一种磁悬浮电机的制作方法

本技术涉及驱动机构，具体涉及一种磁悬浮电机。

背景技术：

1、重量补偿电机作为一种常用于机械设备、自动化装置及精密运动系统中的功能组件，主要用于抵消或平衡被支撑部件的重力，从而实现轻量化、低能耗及高精度的运动控制。目前，常见的重量补偿方式主要包括机械弹簧式补偿电机、气动式补偿电机以及磁力弹簧式补偿电机等。其中，机械弹簧式补偿电机具有结构简单、成本较低的特点，但其输出推力与拉伸长度呈线性关系，导致在整个行程范围内无法实现恒定补偿力，易出现力输出不均衡的问题，限制了其在精密运动系统中的应用。气动式补偿电机能够在一定行程范围内提供相对恒定的推力补偿，其性能较机械弹簧稳定，但此类装置通常依赖外部气源与气路系统，结构复杂且维护要求高。

2、此外，气缸及管路的体积限制了其在紧凑空间或便携设备中的应用，尤其不适合对安装空间和重量有严格要求的场合。磁力弹簧式补偿电机通过磁体与导磁元件之间的磁斥力或吸引力实现无接触式补偿，其在理论上可实现较为均衡的推力输出，无需外部能量输入，具有响应快、寿命长等优点。然而，现有磁力弹簧通常由磁铁、不锈钢管、端盖及导磁环等组成，在实现一定推力和行程的条件下，其整体长度较长，结构不够紧凑，限制了其在短行程或小型化设备中的应用。此外，传统磁力弹簧在磁场分布均匀性、力曲线平稳性及结构稳定性方面仍存在改进空间。

3、现有技术中的重量补偿电机在力输出均衡性、系统紧凑性及适用环境方面均存在不同程度的不足。因而有必要针对这类重量补偿电机的结构进行研究和改进；为了解决上述问题，故提出本申请的构思。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种磁悬浮电机，以解决现有技术在无需气源的条件下，实现结构紧凑、在整个行程范围内能够输出较为均衡的推力。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种磁悬浮电机，包括：定子组件，所述定子组件包括导磁轴以及同轴地固定于所述导磁轴一端的固定件；动子组件，所述动子组件包括外壳以及沿该外壳内壁均匀布置的多个磁体，多个所述磁体的内表面共同围成有轴向腔体，所述轴向腔体至少一端具有开口；所述定子组件的导磁轴至少部分位于所述轴向腔体内，且所述导磁轴的外周面与多个所述磁体的内表面之间形成径向间隔；其中，所述固定件构成对所述动子组件的轴向限位。

3、通过将导磁轴同轴套接于由周向均匀布置的磁体所围成的轴向腔体内，并利用其间的径向间隔形成磁悬浮作用，实现了动子组件沿导磁轴轴向的非接触式运动。该结构设计使装置在整个运动行程中能够输出更为均衡的磁悬浮推力，有效克服了传统机械弹簧输出力与行程呈线性关系而导致的力输出不均衡问题。同时，该装置完全依靠永磁体与导磁轴之间的磁场相互作用实现重量补偿，无需依赖外部气源或复杂管路系统，显著简化了系统结构，降低了使用与维护成本。

4、优选的，相邻的各所述磁体之间的侧向表面彼此间隔，以形成至少两个沿轴向贯通的间隙，且两所述间隙相对布置。通过设置间隙，可避免相邻磁体之间的磁干扰，提高磁通密度分布的线性度，从而在整个运动行程中实现更稳定的补偿力输出。

5、优选的，所述外壳轴向一端的端壁上开设有至少两个条形定位槽；各所述定位槽沿所述外壳的径向延伸，并呈对称分布；各所述定位槽的位置与各所述间隙的位置一一对应且相连通。定位槽的作用是在安装多个磁体时，通过将定位工件如定位卡板，卡接于两个对应的定位槽，将外壳的轴向腔体分隔为两个独立空间，以分别容纳磁体。这样，两个磁体装配后彼此之间形成两个间隙，且每个间隙均与相应的定位槽位置对应，从而便于磁体的安装。

6、优选的，所述导磁轴在所述轴向腔体内的轴向长度小于所述轴向腔体的轴向长度。该设计保证了动子在磁悬浮作用下具有足够的补偿行程，同时避免导磁轴与外壳端部的机械接触，提高使用寿命和灵活性。

7、优选的，所述固定件与所述外壳的外径相等并同轴设置，两者的外周面共同构成一连续且平滑的外周面。通过此结构的设计，使装置整体外观规整，减少气流干扰与摩擦阻力，并便于装置嵌入或安装于紧凑空间中。

8、优选的，所述外壳的轴向长度大于所述固定件的轴向长度，以增强其结构刚性及支撑强度。然而，该设计可提高动子组件在运行中的结构稳定性，减少变形风险，从而进一步提升运动精度与悬浮平衡性。

9、优选的，所述导磁轴的外周壁设有至少两个对称布置的轴向平面，所述轴向平面的延伸方向平行于所述导磁轴的轴线。该设计可防止导磁轴在工作过程中转动，从而保持磁场分布的稳定性，提升装置的对称性与可靠性。

10、优选的，各所述磁体以其内侧磁极面向所述导磁轴，且各所述磁体内侧磁极的极性相同。这种布置方式使磁场在径向方向上形成排斥力，实现磁悬浮支撑，从而输出稳定的补偿力曲线。

11、优选的，所述磁体为永磁体，且其朝向及背向所述导磁轴的两个表面为极性相反的磁极，以形成垂直于所述导磁轴轴线的磁场方向。该磁化方式使磁力线在径向方向上集中分布，增强磁悬浮效果，提高补偿力输出的线性度和可控性。

12、优选的，所述轴向腔体的内径大于所述导磁轴的外径，从而实现了零机械摩擦的运动，这使得动子组件的移动极为顺畅、灵敏，并且没有磨损，大大提高了装置的使用寿命和可靠性。

13、与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

14、该种磁悬浮电机，包括：定子组件，所述定子组件包括导磁轴以及同轴地固定于所述导磁轴一端的固定件；动子组件，所述动子组件包括外壳以及沿该外壳内壁均匀布置的多个磁体，多个所述磁体的内表面共同围成有轴向腔体，所述轴向腔体至少一端具有开口；所述定子组件的导磁轴至少部分位于所述轴向腔体内，且所述导磁轴的外周面与多个所述磁体的内表面之间形成径向间隔；其中，所述固定件构成对所述动子组件的轴向限位。通过将导磁轴同轴套接于由周向均匀布置的磁体所围成的轴向腔体内，并利用其间的径向间隔形成磁悬浮作用，实现了动子组件沿导磁轴轴向的非接触式运动。该结构设计使装置在整个运动行程中能够输出更为均衡的磁悬浮推力，有效克服了传统机械弹簧输出力与行程呈线性关系而导致的力输出不均衡问题。同时，该装置完全依靠永磁体与导磁轴之间的磁场相互作用实现重量补偿，无需依赖外部气源或复杂管路系统，显著简化了系统结构，降低了使用与维护成本。

15、下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

1.一种磁悬浮电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的磁悬浮电机，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，所述轴向腔体的内径大于所述导磁轴的外径。