[发明专利]一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构

说明书

一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构，属于直线电机应用领域，本发明为解决外置式磁力提升驱动机构存在的问题。本发明包括定子和动子，动子包括托盘和驱动轴，定子包括定子轭管、套管、驱动部和导向部；定子轭管为具有轴向通孔的圆柱体，套管固定支撑于该轴向通孔内，且套管两端伸出，套管上端开口、下端封闭；定子轭管的内壁从上至下交错嵌放m+1个驱动部和m层导向部；驱动轴的顶端设置有托盘，驱动轴的底端从套管上端开口同轴插入，且驱动轴与套管之间存在气隙；驱动轴在驱动部的作用下实现上下运动，并通过导向部实现定点悬停。

技术领域

本发明涉及一种内置磁力提升电机驱动机构，属于直线电机应用领域。

背景技术

在工业、军事领域，某些场合需要驱动机构在竖直方向上实现一些特殊的运动，如在竖直方向某一高度保持位置不变、根据系统指令实现快速提升、快速插入或快速跌落退出等，这都需要伺服驱动机构具有竖直方向上快速运动及精确定位等功能。

世界上技术比较成熟、应用比较广泛的该类型驱动方式主要有机械驱动、电磁驱动和液体静压驱动等。电磁驱动方式又可称为磁力提升型驱动机构，与其他型式相比，具有结构简单、制造方便、提升力大、磨损小、寿命长、经济性好等优点。同时，即使关键零部件发生故障，也能快速停堆。因此，磁力提升型驱动机构得到了广泛应用

目前，磁力提升式驱动机构大部分采用外置磁力提升式结构。外置磁力提升式驱动具有机构简单、加工容易、提升力大、准确性高、拆装和维修方便等优点。但是，其提升和下插动作不连续，也不可微调，而是以预先设定的步距作阶跃运动；主要执行机构都是电子器件，一旦发生故障，容易出现控制棒卡死，无法停堆等严重事故；此外，外置式驱动的最大缺点是传动线长，增加总体高度和隐患。

发明内容

本发明目的是为了解决外置式磁力提升驱动机构存在的问题，提供了一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构。

本发明所述一种基于圆筒型直线感应电机的驱动机构包括定子和动子，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；

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；

驱动轴2在驱动部的作用下实现上下运动，并通过导向部实现定点悬停。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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嵌放于导向槽4-2的一个柱形槽内。

优选地，定子轭管4由多层硅钢片堆叠而成。

优选地，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。