本實用新型涉及直線電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)及電機(jī)模組。

背景技術(shù)：

直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。如圖1所示，現(xiàn)有的直線電機(jī)模組主要包括底座1、動子2、定子3，定子3固定在底座1上，動子2固定于滑臺板4上，滑臺板4固定于滑塊5上，滑塊5在直線導(dǎo)軌6上做直線運(yùn)動，導(dǎo)軌6固定于底座1上，底座1上設(shè)有讀數(shù)頭7，讀數(shù)頭7固定于讀數(shù)頭固定塊8上，讀數(shù)頭固定塊8固定于滑臺板4上，動子2通電后帶動滑臺板4沿直線導(dǎo)軌6做直線運(yùn)動，讀數(shù)頭7通過感應(yīng)光柵尺9反饋數(shù)據(jù)，確保直線電機(jī)模組的精度。

然而，現(xiàn)有的直線電機(jī)模組結(jié)構(gòu)不夠緊湊，有些客戶對直線電機(jī)模組的寬度有限制，現(xiàn)有的直線電機(jī)模組本身寬度不能滿足客戶的需求，研究新型直線電機(jī)或設(shè)計更加緊湊的直線電機(jī)模組顯得很有必要。

因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)及電機(jī)模組，通過將定子上的磁軌作為磁柵尺，并將讀數(shù)頭內(nèi)嵌在動子內(nèi)，減少了傳統(tǒng)直線電機(jī)中的光柵尺、讀數(shù)頭和讀數(shù)頭固定座等零件，使得直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，減少其在機(jī)械設(shè)備中所占用的空間，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案：

一種自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)，包括定子和相對所述定子運(yùn)動的動子，其中，所述定子包括支座和設(shè)置在支座上的用于提供磁場的磁軌，所述動子中內(nèi)嵌有用于反饋位置信息的讀數(shù)頭。

所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)中，所述磁軌包括若干個極性交錯設(shè)置的永磁體。

所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)中，所述讀數(shù)頭內(nèi)設(shè)置有PCB板，所述PCB板上設(shè)置有用于采集動子在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的磁場信號并輸出相應(yīng)電壓信號的磁場采樣電路；用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為位置信號的信號轉(zhuǎn)換電路，所述磁場采樣電路連接信號轉(zhuǎn)換電路。

一種自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組，包括底座，其還包括如上所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)，以及用于控制所述直線電機(jī)運(yùn)動軌跡的導(dǎo)軌組件。

所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組中，所述導(dǎo)軌組件包括導(dǎo)軌和滑動設(shè)置在所述導(dǎo)軌上的滑塊，所述導(dǎo)軌固定于底座上。

所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組中，還包括隨動子同步運(yùn)動的滑臺板，所述動子固定于滑臺板上，所述滑臺板與滑塊固定聯(lián)接。

所述的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組中，所述底座的兩端分別設(shè)置有用于防止動子碰撞的防撞塊。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)及電機(jī)模組中，所述自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)包括定子和相對所述定子運(yùn)動的動子，所述定子包括支座和設(shè)置在支座上的用于提供磁場的磁軌，所述動子中自帶有用于反饋位置信息的讀數(shù)頭，通過將定子上的磁軌作為磁柵尺，并將讀數(shù)頭內(nèi)嵌在定子和動子內(nèi)，減少了傳統(tǒng)直線電機(jī)中的光柵尺、讀數(shù)頭和讀數(shù)頭固定座等零件，使得直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，減少其在機(jī)械設(shè)備中所占用的空間，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中直線電機(jī)模組的端面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組的端面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)中定子的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)及電機(jī)模組，將定子上的磁軌作為磁柵尺，并將讀數(shù)頭內(nèi)嵌在動子內(nèi)，減少了傳統(tǒng)直線電機(jī)中的光柵尺、讀數(shù)頭和讀數(shù)頭固定座等零件，使得直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，減少其在機(jī)械設(shè)備中所占用的空間，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖2，本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的電機(jī)模組包括底座10、設(shè)置在底座10上的直線電機(jī)20以及用于控制所述直線電機(jī)運(yùn)動軌跡的導(dǎo)軌301組件30，所述直線電機(jī)20為自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)20，減少了傳統(tǒng)直線電機(jī)模組中設(shè)置在底座10內(nèi)側(cè)的光柵尺、讀數(shù)頭固定座等零件，使得直線電機(jī)模組結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，如圖1和圖2所示，現(xiàn)有的直線電機(jī)模組底座10寬度為87mm，而本實用新型通過采用自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)20，使底座10寬度減少為82mm，減小了電機(jī)模組的整體寬度，節(jié)約了在機(jī)械設(shè)備中所占用的空間，拓寬了電機(jī)模組的應(yīng)用范圍。

進(jìn)一步地，請一并參閱圖3和圖4，所述自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)20包括定子201和相對所述定子201運(yùn)動的動子202，所述定子201固定于底座10上，所述動子202沿著導(dǎo)軌組件30在定子201的上方作直線往復(fù)運(yùn)動，所述定子201內(nèi)部包括支座2011和設(shè)置在支座2011上的用于提供磁場的磁軌2012，所述動子202中內(nèi)嵌有用于反饋位置信息的讀數(shù)頭2021，動子202在運(yùn)動過程中通過內(nèi)嵌在其中的讀數(shù)頭2021讀取變化的磁場信號并輸出位置反饋信號，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，具體所述動子202還包括鐵芯，以及套設(shè)在所述鐵芯上的線圈繞組，二者組成有鐵芯線圈，有鐵芯線圈和讀數(shù)頭2021均安裝設(shè)置在動子202內(nèi)部，作為一個整體共同組成動子202。

