[发明专利]一种用于Z轴的二自由度电机及其装配方法

说明书

本发明涉及一种用于Z轴的二自由度电机及其装配方法，该电机包括竖直设置的空心轴、由上到下依次套设在空心轴上的直线部环磁体和旋转部筒形磁轭，以及周向排布在旋转部筒形磁轭外侧壁上的多个旋转部磁条；直线部环磁体设有多个且彼此首尾相接，多个旋转部磁条所围成的圆筒结构的外径与直线部环磁体的外径相同；还包括驱动旋转部磁条旋转的旋转部定子绕组、驱动直线部环磁体移动的直线部定子绕组，和分别设于空心轴两端以供其旋转和轴向滑动的两轴座，以及用以固定旋转部定子绕组和直线部定子绕组的筒状机壳；本发明通过将直线和旋转运动部件集成到一体，使直线旋转电机的结构更加紧凑，同时实现旋转和直线运动。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，特别涉及一种用于Z轴的二自由度电机及其装配方法。

背景技术

直线旋转电机由于能实现直线运动和旋转运动，被广泛应用于工业生产中，但是现有的直线旋转电机多为分离式布局，分离式直线旋转电机将直线电机与旋转电机通过轴连器类的机械结构组合，以传动的方式完成直线或旋转运动，内部和外部的结构都很复杂，而且体积较大，不止如此，大多数都仅仅形似二自由度电机，但实质上并不具备旋转和直线同步进行的功能，在旋转的时候直线部分停机，在直线运动的时候旋转部分停机，在本质上由两个电机组成，这种布局的电机负载较大。

而另外一些而自由度电机虽然将旋转部分和直线部分嵌合在一起，但是这又将导致两部分之间的连接需要很多零部件来连接，而且旋转和直线部分两者之间还会产生很大的耦合，加大了控制定位的难度，对于控制精度的干扰也会随之加大，而且对制造加工的难度也很大，特别是在装配时，内部复杂交错的结构对于安装精度的要求非常高，这导致组装效率很低，进而导致销售价格居高不下，此便是影响目前市面上的二自由度电机价格高昂的原因之一，此外由于高精度加工的要求也会导致不良品返货率居高不下，不利于企业的生产经营。

鉴于此，本领域亟需一种新的二自由度电机以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于Z轴的二自由度电机及其装配方法,该用于Z轴的二自由度电机及其装配方法可以很好地解决上述问题。

为达到上述要求本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种用于Z轴的二自由度电机，包括竖直设置的空心轴、由上到下依次套设在所述空心轴上的直线部环磁体和旋转部筒形磁轭，以及周向排布在所述旋转部筒形磁轭外侧壁上的多个旋转部磁条；所述直线部环磁体设有多个且彼此首尾相接，装配到位时，多个所述旋转部磁条所围成的圆筒结构的外径与所述直线部环磁体的外径相同；还包括驱动所述旋转部磁条旋转的旋转部定子绕组、驱动所述直线部环磁体移动的直线部定子绕组，和分别设于所述空心轴两端以供其旋转和轴向滑动的两轴座，以及用以固定所述旋转部定子绕组和所述直线部定子绕组的筒状机壳；两所述轴座分别与所述筒状机壳的两端可拆卸连接，所述旋转部磁条和所述旋转部筒形磁轭的轴向长度相同，所述旋转部筒形磁轭的轴向长度大于所述旋转部定子绕组的轴向长度，装配到位时，所述旋转部定子绕组与所述直线部定子绕组之间留有缓冲腔。。

本发明所述的用于Z轴的二自由度电机，其中，所述空心轴的有效行程为多个所述直线部环磁体的轴向总长度与所述直线部定子绕组的轴向长度的差值。

本发明所述的用于Z轴的二自由度电机，其中，所述空心轴上设有定位所述直线部环磁体和所述旋转部筒形磁轭的定位件，所述定位件设有两个且分别位于所述直线部环磁体和所述旋转部筒形磁轭彼此背离的一侧。

本发明所述的用于Z轴的二自由度电机，其中，所述轴座包括供所述空心轴轴向滑动的轴套，和固定套设在所述轴套上的轴承，以及固定所述轴承的外圈的端盖；所述端盖与所述筒状机壳可拆卸连接。

本发明所述的用于Z轴的二自由度电机，其中，所述空心轴的外侧壁上轴向设置有导向槽，所述轴套的内侧壁上设有配合所述导向槽的导向条。