基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠，屬于機電傳動領域，本發明專利技術為解決現有磁力絲杠輸出力不可控，導致系統動態性能不高的問題。本發明專利技術包括靜止部件、轉子部件和動子部件；所述靜止部件包括前端蓋、后端蓋、前旋轉軸承、后旋轉軸承、前直線軸承和后直線軸承；所述轉子部件包括機殼、第一轉子螺旋型永磁體和第二轉子螺旋型永磁體；所述動子部件包括動子軸、前勵磁繞組支撐架、后勵磁繞組支撐架、前勵磁繞組、后勵磁繞組、第一動子螺旋型永磁體和第二動子螺旋型永磁體；機殼的前后分別設置有前端蓋和后端蓋；機殼的內部設置有動子軸，動子軸具有前軸肩和后軸肩，且通過勵磁繞組支撐架設置前勵磁繞組和后勵磁繞組。
【技術實現步驟摘要】
基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠
本專利技術涉及一種基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠，屬于機電傳動領域。
技術介紹
直線運動系統在國民經濟、國防等領域有著廣泛的應用。目前實現直線運動的電驅動方案通常是采用旋轉電機配合機械絲杠，其優點是傳統旋轉電機的設計與制造工藝成熟，絲杠系統也有現成的產品，因而系統實現方便，價格較低。然而，由于機械傳動鏈的引入，系統存在卡死、滯回、非線性摩擦等現象，導致系統的可靠性降低，運動精度變差；這些問題雖可通過優化設計、精密加工、誤差補償等手段來緩解，但并不能從根本上避免和消除。在提高直線運動系統可靠性和運動精度方面，目前國內外一個重要的研究方向是用磁力絲杠來代替機械式絲杠，將機械式螺母和螺桿之間的直接機械接觸改為磁性螺母和螺桿之間的磁力耦合，實現系統的無接觸動力傳遞，從而提高系統的可靠性和運動精度。根據原理和結構形式的不同，目前的磁力絲杠主要有磁阻式、感應式和永磁式三種。磁阻式和感應式結構的磁力絲杠的力密度較低。永磁式磁力絲杠系統雖具有力密度高的顯著優點，然而，由于氣隙磁場難以調節，在螺母螺桿間相對位置一定的情況下，輸出力是不可控的，因而隨著負載的波動，螺桿與螺母之間的相對位置會發生變化，導致系統運行速度的波動，影響系統動態性能的提高，限制了其在高精度場合的應用。磁阻式和感應式的磁力絲杠也存在著同樣的問題。
技術實現思路
本專利技術目的是為了解決現有磁力絲杠輸出力不可控，導致系統動態性能不高，限制其在高精度場合應用的問題，提供了一種基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠。本專利技術所述基于徑向軸徑向磁通的永磁感應子式混合磁路磁力絲杠，它包括靜止部件、轉子部件和動子部件；所述靜止部件包括前端蓋、后端蓋、前旋轉軸承、后旋轉軸承、前直線軸承和后直線軸承；所述轉子部件包括機殼、第一轉子螺旋型永磁體和第二轉子螺旋型永磁體；第一轉子螺旋型永磁體和第二轉子螺旋型永磁體的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反；所述動子部件包括動子軸、前勵磁繞組支撐架、后勵磁繞組支撐架、前勵磁繞組、后勵磁繞組、第一動子螺旋型永磁體和第二動子螺旋型永磁體；第一動子螺旋型永磁體和第二動子螺旋型永磁體的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反；轉子部件和動子部件之間留有氣隙；機殼的前端設置有前端蓋，且通過前旋轉軸承旋轉連接，機殼的后端設置有后端蓋，且通過后旋轉軸承旋轉連接，機殼的內部設置有動子軸，所述動子軸具有前伸出軸和后伸出軸，前伸出軸從前端蓋的中心孔穿出，并通過前直線軸承進行連接；后伸出軸與后端蓋的中心孔通過后直線軸承連接；動子軸具有前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架和后勵磁繞組支撐架分別固定在-動子軸的前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架與前軸肩圍成的半封閉區域中設置前勵磁繞組，后勵磁繞組支撐架與后軸肩圍成的半封閉區域中設置后勵磁繞組；動子軸的外圓表面設置第一動子螺旋型永磁體和第二動子螺旋型永磁體；機殼的內圓表面設置第一轉子螺旋型永磁體和第二轉子螺旋型永磁體。本專利技術的優點:a)由于取消了機械傳動鏈，該運動系統具有可靠性高、免維護、自動過載保護等優占.b)由于引入了電勵磁繞組，使得磁力絲杠的磁動勢可控和可補償，通過控制勵磁電流可以實現對動子磁場的控制，因而能夠克服負載擾動、邊端效應等對動子速度和位置的影響，保證螺桿與螺母的實時同步運行，運動精度高；c)集成度高，結構緊湊。