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CN111082635A - 变形箝位直线电机 - Google Patents

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CN111082635A
CN111082635A CN201811217411.0A CN201811217411A CN111082635A CN 111082635 A CN111082635 A CN 111082635A CN 201811217411 A CN201811217411 A CN 201811217411A CN 111082635 A CN111082635 A CN 111082635A
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    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors

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Abstract

本发明提供了一种变形箝位直线电机，包括：第一箝位体(501)、伸缩体(502)、第二箝位体(503)、运动件(1)；第一箝位体(501)、第二箝位体(503)均包括开口件；所述开口件包括开口体(5041)、变形体(5042)；其中，变形体(5042)设置在开口体(5041)的两个开口壁之间；运动件(1)贯穿开口壁的通孔。本发明易于制造加工。

Description

变形箝位直线电机
技术领域
本发明涉及电机领域，具体地，涉及变形箝位直线电机。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能。现有技术中已公开了多种箝位机构例如本领域技术人员可以参考“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”[申请号201410387626.2，公开号CN104167957A]，其公开了电磁箝位机构，包括电磁体、永磁体及变形体，所述永磁体的磁极与电磁体的磁极直接接触或靠近，形成控制磁路，所述变形体与永磁体刚性连接；所述永磁体在控制磁路磁场的驱动下相对电磁体运动，并驱动变形体产生变形，进而实现箝位锁紧和释放。本领域技术人员还可以参考“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”[申请号201020603794.8，公开号CN201869079U]以及“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”[申请号201020603955.3，公开号CN201887641U]等专利文献来实现箝位机构，还可以参考“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”[申请号201610038564.3，公开号CN105527840A]。例如，基于“电磁箝位机构及其直线驱动装置、组合”，箝位机构中的变形体作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“用于直线电机的电磁-永磁箝位机构”，箝位机构中的输出杆作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁箝位机构及其粘滑运动直线电机”，箝位机构中的输出轴作为输出件能够紧抵住被锁定对象进行锁定，基于“电磁自适应箝位夹紧装置及组合式箝位夹紧装置”，箝位机构中的箝位部件作为输出件能够收紧、松弛以紧箍住、紧抵住被锁定对象进行锁定。本领域技术人员还可以参照“摆动式长行程运动装置和多维电机”[申请号201610351263.6，公开号CN 207321084U]实现具有由宽到窄通道的箝位机构。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种变形箝位直线电机。
根据本发明提供的一种变形箝位直线电机，包括：第一箝位体501、伸缩体502、第二箝位体503、运动件1；
第一箝位体501、伸缩体502、第二箝位体503依次连接；
第一箝位体501、第二箝位体503均包括开口件；
所述开口件包括开口体5041、变形体5042；其中，变形体5042设置在开口体5041的两个开口壁之间；运动件1贯穿开口壁的通孔；
变形体5042能够在第一形状与第二形状之间变化：
当变形体5042位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件1自由运动；
当变形体5042位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件1。
优选地，伸缩体502位于运动件1的旁侧，或者伸缩体502容纳运动件1穿过的通孔与运动件1不接触。
优选地，第一箝位体501的开口体、伸缩体502的开口体、第二箝位体503的开口体之间依次连接。
优选地，当变形体5042位于第一形状时，第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件1是倾斜的，即开口体的外侧通孔的轴向与运动件1的轴向之间形成夹角，且第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件1是平行的；
当变形体5042位于第二形状时，第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件1是倾斜的，即，开口体的外侧通孔的轴向与运动件1的轴向之间形成夹角，且第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件1也是倾斜的且倾斜度小于外侧通孔壁的倾斜度，即开口体的内侧通孔壁的倾斜度允许运动件1的自由运动。
