[实用新型]端面摇摆微马达

说明书

本实用新型属于微机电系统(MEMS)，涉及到一种微执行器中的微马达。    

目前国内外已有的微马达存在一个普遍的问题，即马达输出力矩小，速度过高无法满足实用的需要。为达到实用要求必须安装减速机构，因而使马达体积增大，结构复杂，增加了马达制作工艺难度，降低了马达输出效率。

本实用新型目的在于提供一种体积小，效率高，输出力矩大，转速低的微马达。

本实用新型包括有：外壳1，线圈2，铁芯3，定子4，上盖5，宝石轴承6，输出轴7，定位片8，转子9，下盖10，如图1所示。其特点是：定子4的内锥面与转子9的外锥面接触，定子4为一个带有凹形圆锥面的圆柱体，其工作表面是凹形圆锥面。转子9为一个具有一定厚度的圆锥腔体，其工作表面是外圆锥面，其腔体内粘接定位片8，定位片8上开有矩形限位槽处插入输出轴7，输出轴7下端与转子9的内部圆锥尖点接触，输出轴7下端限位处为矩形截面，其截面尺寸略小定位片8的限位槽尺寸，输出轴7下端尖点处是锥尖，其锥角小于转子9的锥角。定子4的外圆柱面上开4~8条轴向通槽，槽内装入缠绕线圈2的铁芯3，铁芯3下端与下盖10平面接触，其上端为斜面，同定子4锥形面共面。转子9的锥尖与定子1内部凹形锥腔尖点接触。下盖10沿外圆处与外壳1一端的内壁粘接。定子4与转子9接触装配后，装入下盖10与外壳1形成的半封闭圆柱腔内。在外壳1的另一端粘接上盖10，上盖10中心开圆形阶梯孔，安装宝石轴承6。输出轴7的输出端穿过宝石轴承6。定子4的锥角为60~120度，转子9的锥角小于定子4的锥角。

本实用新型工作原理：微马达工作时，对定子4的线圈2顺序加电，使定子4内产生一个旋转磁场。在磁场旋转电磁力的作用下，锥形转子9在定子4的内锥面上作圆周纯滚动，即转子的摆动。输出轴7作与摆动方向相反的旋转运动，即需要输出的转动。从旋转磁场的运动到锥形转子9的转动，是以类似行星减速器的传动方式进行的。转子9的输出转速是由定子4的锥角β ，转子9的轴线与定子4的轴线夹角α及旋转磁场角速度ω2决定。其关系满足公式：ω=〔Sinα/Sin(β-α)〕×ω2决定。公式中Sinα/Sin(β3-α)起到减速比作用。由公式：P=F×V说明，在功率相同情况下，输出转速降低，意味着输出力矩增大。

本实用新型利用定子的线圈所产生的法向电磁力工作，充分利用了马达的有限径向空间，提高了线圈电磁力的作用半径，同时巧妙地利用磨擦力，降低了磨擦损耗。在相同的尺寸与输入功率下，可产生低转速、大扭矩的输出。同时由于避免减速机构的使用，大大提高了微马达的输出功率，可被广泛应用于航空航天、医疗设备、军事、生物工程等学科领域，将带来广泛的社会及经济效益。

附图说明：

图1本实用新型主剖视图

图2本实用新型俯视图

图3本实用新型一种实施例主剖视图

图1本实用新型一种实施例俯视图

图5本实用新型另一种实施例主剖视图

图6本实用新型另一种实施例俯视图

本实用新型最佳实施例：

如图3、图4所示本实用新型可将铁芯截面积增大，使磁通量变大，达到输出力矩的目的。

如图5、图6所示本实用新型还可将定子改为内部为圆锥腔体、两端开通的阶梯圆柱体，其小直径处内部为圆锥腔体，即工作面；其大直径处沿外圆处与外壳粘接，端面圆孔限定输出轴径向运动，转子改为一端为锥体，另一端为圆柱体的实体。转子锥体部分表面是工作面。此种结构可进一步减小微马达体积。转子圆柱端为输出端，马达工作时，输出端于外部联轴器连接，形成稳定的大扭矩、低转速的输出。

图1、图3所示结构中转子由厚度为0.5~1mm的铍莫合金，低碳钢等导磁材料构成。外壳选用铜等磁阻材料构成。铁芯、端盖与转子材料相同。线圈选用漆包金属线。定子选用聚砜材料。

图5所示结构中转子、铁芯、定子及线圈材料与图1相同。外壳选用铍莫合金材料，端盖材料与定子相同。