【附圖說明】圖1是本專利技術所述基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠的結構示意圖；圖2是機殼及其內圓表面設置的第一轉子螺旋型永磁體和第二轉子螺旋型永磁體的剖面結構圖；圖3是動子軸及其外圓表面設置的第一動子螺旋型永磁體和第二動子螺旋型永磁體的剖面結構圖?！揪唧w實施方式】【具體實施方式】一:下面結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠，它包括靜止部件、轉子部件和動子部件;所述靜止部件包括前端蓋1-1、后端蓋1-2、前旋轉軸承2-1、后旋轉軸承2_2、前直線軸承5-1和后直線軸承5-2 ；所述轉子部件包括機殼3、第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2 ;第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反；所述動子部件包括動子軸4、前勵磁繞組支撐架6-1、后勵磁繞組支撐架6-2、前勵磁繞組7-1、后勵磁繞組7-2、第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2 ;第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2的充磁方向為徑向充磁,且充磁方向相反；轉子部件和動子部件之間留有氣隙；機殼3的前端設置有前端蓋1-1，且通過前旋轉軸承2-1旋轉連接，機殼3的后端設置有后端蓋1-2,且通過后旋轉軸承2-2旋轉連接，機殼3的內部設置有動子軸4，所述動子軸4具有前伸出軸4-1和后伸出軸4_2，前伸出軸4-1從前端蓋1-1的中心孔穿出，并通過前直線軸承5-1進行連接；后伸出軸4-2與后端蓋的中心孔通過后直線軸承5-2連接；動子軸4具有前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架6-1和后勵磁繞組支撐架6-2分別固定在-動子軸的前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架6-1與前軸肩圍成的半封閉區域中設置前勵磁繞組7-1，后勵磁繞組支撐架6-2與后軸肩圍成的半封閉區域中設置后勵磁繞組7-2 ；動子軸4的外圓表面設置第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2 ；機殼3的內圓表面設置第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2。第一轉子螺旋型永磁體8-1、第二轉子螺旋型永磁體8-2、第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2的螺距相等，且均采用釹鐵硼或釤鈷材質。第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2的軸向寬度相等，且旋向相同。第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2的軸向寬度相等，且旋向相同。機殼3米用鋼材質,機殼3的內圓表面設置兩條轉子永磁體螺紋,第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2嵌入在所述兩條轉子永磁體螺紋內，兩條轉子永磁體螺紋的深度相等，且轉子永磁體螺紋的深度等于第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2的徑向厚度。動子軸4的外圓表面設置有兩條動子永磁體螺紋，兩條動子永磁體螺紋的深度不等，第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2嵌入兩條動子永磁體螺紋內，且動子永磁體螺紋深度的較大值等于第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2的徑向厚度，為凸極結構。前伸出軸4-1的外緣表面開有鍵槽,用以與負載配合連接。前伸出軸4-1、后伸出軸4-2和動子軸4中間部分是一體件。工作原理:機殼3及其內圓表面設置的第一轉子螺旋型永磁體8-1和第二轉子螺旋型永磁體8-2相當于螺母，產生永磁磁場；動子軸4及其外圓表面設置的第一動子螺旋型永磁體9-1和第二動子螺旋型永磁體9-2、前勵磁繞組7-1和后勵磁繞組7-2相當于螺桿，產生混合磁場:永磁磁場+電勵磁磁場。在永磁磁場(由永磁螺母產生)和混合磁場(由混合勵磁結構的螺桿產生)的相互作用下，螺母和螺桿之間將產生磁性轉矩和磁性力，當螺母轉動一周，螺桿將沿運動方向移動一個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于徑向?