CN118920757A - 一种传动机构及片状电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动机构及片状电机，包括平行设置的定子和转子，所述定子可在正对转子的方向上振动，所述转子为可转动设置；定子与转子之间通过弹性件连接，在所述定子振动的方向靠近转子方向时，在弹性件的弹力作用下，转子则受到横向的推力，从而实现转动；本发明通过定子的振动以及弹性件的弹力转化为转子的横向驱动力，由于通过机械的传动实现转子的旋转，能够对转子的进行更加高精度的控制。

Description

一种传动机构及片状电机

技术领域

本发明涉及片状电机技术领域，尤其涉及一种片状电机的传动机构。

背景技术

片状电机是一种特殊类型的电机，也被称为片状线性电机(Flat Linear Motor)或者片状直线电机(Flat Linear Actuator)。与传统电机不同，片状电机的转子和定子是平面状的，而不是传统电机中的圆柱形或圆盘形结构。

现有技术中，片状电机通常由一系列的线圈和磁体组成。线圈被固定在定子上，而磁体则固定在转子上。当电流通过线圈时，产生的磁场与磁体相互作用，从而产生力或运动。

而片状电机的磁场分布容易不均匀，这可能导致力或运动的非线性响应。不均匀的磁场分布可能会引起力矩涡流或磁场浓缩等问题，影响电机的性能和控制精度；以及片状电机具有多个线圈和磁体，其控制系统更加复杂。

因此，需要设计一种传动机构及片状电机以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种传动机构及片状电机，用于解决上述背景技术中所提及的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：传动机构，包括平行设置的定子和转子，所述定子可在正对转子的方向上振动，所述转子为可转动设置；

所述定子与转子之间通过弹性件连接，所述弹性件的其中一端与所述转子表面铰接，另一端与所述定子表面的沟槽结构卡接，并且所述弹性件与所述转子呈一定倾角设置；

在所述定子振动的方向靠近转子方向时，在弹性件的弹力作用下，转子则受到横向的推力；在所述定子振动的方向远离转子方向时，所述弹性件与定子的沟槽结构脱离，并在弹性件的作用下，弹性件与相邻的沟槽结构再一次形成卡接。

进一步的，所述沟槽结构由连续排布的阻块形成。

进一步的，所述阻块的其中一面为斜面，另一面为竖直面，所述竖直面用于支撑所述弹性件。

进一步的，所述转子转动的距离大于所述阻块间距，以使所述弹性件能够过渡到相邻的阻块上。

进一步的，所述转子和定子为圆盘结构。

进一步的，所述定子和转子为片状结构。

进一步的，所述弹性件为薄片状或柱状。

进一步的，所述定子为压电陶瓷。

本发明还提供了一种片状电机，包括电机机壳及安装在电机机壳内的传动机构，所述传动机构为上所述的传动机构。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过定子的振动以及弹性件的弹力转化为转子的横向驱动力，由于通过机械的传动实现转子的旋转，能够对转子的进行更加高精度的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中传动机构的初始状态的局部示意图；

图2是本发明实施例中传动机构的定子向上振动的局部示意图；

图3是本发明实施例中传动机构的定子向下振动的局部示意图；

图4是本发明实施例中阻块的结构示意图；

图5是本发明实施例中传动机构的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

本发明公开了一种传动机构，旨在提高片状电机的转向精度以及解决控制的复杂性。

具体的，传动机构包括平行设置的定子100和转子200，所述定子100可在正对转子200的方向上振动，所述转子200为可转动设置；

如图1所示，图1为所述传动机构的初始状态的局部示意图，所述定子100与转子200之间通过弹性件300连接，弹性件300的长度为R，所述弹性件300的其中一端与所述转子200表面铰接，另一端与所述定子100表面的沟槽结构400卡接，并且所述弹性件300与所述转子200呈一定倾角设置，此时弹性件300与定子100的夹角为∠A；

如图2所示，在所述定子100振动的方向靠近转子200方向时，此时弹性件300会产生弯曲，在弹性件300的弹力作用下，转子200则受到横向的推力，当定子100向上的振幅达到最大时，此时弹性件与定子的夹角为∠B；