优选地，开口件的两开口壁的变形量不对称。
优选地，通孔设置在开口壁的根部或端部。
优选地，所述变形体(5042)采用：
-气动组件；
-液动组件；
-热膨胀材料组件；
-电磁组件；
-静电组件；
-智能材料组件；
-形状记忆合金材料组件；或者
-直线马达。
根据本发明提供的一种变形箝位直线电机，包括：第一箝位体501、运动件1；
第一箝位体501包括开口件；
所述开口件包括开口体5041、变形体5042；其中，变形体5042设置在开口体5041的两个开口壁之间；运动件1贯穿开口壁的通孔；
变形体5042能够在第一形状与第二形状之间变化：
当变形体5042位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件1自由运动；
当变形体5042位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件1。
优选地，所述第一箝位体501的质量分布不均匀或者设置有质量块M。
优选地，变形体5042在被交替快速充能、慢速放能下，或者是被交替慢速充能、快速放能下，驱动开口体5041运动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结构合理，易于维护。是一种新型的直线电机。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为本发明的结构示意图。
图5为本发明的结构示意图。
图6为本发明的结构示意图。
图7为本发明的结构示意图。
图中示出：
Figure BDA0001833899730000041
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
基本实施例C
如图1所示，根据本发明提供的一种变形箝位直线电机，包括：第一箝位体501、伸缩体502、第二箝位体503、运动件1；
第一箝位体501、伸缩体502、第二箝位体503依次连接；
第一箝位体501、第二箝位体503均包括开口件；
所述开口件包括开口体5041、变形体5042；其中，变形体5042设置在开口体5041的两个开口壁之间；运动件1贯穿开口壁的通孔；变形体5042优选为能量致变形材料体或者能量致变形结构体，从而本发明可以是一种有缆电机或者是一种无缆电机。
变形体5042能够在第一形状与第二形状之间变化：
当变形体5042位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件1自由运动；
当变形体5042位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件1。
伸缩体502位于运动件1的旁侧，或者伸缩体502容纳运动件1穿过的通孔与运动件1不接触。
工作原理：
步骤A：第一箝位体501的变形体5042伸长，使得第一箝位体501锁住运动件1；第二箝位体503对运动件1保持释放状态；
步骤B：伸缩体502的变形体5042伸长，使得第二箝位体503相对于运动件1向右运动；
步骤C：第二箝位体503的变形体5042伸长，使得第二箝位体503锁住运动件1；
步骤D：第一箝位体501的变形体5042缩短，使得第一箝位体501释放运动件1；
步骤E：伸缩体502的变形体5042缩短，使得第一箝位体501相对于运动件1向右运动。
依次执行步骤A到步骤E，实现单步移动。反复执行多次实现长行程移动。
实施例C1
伸缩体502包括一个或多个串联连接的开口件。
实施例C2
如图2所示，第一箝位体501的开口体、伸缩体502的开口体、第二箝位体503的开口体之间依次连接。
当变形体5042位于第一形状时，第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件1是倾斜的，即开口体的外侧通孔的轴向与运动件1的轴向之间形成夹角，且第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件1是平行的。
当变形体5042位于第二形状时，第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件1是倾斜的，即，开口体的外侧通孔的轴向与运动件1的轴向之间形成夹角，且第一箝位体501、第二箝位体503的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件1也是倾斜的且倾斜度小于外侧通孔壁的倾斜度，即开口体的内侧通孔壁的倾斜度允许运动件1的自由运动。开口件的两开口壁的变形量不对称。形量不对称，增大运动效果，和增大摩擦力。
实施例C3
如图3所示，第一箝位体501的开口体、伸缩体502的开口体、第二箝位体503的开口体三者中的任一者上紧固连接有质量块。
或者，第一箝位体501的开口体、伸缩体502的开口体、第二箝位体503的开口体三者的质量分布不均匀。
在变化例中，伸缩体502、第二箝位体503可省略。
工作原理：
先以较缓慢的速度朝第一方向移动质量块M，然后以较快的速度使得第一箝位体501和/或第二箝位体503释放运动件1，从而在惯性力下，第一箝位体501和/或第二箝位体503能够发生朝第一方向的较大的位移，同时，质量块M背向第一方向发生较小的位移。
实施例C4
如图4、图5所示，开口体的具有弹性连接体508，其中，弹性连接体508包括弹性铰链结构或者弹簧。
变形体5042、弹性铰链之间，均位于开口体的开口侧、均位于开口体的非开口侧或者是分别位于开口侧、非开口侧。
实施例C5
