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1、10申请公布号CN102013783A43申请公布日20110413CN102013783ACN102013783A21申请号201010601539422申请日20101223H02K33/1820060171申请人天津职业技术师范大学地址300222天津市柳林东大沽南路1310号申请人王利强72发明人王利强周喜董欣54发明名称一种轻型直流直线电机57摘要本发明公开了一种轻型直流直线电机，包括外壳、主磁钢、铁芯、电枢骨架、电枢线圈和底座。外壳采用聚甲醛材料制作，薄层软铁镶嵌在外壳的内壁上；铁芯位于外壳的中心处，铁芯中心部分是中空的，薄层磁钢紧贴铁芯外壁；底座的中心部分伸入到铁芯的底部，底座和。
2、铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接；电枢骨架是一个空心圆筒，电枢骨架的外侧一端开有凹槽，缠绕金属丝。本发明的直流直线电机具有重量轻、结构简单、推力大等特点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102013790A1/1页21一种轻型直流直线电机，包括外壳、主磁钢、铁芯、电枢骨架和电枢线圈，铁芯位于外壳的中心处，电枢骨架是一个空心圆筒，电枢骨架的外侧一端开有凹槽，缠绕金属丝，其特征在于还包括底座，外壳的材质是聚甲醛，薄层软铁镶嵌在外壳的内壁上；铁芯中心部分是中空的，薄层磁钢紧贴铁芯外壁；沿径向方向，薄层磁钢的外部磁极和主磁钢内部磁极是相。
3、反的；底座的中心部分伸入到铁芯的底部，底座和铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接；电枢骨架由工程塑料制作而成。权利要求书CN102013783ACN102013790A1/3页3一种轻型直流直线电机技术领域0001本发明属于直线电机领域，特别是涉及一种重量轻的直流直线电机装置。0002背景技术式0003直流直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，它利用放于磁场中的电枢线圈和磁场相互作用，产生安培力，推动电枢线圈往返运动。直流直线电机具有如下特点无旋转运动转换为直线运动的过程，实现了“直接驱动”或“零传动”；电枢质量轻，反应灵敏，动态响应非常好；电枢骨架为非。
4、导磁体，消除了永磁电机固有的电枢和磁极之间的吸力，降低了启动电压；整体结构简单，散热效果好，可以应用于热负荷高的场合；电枢和磁极无接触、无磨损，运行噪声极低。0004美国SMAC公司推出了LAS系列直流直线电机，新加坡BEI公司和美国USAS公司也分别推出了LA系列VLR系列直流直线电机，上述厂家生产的直线电机产品均存在体积大、笨重等弊端，限制了其应用范围。0005中国专利公开号CN101068090A，公开日2007年11月7日，发明创造的名称为一种直流直线音圈电机，该申请案公开了一种音圈电机结构，包括铁壳、铁芯、音圈支架、漆包线圈、环形磁钢或瓦形磁钢组和圆柱形磁钢。该方案的直流直线音圈电机。
5、也存在重量大这一缺陷，在实际使用中带来诸多不便。0006直流直线电机的重量主要来自铁芯、磁钢、外壳三部分，从这三个构件入手，减轻单个构件重量，并采用高强度、低比重的新材料替代电机的传统制造材料，是实现电机轻型化的一个有效途径。发明内容0007本发明要解决的技术问题是提供一种轻型直流直线电机，该直流直线电机包括外壳、主磁钢、铁芯、电枢骨架、电枢线圈和底座，采用低比重、高强度的新型工程塑料制作电机外壳，并改进铁芯结构，该直流直线电机具有重量轻、结构简单、推力大的特点。0008本发明通过下述技术方案予以实现0009本发明包括外壳、主磁钢、铁芯、电枢骨架、电枢线圈和底座；外壳的材质是聚甲醛，薄层软铁镶。