如图3所示，在所述定子100振动的方向远离转子200方向时，所述弹性件300与定子100的沟槽机构400脱离，并在弹性件300的作用下，弹性件300与相邻的沟槽结构400再一次形成卡接，夹角重新恢复到∠A。

本实施例中，所述沟槽结构400由连续排布的凸起的阻块500形成；在其它实施例中，沟槽结构400也可以有凹陷的坑洞形成。

如图4所示，在本实施例中，所述阻块500的其中一面为斜面502，斜面502为弹性件从一个阻块过渡到相邻阻块经过的路线，斜面可以为平面或弧面。

另一面为竖直面501，所述竖直面501用于支撑所述弹性件300，

为了保证传动结构的稳定运行，所述转子200转动的距离应大于所述阻块500的间距；由于转子的移动距离由定子的振幅所决定(定子的振幅越大，弹性件的形变越大，转子所受到的推力则越大)，设定子的振幅为Z，则Z＝(SinA-SinB)*R，转子移动的距离为X，X＝(CosB-CosA)*R，设阻块之间的间距为Y，则需要Y＜X，使定子每一次向下移动时，弹性件能够过渡到相邻的阻块上，以保证传动机构的循环工作。

在实际应用时，不仅要考虑位移转换比，还要考虑力的转换。由力的合成原理可知，A越小则转化成的横向推力F*CosA越大，当∠A<45°时横向推力大于纵向推力。若需要获取较大的初始推力，则需要∠A<45°。

如图5所示，为传动机构的整体结构示意图，所述转子200和定子100为圆盘结构。

在本实施例中，所述定子100和转子200为片状结构。

所述弹性件可以为薄片状或柱状结构。

本发明还公开了一种片状电机，包括电机机壳及安装在电机机壳内的传动机构，电机机壳为本领域常用的机壳，所述传动机构为如图5所示的传动机构，如图所示，定子100完成一个振动的过程后，转子200转动一个阻块单位的角度，由此，定子进行往复振动，即带动了转子的持续转动，并且可以控制定子的振动频率、次数来精确控制转子的转速和转动角度。

本实施例中，所述定子为压电陶瓷，当施加电场到压电陶瓷上时，它会发生形变，作为振动器使用。在其它实施例中，也可采用符合条件的振动结构进行代替。

本发明通过机械传动的原理驱动转子的转动，解决了现有技术中电机需要用磁场控制导致精度较差、控制复杂的问题。

本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种传动机构，其特征在于，包括平行设置的定子和转子，所述定子可在正对转子的方向上振动，所述转子为可转动设置；

所述定子与转子之间通过弹性件连接，所述弹性件的其中一端与所述转子表面铰接，另一端与所述定子表面的沟槽结构卡接，并且所述弹性件与所述转子呈一定倾角设置；

在所述定子振动的方向靠近转子方向时，在弹性件的弹力作用下，转子则受到横向的推力；在所述定子振动的方向远离转子方向时，所述弹性件与定子的沟槽结构脱离，并在弹性件的作用下，弹性件与相邻的沟槽结构再一次形成卡接。

2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述沟槽结构由连续排布的阻块形成。

3.根据权利要求2所述的传动机构，其特征在于，所述阻块的其中一面为斜面，另一面为竖直面，所述竖直面用于支撑所述弹性件。

4.根据权利要求3所述的传动机构，其特征在于，所述转子转动的距离大于所述阻块间距，以使所述弹性件能够过渡到相邻的阻块上。

5.根据权利要求1至4任一所述的传动机构，其特征在于，所述转子和定子为圆盘结构。

6.根据权利要求5所述的传动机构，其特征在于，所述定子和转子为片状结构。

7.根据权利要求1至4任一所述的传动机构，其特征在于，所述弹性件为薄片状或柱状。

8.根据权利要求1至4任一所述的传动机构，其特征在于，所述定子为压电陶瓷。

9.一种片状电机，包括电机机壳及安装在电机机壳内的传动机构，其特征在于，所述传动机构为权利要求1至8任一所述的传动机构。