[发明专利]一种直线音圈电机

说明书

一种直线音圈电机，包括电机外壳、磁铁、轭铁、线圈架、线圈、片簧和压簧，所述片簧包括在径向上分布的内簧圈、外簧圈以及连接所述内簧圈和所述外簧圈的簧丝，所述外簧圈耦合到所述轭铁，所述内簧圈耦合到所述线圈架，所述线圈架和所述轭铁通过所述片簧实现径向连接，所述压簧设置在所述线圈架下，在轴向上对所述线圈架形成弹性支撑，所述线圈固定在所述线圈架上，所述线圈在通电时可沿轴向与所述磁铁和所述轭铁发生相对运动。该电机具有径向刚度大、能抵抗轴向冲击、运动精度高、结构简单、动态负载小、运行平稳等优点，在工业自动化领域和高精密控制场合有很大的应用空间。

技术领域

本发明涉及机电一体化产品领域,具体涉及一种直线音圈电机。

背景技术

音圈电机因其结构简单、维护成本低、运行平稳、体积小、驱动简单、控制灵活、推力大、运动轨迹误小等优点，外加上近年来，因为传感器技术、电子元件技术、稀土磁铁烧结工艺、控制算法的不断进步，使得音圈电机不断突破自身的局限，使用范围越来越广。音圈电机作为一种特殊的驱动电机，在现代工业控制领域中扮演了重要的角色，广泛应用在高精密机床防抖、电子元器件生产平台、光刻设备、航拍、大型望远镜矩阵、机器人及工厂流水线等各类有特殊要求的高精度控制场合。

正因为音圈电机电气性能能够各类复杂的工况需求，因此从机构角度设计出运行更为可靠的电机势在必行。音圈电机种类多样，按照音圈与电机气隙长度比较可以分为长音圈型音圈电机和短音圈电机；按照磁铁的分布形式可以分为内磁式音圈电机和外磁式音圈电机；按照运动轨迹可以分为直线型音圈电机和扭转式音圈电机。不同类型音圈电机各自有不同的优点和缺陷，例如：长音圈型驱动平稳却耗能高，短音圈型电机效率高但电磁驱动力不足；内磁式音圈电机磁铁利用率不高、体积大，外磁式音圈电机磁铁生产成本高装配工艺复杂。且在这几类音圈电机中，动子和静子之间都存在一定间隙，用以防止尺寸误差影响两者的相对运动，另外在运动过程中，都是通过外部设备比如直线导轨、丝杠、活塞等精密辅助设备来完成驱动动作，如此一来，容易导致负载变大，机构复杂、维护困难。在音圈电机使用日益广泛的今天，解决这一问题具有十分重大的意义。

传统音圈电机动子和静子之间存在间隙，解决这一问题的手段通常是外加类似直线导轨、丝杠、活塞等其他精密导向设备来尽可能的减少因这一间隙而产生的运动误差，但是这些做法同时会带来负载增大、机构复杂、不易维护等缺陷；同时，因为磁铁结构设计不够合理，造成了磁铁的浪费、气隙磁密不均匀。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种直线音圈电机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直线音圈电机，包括电机外壳、和设置在所述电机外壳中的磁铁、轭铁、线圈架、线圈、片簧和压簧，其中所述磁铁和所述轭铁作为位于外侧的静子部分，所述线圈架、所述线圈和所述压簧作为位于内侧的动子部分，所述片簧包括在径向上分布的内簧圈、外簧圈以及连接所述内簧圈和所述外簧圈的簧丝，所述外簧圈耦合到所述轭铁，所述内簧圈耦合到所述线圈架，所述线圈架和所述轭铁通过所述片簧实现径向连接，所述压簧设置在所述线圈架下，在轴向上对所述线圈架形成弹性支撑，所述线圈固定在所述线圈架上，所述线圈在通电时可沿轴向与所述磁铁和所述轭铁发生相对运动。

进一步地：

还包括电机底座、压簧底座和压簧顶盖，所述电机底座安装在所述电机外壳的底端，所述压簧安装在所述压簧底座和所述压簧顶盖之间，所述压簧顶盖连接所述线圈架的顶部内侧，所述内簧圈连接所述压簧顶盖，所述压簧底座安装在所述电机底座上，所述磁铁和所述轭铁紧固于所述电机底座上。

所述线圈架为开口朝向的套筒式结构，所述线圈安置在所述线圈架的筒侧壁上，并从所述线圈架的顶部引出通电导线。