優(yōu)選地，所述磁軌2012包括若干個極性交錯設(shè)置的永磁體，即在定子201的支座2011上，設(shè)置有N極、S極交錯的永磁體，其作為磁軌2012，同時也作為磁柵尺，所述動子202在定子201的上方來回運(yùn)動過程中切割磁場產(chǎn)生推力，同時內(nèi)嵌在動子202中的讀數(shù)頭2021隨著動子202的同步運(yùn)動實時感應(yīng)磁場信號變化，將所述磁場信號轉(zhuǎn)為為位置反饋信號輸出，實現(xiàn)準(zhǔn)確定位的目的，即本實用新型提供的直線電機(jī)20，直接將定子的磁軌2012作為磁柵尺使用，行使磁柵尺的功能，無需在格外設(shè)置外部光柵尺或磁柵尺，節(jié)約了成本和空間，同時將讀數(shù)頭2021內(nèi)嵌在動子202內(nèi)部，進(jìn)一步減少了電機(jī)模組的占用空間。

具體實施時，所述讀數(shù)頭2021內(nèi)設(shè)置有PCB板，所述PCB板上設(shè)置有用于采集動子202在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的磁場信號并輸出相應(yīng)電壓信號的磁場采樣電路；用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為位置信號的信號轉(zhuǎn)換電路，所述磁場采樣電路連接信號轉(zhuǎn)換電路。讀數(shù)頭2021隨著動子202一起在N極、S極交錯的永磁體上方作直線往復(fù)運(yùn)動，磁場采樣電路采集動子202在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的磁場信號，所述磁場采樣電路具體可采用霍爾傳感器感應(yīng)磁場的變化信息并輸出相應(yīng)的電壓信號，優(yōu)選地可通過設(shè)置兩個霍爾傳感器并調(diào)節(jié)二者的安裝間距，獲得兩路相位差為90°的磁場信號，并將該磁場信號轉(zhuǎn)換為相位差同樣為90°的電壓信號；之后通過信號轉(zhuǎn)換電路將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為位置信號，具體可通過細(xì)分電路將兩路電壓信號進(jìn)行預(yù)設(shè)倍數(shù)細(xì)分，得到標(biāo)準(zhǔn)的位置反饋信號，即兩路正交編碼器信號，從而得到準(zhǔn)確的位置反饋信息實現(xiàn)定位反饋，為了進(jìn)一步提高信號的抗干擾能力，便于伺服驅(qū)動器接收位置反饋信號，本實用新型還可通過差分信號轉(zhuǎn)換電路將所述正交編碼器信號轉(zhuǎn)換為差分信號輸出，確保位置反饋信號的抗干擾性和準(zhǔn)確性，所述差分信號轉(zhuǎn)換電路可采用型號為AM26LS31的集成電路，當(dāng)然也可采用其他具有相同功能的集成電路，本實用新型對此不作限定。

本實用新型通過將磁軌2012當(dāng)作磁柵尺來使用，行使磁柵尺的功能，將讀數(shù)頭2021設(shè)置在動子202內(nèi)部，通過讀數(shù)頭2021讀取N極和S極信號的變化并反饋位置達(dá)到定位效果，在保證定位效果的同時也使電機(jī)模組可以做得更加緊湊，減小直線電機(jī)20模組在機(jī)械設(shè)備中的占比。

具體地，所述導(dǎo)軌組件30包括導(dǎo)軌301和滑動設(shè)置在所述導(dǎo)軌301上的滑塊302，所述導(dǎo)軌301固定于底座10上，所述電機(jī)模組還包括隨動子202同步運(yùn)動的滑臺板40，所述動子202固定于滑臺板40上，所述滑臺板40與滑塊302固定聯(lián)接，固定在滑臺板40下方的動子202通電后與定子201相互作用產(chǎn)生電磁推力，之后隨著滑塊302一起沿著導(dǎo)軌301作直線往復(fù)運(yùn)動。優(yōu)選地，所述底座10的兩端分別設(shè)置有用于防止動子202碰撞的防撞塊50，保證動子202及滑臺版的正常運(yùn)動軌跡。

本實用新型還相應(yīng)提供一種自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)，由于上文已對所述自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處不再詳述。

綜上所述，本實用新型提供的自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)及電機(jī)模組中，所述自帶磁柵尺和讀數(shù)頭的直線電機(jī)包括定子和相對所述定子運(yùn)動的動子，所述定子包括支座和設(shè)置在支座上的用于提供磁場的磁軌，所述動子中內(nèi)嵌有用于反饋位置信息的讀數(shù)頭，通過將定子上的磁軌作為磁柵尺，并將讀數(shù)頭內(nèi)嵌在動子內(nèi)，減少了傳統(tǒng)直線電機(jī)中的光柵尺、讀數(shù)頭和讀數(shù)頭固定座等零件，使得直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，減少其在機(jī)械設(shè)備中所占用的空間，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。