[发明专利]一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构

权利要求书

1.一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，其特征在于，包括定子和动子，动子包括托盘(1)和驱动轴(2)，定子包括定子轭管(4)、套管(5)、驱动部和导向部；

定子轭管(4)为具有轴向通孔的圆柱体，套管(5)固定支撑于该轴向通孔内，且套管(5)两端伸出，套管(5)上端开口、下端封闭；

定子轭管(4)的内壁从上至下交错嵌放m+1个驱动部和m层导向部，m≥2；

定子轭管(4)的内壁开设n(m+1)个环形槽(4-1)，每个驱动部由n套驱动线圈(6)构成n相交流绕组，并嵌放在n个连续环形槽(4-1)中，n≥3；

定子轭管(4)的内壁开设m层导向槽(4-2)，每层导向槽(4-2)包括k个沿周向均布的柱形槽，所有柱形槽均与定子轭管(4)的轴向通孔连通，k≥3；

每套导向部包括k个导向铁芯(8)和k套导向线圈(7)；导向铁芯(8)包括弧形部和绕线柱，k个弧形部沿周向拼接于套管(5)外圆周，绕线柱设置于弧形部的外圆周，每个绕线柱上绕制一套导向线圈(7)，每个导向铁芯(8)及绕制其上的导向线圈(7)嵌放于一个柱形槽内；

驱动轴(2)的顶端设置有托盘(1)，驱动轴(2)的底端从套管(5)上端开口同轴插入，且驱动轴(2)与套管(5)之间存在气隙；

由驱动部实现电机在垂直方向作悬浮式往复直线运动：当给驱动部中的n套驱动线圈(6)中通入n相对称正弦电流产生气隙磁场，当n相电流随时间变化时，气隙磁场将某一相序在垂直方向沿直线移动，形成行波磁场； 驱动轴(2)在行波磁场的切割下感应出电动势并产生电流，电流与气隙磁场相互作用便产生电磁推力，定子的驱动线圈(6)与动子的驱动轴(2)之间的电磁推力是相互的，此时，驱动轴(2)将在电磁推力的作用下沿垂直方向做直线运动，因驱动轴(2)与套管(5)之间存在气隙，动子实现悬浮运动，当对换驱动部中任意两相的电流后，运动会反向，进而实现圆筒型直线感应电机在垂直方向作往复直线运动；

由驱动部和导向部协同工作实现悬停：在驱动轴(2)运动过程中，当需要悬停在垂直方向某一位置时，由控制系统下达指令，令驱动部和导向部协同工作，将驱动轴(2)悬停在垂直方向某一位置保持不动，实现锁定，实现定点悬停。

2.根据权利要求1所述一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，其特征在于，还包括位移传感器(3)，位移传感器(3)设置在定子轭管(4)的顶部，用于检测托盘(1)距离定子轭管(4)的距离。

3.根据权利要求1或2所述一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，其特征在于，还包括缓冲器(9)，缓冲器(9)设置在套管(5)内腔的下端部，用于驱动轴(2)的机械缓冲。

4.根据权利要求1所述一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，其特征在于，定子轭管(4)由多层硅钢片堆叠而成。

5.根据权利要求1所述一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，其特征在于，定子轭管(4)为分体结构，由实心铁芯分段加工后轴向叠加组装而成。