[发明专利]线性旋转电磁致动器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及线性-旋转电磁致动器，并且特别涉及适用于回馈控制的线性-旋转电磁致动器。

背景技术

现有的提供能够进行线性及旋转移动的致动器的众多方式现已遭遇到多项挑战。例如，在例如拣置（pick-and-place）处理、晶粒黏着（die-bonding）处理等的高速度、高精度应用项目里，致动机的定位控制的精确度具有关键性。基于此项理由，比起气压或液压系统而言，较佳地具备一些回馈控制的电磁驱动模式是有利的。为此，一种电磁方式提供单一转子，该单一转子具有在棋盘结构中以不同指向装置的磁铁，借以产生用于进行线性移动的第一磁场和用于进行旋转移动的第二磁场。然而不幸的是该所获得的转子难以制造且成本昂贵。此外，在线性和/或旋转移动的范围相对大的应用项目里，当致动器线性移动时，就有可能会移出旋转回馈传感器的范围外，或反之亦然。一种可能的解决方案是利用多个线性回馈传感器或多个旋转回馈传感器，然此方案的成本亦为昂贵。

故而需要提供一种能够解决前述问题的线性旋转电磁致动器。

发明内容

根据第一特点，提供一种线性旋转电磁致动器，包括：旋转模块，具有输出轴件和感测输出轴件的旋转移动的旋转编码器；以及平移模块，具有耦接于旋转模块的中间平移器和感测中间平移器的平移移动的线性编码器。

旋转编码器可相对于中间平移器而固定。

旋转编码器可邻近于输出轴件。

旋转模块可还包括：Halbach永久磁铁阵列，被排列以在Halbach阵列的线圈操作区域里按单一方向产生磁通量。

平移模块还可包括：位于一对永久磁铁之间的线圈接收间隙，该对永久磁铁设置在跨越该间隙的吸引位置处。

平移模块还可包括：第一线圈装置，设置在该对永久磁铁之间的线圈接收间隙里；且旋转模块还包括：第二线圈装置，设置在Halbach永久磁铁阵列的线圈操作区域内；中间平移器耦接于第二线圈装置，使得中间平移器能够配置以将平移移动平移至第二线圈装置。

中间平移器可经进一步耦接于第线圈装置，使得中间平移器能够配置以将第线圈装置的平移移动平移至第二线圈装置。

线性旋转电磁致动器还可包括：控制模式，其配置以将第一电流提供给第一线圈配置，并将第二电流提供给第二线圈配置，其中第一电流与第二电流无关。

第二线圈装置可被配置用于针对于单相、非可换控制模式。

第二线圈装置可被配置用于为针对于多相、可换控制模式。

平移模块及旋转模块可被设置以使旋转模块的旋转轴线与平移模块的线性平移轴线平行。

旋转模块的旋转轴线与平移模块的线性平移轴线重合。

线性编码器可相对于中间平移器而固定。

附图说明

图1是根据示范性具体实施例的、运用于旋转致动的圆形Halbach永久磁铁(PM)阵列；

图2是对于在图1的圆形Halbach永久磁铁阵列内的磁通量流的数值分析结果；

图3a和图3b是根据示范性具体实施例的、线性旋转电磁致动器的旋转模块；

图4是说明根据示范性具体实施例的、Halbach旋转模块的双相线圈结构的示意图；

图5是根据示范性具体实施例的高磁场双磁铁(DM)结构；

图6是图5所示双磁铁结构以及传统结构内的磁通量密度的分析结果；

图7是对于图6所示双磁铁结构内的磁通量流的数值分析结果；

图8a和图8b是根据示范性具体实施例的、线性旋转电磁致动器的平移模块；

图9是根据示范性具体实施例的、2自由度(degree of freedom,DOF)线性旋转电磁致动器；

图10是根据另一示范性具体实施例的、2自由度线性旋转电磁致动器；

图11是根据另一示范性具体实施例的、2自由度线性旋转电磁致动器；以及

图12是根据另一示范性具体实施例的、2自由度线性旋转电磁致动器。

具体实施方式