6、嵌在外壳的内壁上；铁芯位于外壳的中心处，铁芯中心部分是中空的，薄层磁钢紧贴铁芯外壁；沿径向方向，薄层磁钢的外部磁极和主磁钢内部磁极是相反的；底座的中心部分伸入到铁芯的底部，底座和铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接；电枢骨架由工程塑料制作而成，电枢骨架是一个空心圆筒，电枢骨架的外侧一端开有凹槽，缠绕金属丝。0010与现有技术相比，本发明有益效果是00111重量轻。本发明的直流直线电机的外壳采用低比重的聚甲醛制作，用于励磁的铁芯中心部分也是中空的，因而整机重量远远轻于同类电机。说明书CN102013783ACN102013790A2/3页400122结构简单。直流直线电机由外壳、磁钢、铁芯、电枢等组。
7、成，组成部件少，整机结构简单。00133推力大。薄层磁钢紧贴铁芯外壁，作为磁轭；采用A3钢的底座中心部分伸入到铁芯的底部，底座和铁芯的底部、薄层软铁的底部相连接，使得主磁钢的内、外磁场贯通，增加了气隙磁密，增大了电机推力。附图说明0014图1是直流直线电机的整机剖视图，图中101外壳，102薄层软铁、103主磁钢、104电枢线圈、105薄层磁钢、106铁芯、107电枢骨架、108底座。0015图2是主磁钢的磁极方位图。0016图3是铁芯、薄层磁钢和底座的剖视图。0017图4是电枢结构剖视图。具体实施方式0018下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。0019图1是直流直线电机的整机结。
8、构，包括定子、动子和磁场气隙。定子包括外壳101和薄层软铁102、主磁钢103、薄层磁钢105和铁芯106、底座108。动子包括电枢线圈104和电枢骨架107。0020外壳采用的材质是聚甲醛POM，聚甲醛是一种性能优良的工程塑料，具有金属的硬度、强度和钢性，在很宽的温度和湿度范围内都具有良好的耐疲劳性，并富有弹性，还有较好的耐化学品性。聚甲醛的价格低于其他许多工程塑料，可替代钢、锌、黄铜和铝等金属零件。聚甲醛的比重为139，远远小于钢材的比重78，用聚甲醛制作电机外壳，降低了整机重量。如图1和图2所示，薄层软铁102位于外壳101和主磁钢103之间，镶嵌在外壳101的内壁上，作为外部磁轭，用来。
9、传输主磁钢103的外部磁场。薄层软铁102是一圆筒状结构，采用A3钢制造。0021主磁钢103采用永磁材料制造，如铝镍钴、钕铁硼等。如图2所示，主磁钢103呈扇形，均匀分布于外壳内侧，主磁钢103的磁性为S极在内，N极在外，各片主磁钢互斥，紧贴薄层软铁102。主磁钢103的片数越多，磁场越均匀，气隙磁密越大，数量可以为3、6、9、12等，但考虑装配工艺，通常选用3片。0022如图3所示，沿轴向方向，铁芯106的中心部分利用率很低，既不导磁，也不承担机械载荷，但铁芯106通常由A3钢制作，重量大。因此，本发明的铁芯中心部分是中空的，薄层磁钢105紧贴铁芯106外壁，作为内部磁轭。与主磁钢103类。
10、似，薄层磁钢105围绕成圆柱状，每片薄层磁钢105包括外部磁极和内部磁极；沿径向方向，薄层磁钢105的外部磁极和主磁钢103内部磁极是相反的。底座108的中心部分是一圆柱。底座采用A3钢制作，用来支撑铁芯106及薄层磁钢105、主磁钢103及薄层软铁102；底座108的中心部分伸入到铁芯106的底部，底座108和铁芯106的底部、薄层软铁102的底部相连接，使得主磁钢103的内、外磁场贯通，增加了气隙磁密，有助于增大电机推力，而且，由于铁芯106是中空的，这减轻了定子重量。0023如图4所示，动子包括电枢骨架107和电枢线圈104。电枢骨架107由工程塑料说明书CN102013783ACN102013790A3/3页5制作而成，以减轻其质量使其能够快速响应，电枢骨架107呈空心筒状，在电枢骨架107的外侧一端开有凹槽，缠绕金属丝。电枢骨架107位于铁芯106的外侧、主磁钢103的内侧，电枢骨架107的内径大于铁芯106的外径，在电磁场作用下，推动动子往返直线运动。说明书CN102013783ACN102013790A1/2页6图1图2说明书附图CN102013783ACN102013790A2/2页7图3图4说明书附图CN102013783A。