[发明专利]直线旋转电机

说明书

本发明公开了一种直线旋转电机，其从内到外依次包括：内定子、电机动子、外定子、电机外壳。电机动子为中空圆柱体，其一端连接电机输出轴，内定子位于电机动子内部空间中，外定子位于电机动子外部空间中，内定子轴与电机动子同轴心。内定子与外定子分别用于驱动电机动子用于做直线和旋转运动。本发明的直线旋转电机的负载较小，电机动子质量和转动惯量大幅降低，可实现较快的响应速度，适合短行程，低负载，高精度运动的工作场所。

技术领域

本发明涉及一种直线旋转电机，涉及多自由度运动的单个电机技术领域。

背景技术

现有的直线旋转电机采用分离式布局，即将直线电机与旋转电机通过机械结构组合，实质上是由两种电机简单的组合而成，以传动的方式同时完成直线与旋转运动。因此，现有的直线旋转电机的布局内部结构复杂，由于采用了机械传动方式而导致定位精度不高。

发明内容

本发明旨在提出一种直线旋转电机，该直线旋转电机尤其适合于对电机的定位精度要求较高的精密加工场合。

本发明提供了一种直线旋转电机，其特征在于，所述直线旋转电机从内到外依次包括：内定子、电机动子、外定子、电机外壳；所述电机动子为空心圆柱体，所述电机动子的一端连接电机输出轴，所述电机动子与所述电机输出轴同轴心；所述内定子位于所述空心圆柱体内；所述内定子包括内定子轴，所述内定子轴与所述电机动子同轴心；所述内定子包括内定子线圈绕组，所述外定子包括外定子线圈绕组；所述内定子线圈绕组用于驱动所述电机动子在第一自由度上运动，所述外定子线圈绕组用于驱动所述电机动子在第二自由度上运动；所述第一自由度与所述第二自由度不同。

可选的，所述内定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作旋转运动，所述外定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作直线运动。

可选的，所述内定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作直线运动，所述外定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作旋转运动。

可选的，所述电机动子的表面固定有磁体部件，或者所述电机动子包含有磁体材料。

可选的，所述磁体部件是永磁体，或者所述磁体材料为永磁体材料。

可选的，所述内定子线圈绕组固定在所述内定子导磁轭上并与所述内定子轴同轴心；所述外定子线圈绕组固定在所述电机外壳上。

本发明还提供了一种直线旋转电机，其特征在于，所述直线旋转电机从内到外依次包括：内定子、电机动子、外定子、电机外壳；所述电机动子的一端连接电机输出轴；所述外定子包括外定子线圈绕组和外定子导磁轭；所述内定子包括内定子线圈绕组和内定子导磁轭；所述内定子导磁轭包括内定子轴，所述内定子轴与所述电机输出轴同轴心，所述内定子线圈绕组固定于所述内定子导磁轭上；所述电机动子与所述电机输出轴固定连接并与所述电机输出轴同轴心；所述内定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作直线运动；所述外定子线圈绕组用于驱动所述电机动子作旋转运动。

可选的，所述内定子线圈绕组具备多组线圈，所述多组线圈的每组线圈都与所述内定子轴的轴心线平行；所述外定子线圈绕组以所述内定子轴的轴线为中心线进行缠绕。

可选的，所述内定子线圈绕组安装在内定子导磁轭骨架上；所述外定子线圈绕组套装在外定子导磁轭通槽内。

可选的，所述内定子线圈绕组通电所形成的磁场的方向与所述内定子导磁轭的骨架的轴方向平行；所述外定子线圈绕组通电所形成的磁场的方向与所述电机输出轴垂直。

可选的，所述内定子线圈绕组用于，当所述内定子线圈绕组穿入匀强磁场时，所述内定子线圈绕组的线圈通电切割所述匀强磁场产生安培力驱动所述电机动子作旋转运动；所述外定子线圈绕组用于，当所述外定子线圈绕组穿入匀强磁场时，所述外定子线圈绕组的线圈通电切割所述匀强磁场产生安培力驱动所述电机动子作直线运动。

可选的，所述电机动子的表面固定有磁体部件，或者所述电机动子包含有磁体材料。