Линейный шаговый двигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K41/03 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в автоматизированном электроприводе.

Цель изобретения - повышение точности дискретного перемещения и увеличение усилия фиксации,

На фиг. 1 представлен электродвигатель, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-Анафиг.1; на фиг.З- разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - двигатель с параллельными ветвями каналов.

Линейный шаговый двигатель состоит из двух одинаковых статоров 1, в которых выполнены каналы 2. Между статорами 1 расположены средние части каналов 3 и 4, которые вместе с каналами 2 образуютзам- кнутый трубчатый канал, заполненный шариками 5. В одной из средних частей канала между шариками расположен ползун 6, который имеет выступ 7 для подсоединения нагрузки, имеющий возможность перемещения в продольной прорези 8, выполненной в соответствующей средней части канала 3. В статорах 1 расположены электромагниты 9, сердечники которых могут иметь, например, Ф-образную форму, на центральных частях 10 которых размещены катушки 11, а боковые части образуют по две пары полюсов 12 и 13. Статоры 1 двиЈа- теля выполнены разъемными из двух частей 14 и 15, изготовленных из диамагнитного материала, в- которых размещены электромагниты 9. Пары полюсов 12 и 13 имеют секции 16-18, отстоящие друг от друга на расстоянии, равном диаметру шарика. Средние прямоугольные части 3 и 4 каналы выполнены разъемными и в поперечном сечении могут иметь форму, представленную на фиг.4.

Электродвигатель работает следующим образом.

При поочередном запитывании катушек 11 электромагнитов 9 статоров 1 полюсы 12 и 13 одновременно воздействуют на шарики 5, расположенные в противолежащих каналах. Действие полюсов 12 и 13 на шарики 5 должно быть согласовано таким образом, чтобы обеспечить перемещение всей цепочки шариков 5 и ползуна 6 в замкнутом канале в нужном направлении. Шарики 5 втягиваются в межполюсные зазоры полюсов 12 и 13 записанных электромагнитов 9, при этом в замкнутом канале приходит в движение вся цепочка шариков и ползун 6. После окончания импульса шарики, переместившись на шаг, займут исходное поло- жение по отношению к другим электромагнитам 9. При отключении запи- танных электромагнитов после совершения

шага и запитывания следующих за ними вдоль канала цепочки шариков 5, а вместе с ними и ползун 6 перемещаются еще на один шаг. При поочередном переключении электромагнитов 9 в соответствии с выбранной циклограммой питания система шариков 5 в замкнутом канале вместе с ползуном 6 совершает шаги, величина которых в общем случае равна d/n, где d - диаметр шарика; п

- число катушек, фаз. Катушки можно включать парами, при этом шаг перемещения ползуна уменьшается вдвое.

При достижении ползуном одного из крайних положений в канале производится

смена очередности переключения катушек и ползун движется в противоположном направлении.

На фиг.5 представлен вариант двигателя с параллельными ветвями каналов, работающими синхронно. Двигатель состоит из двух трубчатых каналов 2 с шариками 5, расположенных в каналах поршней 19, соединенных общей планкой 20, которая является исполнительным элементом. Поршни

19 в каналах 2 опираются на пружины 21. Каналы 2 располагаются в статоре 1 с электромагнитами 9.

При очередном переключении электромагнитов 9 их полюсы воздействуют на шарики 5 в каналах поршней 19 вместе с исполнительным элементом - планкой 20, к которой может подсоединяться нагрузка.

Предлагаемый двигатель за счет того, что полюсные наконечники сердечников

электромагнитов размещены внутри каналов с шариками, а поверхность полюсов выполнена цилиндрической и охватывает шарики с зазором, обладает высокой точностью дискретного перемещения и большим усилием фиксации, чем известный. Поэтому предлагаемый двигатель может быть использован в печатающих устройствах для перемещения каретки с печатающей головкой, для перемещения головки в устройствах на гибких магнитных дисках, для смены дорожек красящей ленты в печатающих устройствах.

Формула изобретения Линейный шаговый двигатель, содержащий статор с размещенными на нем электромагнитами, охватывающими канал, в котором вплотную друг к другу размещены шарики, воздействующие на подвижный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дискретного перемещения и увеличения усилия фиксации, подвижный элемент двигателя выполнен в виде ползуна с выступом, установленного в канале между шариками, при этом для вы516619316

ступа ползуна в канале выполнена продоль- размещены внутри канала, а их поверхность - ная прорезь, полюсные наконечники сер- выполнена цилиндрической и охватывает дечников электромагнитов статора шарики с зазором.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в автоматизированном электроприводе. Целью является повышение точности дискретного перемещения и увеличение усилия фиксации. Устройство содержит статор 1 с размещенными в нем электромагнитами 9, охватывающими своими полюсами трубчатый канал 2, в котором вплотную друг к другу размещены шарики 5. Между шариками установлен ползун 6 с выступом, для которого в средней части 3 канала выполнена продольная прорезь. Поверхность полюсов выполнена цилиндрической с зазором между их поверхностью и шариками 5. При подаче питающих импульсов в обмотки электромагнитов 9 ближайший к полючам запитанного электромагнита шарик 5 втягивается в межполюсный зазор. Шарики 5, расположенные в разных ветвях канала 2 при запитывании соответствующего электромагнита 9 перемещаются встречно, заставляя перемещаться всю цепочку шариков в замкнутом канале и ползун 6 в средней части 3 канала. При поочередном переключении электромагнитов 9 имеет место перемещение цепочки шариков 5 вместе с ползуном 6. При достижении ползуном 6 одного из крайних положений производится смена очередности переключения катушек электромагнитов 9 и ползун движется в противоположном направлении. Цель достигается за счет того, что полюсные наконечники сердечников электромагнитов 9 размещены внутри канала 2, их поверхность выполнена цилиндрической и охватывает шарики 5 с зазором. 5 ил.

Я „ 1К

Щиг.2

О

ГГАДААЛ 2 19

I I

6-8

& ,

Фиг.Ч