一种变形箝位直线电机，包括：第一箝位体501、运动件1；第一箝位体501包括开口件；所述开口件包括开口体5041、变形体5042；其中，变形体5042设置在开口体5041的两个开口壁之间；运动件1贯穿开口壁的通孔；变形体5042能够在第一形状与第二形状之间变化：当变形体5042位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件1自由运动；当变形体5042位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件1所述第一箝位体501的质量分布不均匀或者设置有质量块M。变形体5042在被交替快速充能、慢速放能下，或者是被交替慢速充能、快速放能下，驱动开口体5041运动。
以变形体5042为电致变形材料为例：
如图6所示，当变形体5042被交替快速充能、慢速放能下，即输入图6中左上方的信号Sign时，S表示幅值，由于质量块M的惯性影响，在快速充能时开口体5041的左侧壁大幅向左移动，在慢速放能时，左侧壁小幅向右移动，从而总体上完成向左移动一步。
如图6所示，当变形体5042被交替快速放能、慢速充能下，即输入图6中右上方的信号Sign时，S表示幅值，由于质量块M的惯性影响，在慢速充能时，右侧壁大幅向右移动，在快速放能时开口体5041的右侧壁小幅向左移动，从而总体上完成向右移动一步。
如图7所示，开口体5041被固定，当变形体5042被交替快速充能、慢速放能下，实现运动件1向左移动，当变形体5042被交替慢速充能、快速放能下，实现运动件1向右移动。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种变形箝位直线电机，其特征在于，包括：第一箝位体(501)、伸缩体(502)、第二箝位体(503)、运动件(1)；
第一箝位体(501)、伸缩体(502)、第二箝位体(503)依次连接；
第一箝位体(501)、第二箝位体(503)均包括开口件；
所述开口件包括开口体(5041)、变形体(5042)；其中，变形体(5042)设置在开口体(5041)的两个开口壁之间；运动件(1)贯穿开口壁的通孔；
变形体(5042)能够在第一形状与第二形状之间变化：
当变形体(5042)位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件(1)自由运动；
当变形体(5042)位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件(1)。
2.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，伸缩体(502)位于运动件(1)的旁侧，或者伸缩体(502)容纳运动件(1)穿过的通孔不影响运动件(1)的自由运动。
3.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，第一箝位体(501)的开口体、伸缩体(502)的开口体、第二箝位体(503)的开口体之间依次连接。
4.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，当变形体(5042)位于第一形状时，第一箝位体(501)和/或第二箝位体(503)的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件(1)是倾斜的，即开口体的外侧通孔的轴向与运动件(1)的轴向之间形成夹角，且第一箝位体(501)、第二箝位体(503)的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件(1)是平行的或者是倾斜度小于外侧通孔壁的倾斜度；
当变形体(5042)位于第二形状时，第一箝位体(501)、第二箝位体(503)的开口体的外侧通孔壁均相对于运动件(1)是倾斜的，即，开口体的外侧通孔的轴向与运动件(1)的轴向之间形成夹角，且第一箝位体(501)、第二箝位体(503)的开口体的内侧通孔壁均相对于运动件(1)也是倾斜的且倾斜度小于外侧通孔壁的倾斜度，即开口体的内侧通孔壁的倾斜度允许运动件(1)的自由运动。
5.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，开口件的两开口壁的变形量不对称。
6.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，通孔设置在开口壁的根部或端部。
7.根据权利要求1所述的变形箝位直线电机，其特征在于，所述变形体(5042)采用：
-气动组件；
-液动组件；
-热膨胀材料组件；
-电磁组件；
-静电组件；
-智能材料组件；
-形状记忆合金材料组件；或者
-直线马达。
8.一种变形箝位直线电机，其特征在于，包括：第一箝位体(501)、运动件(1)；
第一箝位体(501)包括开口件；
所述开口件包括开口体(5041)、变形体(5042)；其中，变形体(5042)设置在开口体(5041)的两个开口壁之间；运动件(1)贯穿开口壁的通孔；
变形体(5042)能够在第一形状与第二形状之间变化：
当变形体(5042)位于第一形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得允许运动件(1)自由运动；
当变形体(5042)位于第二形状时，两个开口壁的通孔之间的相对位姿使得锁死运动件(1)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的变形箝位直线电机，其特征在于，所述第一箝位体(501)的质量分布不均匀或者设置有质量块M。
10.根据权利要求9所述的变形箝位直线电机的控制方法，其特征在于，变形体(5042)在被交替快速充能、慢速放能下，或者是被交替慢速充能、快速放能下，驱动开口体(5041)运动。
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