軸徑向磁通的永磁?感應子式混合磁路磁力絲杠，其特征在于，它包括靜止部件、轉子部件和動子部件；所述靜止部件包括前端蓋(1?1)、后端蓋(1?2)、前旋轉軸承(2?1)、后旋轉軸承(2?2)、前直線軸承(5?1)和后直線軸承(5?2)；所述轉子部件包括機殼(3)、第一轉子螺旋型永磁體(8?1)和第二轉子螺旋型永磁體(8?2)；第一轉子螺旋型永磁體(8?1)和第二轉子螺旋型永磁體(8?2)的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反；所述動子部件包括動子軸(4)、前勵磁繞組支撐架(6?1)、后勵磁繞組支撐架(6?2)、前勵磁繞組(7?1)、后勵磁繞組(7?2)、第一動子螺旋型永磁體(9?1)和第二動子螺旋型永磁體(9?2)；第一動子螺旋型永磁體(9?1)和第二動子螺旋型永磁體(9?2)的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反；轉子部件和動子部件之間留有氣隙；機殼(3)的前端設置有前端蓋(1?1)，且通過前旋轉軸承(2?1)旋轉連接，機殼(3)的后端設置有后端蓋(1?2)，且通過后旋轉軸承(2?2)旋轉連接；機殼(3)的內部設置有動子軸(4)，所述動子軸(4)具有前伸出軸(4?1)和后伸出軸(4?2)，前伸出軸(4?1)從前端蓋(1?1)的中心孔穿出，并通過前直線軸承(5?1)進行連接；后伸出軸(4?2)與后端蓋的中心孔通過后直線軸承(5?2)進行連接；動子軸(4)具有前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架(6?1)和后勵磁繞組支撐架(6?2)分別固定在?動子軸(4)的前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架(6?1)與前軸肩圍成的半封閉區域中設置前勵磁繞組(7?1)，后勵磁繞組支撐架(6?2)與后軸肩圍成的半封閉區域中設置后勵磁繞組(7?2)；動子軸(4)的外圓表面設置第一動子螺旋型永磁體(9?1)和第二動子螺旋型永磁體(9?2)：機殼(3)的內圓表面設置第一轉子螺旋型永磁體(8?1)和第二轉子螺旋型永磁體(8?2)。...
【技術特征摘要】
1.基于徑向-軸徑向磁通的永磁-感應子式混合磁路磁力絲杠，其特征在于，它包括靜止部件、轉子部件和動子部件； 所述靜止部件包括前端蓋(1-1)、后端蓋(1-2)、前旋轉軸承(2-1)、后旋轉軸承(2-2)、前直線軸承(5-1)和后直線軸承(5-2)； 所述轉子部件包括機殼(3)、第一轉子螺旋型永磁體(8-1)和第二轉子螺旋型永磁體(8-2);第一轉子螺旋型永磁體(8-1)和第二轉子螺旋型永磁體(8-2)的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反； 所述動子部件包括動子軸(4)、前勵磁繞組支撐架(6-1)、后勵磁繞組支撐架(6-2)、前勵磁繞組(7-1)、后勵磁繞組(7-2)、第一動子螺旋型永磁體(9-1)和第二動子螺旋型永磁體(9-2);第一動子螺旋型永磁體(9-1)和第二動子螺旋型永磁體(9-2)的充磁方向為徑向充磁，且充磁方向相反； 轉子部件和動子部件之間留有氣隙； 機殼(3)的前端設置有前端蓋(1-1)，且通過前旋轉軸承(2-1)旋轉連接，機殼(3)的后端設置有后端蓋(1-2)，且通過后旋轉軸承(2-2)旋轉連接； 機殼(3)的內部設置有動子軸(4)，所述動子軸(4)具有前伸出軸(4-1)和后伸出軸(4-2)，前伸出軸(4-1)從前端蓋(1-1)的中心孔穿出，并通過前直線軸承(5-1)進行連接；后伸出軸(4-2)與后端蓋的中心孔通過后直線軸承(5-2)進行連接；動子軸(4)具有前軸肩和后軸肩，前勵磁繞組支撐架(6-1)和后勵磁繞組支撐架(6-2)分別固定在-動子軸(4)的前軸肩和后軸肩，前 勵磁繞組支撐架(6-1)與前軸肩圍成的半封閉區域中設置前勵磁繞組(7-1)，后勵磁繞組支撐架(6-2)與后軸肩圍成的半封閉區域中設置后勵磁繞組(7-2)； 動子軸(4)的外圓表面設置第一動子螺旋型永磁體(9-1)和第二動子螺旋型永磁體(9-2): 機...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王騫，胡建輝，鄒繼斌，徐永向，李勇，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23
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