱动转子磁钢做正反运动或角度运动，丝杆2与转子磁钢1.5固定为一体，转子磁钢1.5转动带动丝杆2旋转，驱动螺母3与工件固定（不旋转），从而实现驱动螺母3的往返运动，从而使结构紧凑、转动速度快、输出力矩大、制造工艺成本低。
Claims (4)
1.一种永磁体直线步进电机，其特征在于：包括电机主体（1）、丝杆（2）和驱动螺母（3），所述丝杆（2）的一端连接在电机主体（1）内，所述驱动螺母（3）套在位于电机主体（1）外的丝杆（2）上；所述电机主体（1）包括第一外壳（1.1）、第二外壳（1.2）、第一线圈骨架（1.3）、第二线圈骨架（1.4）和转子磁钢（1.5），所述第一外壳（1.1）与第二外壳（1.2）固定且内部形成空腔，所述第一线圈骨架（1.3）、第二线圈骨架（1.4）和转子磁钢（1.5）均位于空腔，所述第一线圈骨架（1.3）的一端固定在第一外壳（1.1）上，所述第二线圈骨架（1.4）固定在第二外壳（1.2）的一端，所述第一线圈骨架（1.3）的另一端通过内齿（1.6）与第二线圈骨架（1.4）的另一端固定，所述第一线圈骨架（1.3）、第二线圈骨架（1.4）的中心孔活动套在转子磁钢（1.5）外，所述转子磁钢（1.5）的两端通过轴承与外壳转动连接，所述丝杆（2）固定在转子磁钢（1.5）的内孔；第一线圈骨架（1.3）、第二线圈骨架（1.4）的侧壁均设有凹槽，凹槽内绕有线圈（4）；所述转子磁钢（1.5）的两端通过轴承与外壳转动连接是指，所述转子磁钢（1.5）的一端通过第一轴承（1.7）与第一外壳（1.1）转动连接，所述转子磁钢（1.5）的另一端通过第二轴承（1.8）与第二外壳（1.2）转动连接；所述第二轴承（1.8）与第二外壳（1.2）的内端面之间设有波形弹簧（5）；所述波形弹簧（5）的外端与第二外壳（1.2）的内端面相抵，内端与第二轴承（1.8）的外圈相抵且与转子磁钢（1.5）的端面之间设有间距。
2.根据权利要求1所述的一种永磁体直线步进电机，其特征在于：所述第一外壳（1.1）的内端端面设有一圈轴向凸出的第一棘爪（1.1.1），所述内齿（1.6）的一端端面设有一圈轴向凸出的第二棘爪（1.6.1），所述第一棘爪（1.1.1）与第二棘爪（1.6.1）啮合并嵌入在第一线圈骨架（1.3）的孔内。
3.根据权利要求1所述的一种永磁体直线步进电机，其特征在于：所述第二外壳（1.2）的内端端面设有一圈轴向凸出的第三棘爪（1.2.1），所述内齿（1.6）的另一端端面设有一圈轴向凸出的第四棘爪（1.6.2），所述第三棘爪（1.2.1）与第四棘爪（1.6.2）啮合并嵌入在第二线圈骨架（1.4）的孔内。
4.根据权利要求1所述的一种永磁体直线步进电机，其特征在于：所述第二线圈骨架（1.4）的外端的端面上设有多个轴向凸块（1.4.1），每个轴向凸块（1.4.1）均嵌入在第二外壳（1.2）的端面的定位孔内。
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