[发明专利]线性马达、线性马达模块及其动子

说明书

本发明涉及线性马达、线性马达模块及其动子；该动子具有基座；基座安装有辅助支撑板；辅助支撑板上安装有背铁；背铁之间设有背铁支撑板；背铁以及背铁支撑板共同形成U字型结构；背铁上设有永磁铁阵列；永磁铁阵列排列成Halbach阵列；本申请的线性马达、线性马达模块及其动子结构紧凑，推力大、可靠性高。

技术领域

本发明属于线性马达技术领域，尤其涉及一种线性马达、线性马达模块及其动子。

背景技术

随着制造技术向高产率、高精密化方向发展，精密运动控制技术的研究变得越来越重要，相应地，运动定位控制系统需求量也越来越大，广泛应用于自动化生产线、包装与运输、装配自动化、丝网印刷等行业，提供具有更高速度和加工柔性。传统驱动系统采用旋转马达驱动结构，传递系统中齿轮头、轴、键、链轮齿、链条、皮带等常用于传统旋转马达传动的部件非常的复杂笨重。线性马达应用了一种运动磁场来直接驱动运动部件，降低了结构复杂性，还降低了成本和因减小惯量、柔顺性、阻尼、摩擦和磨损而带来的速度增加等优点。

运动定位控制系统的核心执行器部件——线性马达，它在支撑的限制和电磁推力的作用下，电机动子能够带动负载产生高速、大推力的驱动，多个线性马达可以组合构建两维或多维运动，采用线性马达可以设计构造精密的线性传输设备、精密XY工作台，结构简单紧凑，机械尺寸小，响应速度快，精度高，而且由于动子和定子间无相对摩擦，因此不存在磨损，使用寿命很长。

传统线性马达驱动技术采用铜线圈绕组作为运动动子部件，其通电导线需要引出到定子上，形成了运动线缆。当前技术上难以克服运动线缆带来的线缆拖动扰动力的干扰，影响伺服定位性能，动子和负载线缆的拖链支架也使得运动系统的寿命不高，且故障可靠性问题频发。

另外，由于线缆的存在，传统线性马达驱动技术难以实现多个运动动子单元同时在大行程的生产线上进行循环伺服运动。

针对上述技术问题，故需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑，可靠性高的直线马达动子。该直线马达动子可实现多个运动动子同时在大行程的生产线上进行循环伺服运动。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种线性马达的动子，包括所述动子包括：基座；第一辅助支撑板，所述第一辅助支撑板安装于所述基座的上侧；第二辅助支撑板，所述第二辅助支撑板与所述第一辅助支撑板间隔开放置；第一背铁，所述第一背铁安装于所述第一辅助支撑板；第二背铁，所述第二背铁安装于所述第二辅助支撑板并与所述第一背铁间隔开；背铁支撑板，所述背铁支撑板置于所述第一背铁与所述第二背铁之间并与所述第一背铁和所述第二背铁共同形成U字形结构；第一永磁铁阵列，所述第一永磁铁阵列布置于所述第一背铁的表面上；以及第二永磁铁阵列，所述第二永磁铁阵列布置于所述第二背铁的表面上，其中所述第一永磁铁阵列与所述第二永磁铁阵列面面相对布置并间隔开。

作为本发明的一种优选方案，所述第一永磁铁阵列排列成Halbach阵列，以及所述第二永磁铁阵列排列成Halbach阵列。

作为本发明的一种优选方案，所述第一永磁铁阵列和所述第二永磁铁阵列包括周期重复排布的多个Halbach基本单元，每个所述Halbach基本单元的半周期长度为τ，其中，每个所述Halbach基本单元包括：第一永磁铁，所述第一永磁铁的磁化方向沿Z轴指向Z轴正方向，其中所述第一永磁铁沿X轴方向的宽度为τ的0.5～0.9倍；第二永磁铁，所述第二永磁铁的磁化方向沿Z轴指向Z轴负方向，其中所述第二永磁铁沿X轴方向的宽度为τ的0.5～0.9倍；第三永磁铁，所述第三永磁铁的磁化方向沿X轴方向，其中所述第一永磁铁阵列的第三永磁铁包括磁化方向指向第一永磁铁的永磁铁和磁化方向背离所述第二永磁铁的永磁铁，以及所述第二永磁铁阵列的第三永磁铁包括磁化方向远离第一永磁铁的永磁铁和磁化方向指向所述第二永磁铁的永磁铁。

作为本发明的一种优选方案，每个所述Halbach基本单元中，位于所述第一永磁铁与所述第二永磁铁之间的第三永磁铁沿X轴方向的宽度为其他第三永磁铁的宽度的两倍。