一种结构简单的封闭式直线电机模组的制作方法

1.本实用新型属于直线电机模组结构领域，特别涉及一种结构简单的封闭式直线电机模组。


背景技术：

2.直线电机模组是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置，是一种支撑和导向机构，用来支撑和引导滑动方向上的部件，按给定的方向做往复运动。其作用原理可以理解为一种滚动导引，是由滚动体在滑块和导轨之间无限滚动循环，从而使负载平台沿着导轨做线性运动，并将摩擦系数降至传统滑动引导的2％，能轻易达到很高的机械精度。在直线电机模组平台领域，直线电机主要搭载闭环光栅实现位置反馈，应用于高精度、高加速、高刚性需求的直线运动系统。传统的滚动直线导轨目前已被广泛应用于各类设备的运动系统中，各类品牌的直线电机内部结构都大同小异，安装尺寸实现标准化。但随着设备的不断更新换代，时间效益、空间效益、产品精度越来越被受到重视。
3.现有的直线电机模组一般没有较好的防尘结构，其密封性不好，使用一段时间后直线电机模组的腔体内会积累比较多的灰尘。而过多的灰尘会影响直线电机模组的工作精度与工作效率。且若将直线电机模组应用在无尘室内环境中，密封性能不好的直线电机模组在运行时，模组内部的油污可能会溅射出来，影响无尘环境，因此一般的直线电机模组在无尘度要求较高的场合不太适用。
4.现有专利“一种全密封直线电机模组”公开一种全密封直线电机模组，通过在端板、侧罩板和柔性钢带配合形成一个密封空间，将电机模组与外界空间隔开，全方位有效防止空气的灰尘落入；柔性钢带和侧罩板的磁贴配合，适应载料台的动态运动状态，在外力的作用下，柔性钢带和侧罩板能轻易分离，不干涉载料台的运动，同时柔性钢带在磁力的作用下，外力消失的瞬间柔性钢带重新与侧罩板贴合，减少缝隙的面积和存在时间；配合载料台上方设置的防尘罩实现全密封，密封防尘效果较好。但该专利中具有较好密封防尘效果的全密封直线电机模组结构零部件较多，导致生产步骤多、组装结构复杂、生成成本高。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的封闭式直线电机模组，防尘效果好且零部件少，生成步骤少，生产成本低。
6.本实用新型的另一个目的在于提供一种结构简单的封闭式直线电机模组，不仅结构简单、防尘效果好，且发生故障易于维修，能防止滑动结构中的零部件掉入底座凹槽内部造成的不便。
7.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
8.本实用新型提供一种结构简单的封闭式直线电机模组，包括直线电机主体、滑动结构、底座，直线电机主体包括滑块，底座包括底板，滑块包括滑动台板与滑脚，滑动台板与
滑脚固定连接，滑脚通过滑动结构与底座滑动连接；还包括端板、防尘侧板、钢带，防尘侧板与底板左右两侧固定连接，端板与底板、防尘侧板的前后两端固定连接，钢带前后两端与端板固定连接，防尘侧板、底板、端板、钢带围合形成防尘腔体，滑脚、滑动结构位于防尘腔体内部。防尘腔体对滑动结构、滑脚、滑脚与底座的连接处起到防护作用，既能防止外界灰尘等杂物进入直线电机模组内部影响直线电机模组运行，又能防止直线电机模组的油污溅射出来污染外界环境。防尘效果好且零部件少，生成步骤少，生产成本低。
9.进一步地，该直线电机模组还包括橡胶磁条，橡胶磁条固定连接在防尘侧板顶侧，钢带左右两侧与橡胶磁条磁吸连接，滑动台板从钢带与橡胶磁条之间横向伸出防尘腔体，滑动台板伸出防尘腔体的部位固定连接有滑动外壳，滑动外壳、钢带、滑动台板依次层叠设置，滑动台板位于钢带下方部位的顶面在纵向上呈弧状弯曲，滑动外壳前后两端的底面与橡胶磁条平行。在纵向上呈弧状弯曲是指在滑动台板滑动方向上呈弧状弯曲。滑动外壳从上方扣合在滑动台板上，将钢带夹在滑动外壳与滑动台板中间，使位于滑动台板上方的钢带随滑动台板顶面的形状弯曲，便于滑动台板滑动时滑动台板前端的钢带与橡胶磁条被轻易撑开、滑动台板后端的钢带与橡胶磁条迅速合拢。滑动外壳的前后两端的底面与橡胶磁条平行，可将滑动外壳的前后两端的底面设置与橡胶磁条距离较近，滑动外壳的前端、滑动外壳的后端分别压住位于滑动外壳下方的钢带使钢带靠近橡胶磁条，位于滑动外壳前方、后方的钢带与橡胶磁条迅速吸附在一起，形成较为密封的防尘腔体。
10.进一步地，滑动台板位于钢带下方部位的顶面连接有光滑摩擦片，光滑摩擦片置于滑动台板与钢带之间，光滑摩擦片与滑动台板紧密贴合。光滑摩擦片的材质光滑且耐磨，滑动台板滑动时，钢带与光滑摩擦片摩擦。
11.进一步地，滑动台板伸出防尘腔体的部位固定连接有凸柱，滑动外壳对应凸柱位置开设有卡孔，凸柱卡入卡孔中。如此设置采用简单结构实现滑动外壳与滑动台板的固定连接，成本低，易实现，且滑动外壳与滑动台板可拆卸，方便维修维护。
12.进一步地，底座还包括两个底座侧板，底座侧板设置于防尘腔体内，两个底座侧板与底板固定连接形成底座凹槽；滑块包括两个滑脚，两个滑脚分别对称设置在同侧的底座侧板与防尘侧板之间，每个滑脚均通过滑动结构与底座侧板的外侧壁滑动连接。滑脚、滑动结构均位于底座凹槽外侧，不占用底座凹槽内部空间，滑块可根据直线电机主体中的动力结构对应设计长度，使直线电机模组结构紧凑的同时具有较大的承载力与较强的稳定性；发生故障易于维修，能防止滑动结构中的零部件掉入底座凹槽内部造成的不便，提高直线电机模组运行的稳定性。
13.进一步地，直线电机主体还包括磁轨、直线电机动子，磁轨、直线电机动子置于底座凹槽中，直线电机动子与滑动台板在防尘腔体内固定连接，磁轨安装于底板上且与直线电机动子位置对应。直线电机动子与磁轨之间始终保持一定气隙而不接触，消除直线电机动子与磁轨之间的接触摩擦阻力，提高直线电机模组的灵敏度和随动性，且实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，故障少，提高直线电机模组的可靠性。
14.进一步地，每个滑动结构均包括滚动体、滑轨、回流器；两个底座侧板外侧分别向内凹陷设置有沟槽道，每个滑脚在对应沟槽道位置分别向内凹陷设置有滑动凹槽，滑轨设置于沟槽道与滑动凹槽内形成滚动体通道，回流器嵌设在滑脚内部，回流器与滚动体通道组成闭合回路，滚动体在闭合回路中滚动。沟槽道内设置滑轨使滑轨与底座整合在一起，确
保直线电机模组结构紧凑，满足小尺寸、高精度需求，且省去原本用于保证滑轨直线强度的材料，节省材料成本。滚动体、回流器与滚动体通道构成导向体，引导直线电机模组实现高精度直线往返运动，也起到支撑滑块、承受负载的作用。滑动结构设置在底座凹槽外部能避免滚动体掉入底座凹槽内部或被吸附到磁轨上造成的不便。
15.进一步地，滑脚下侧固定连接有位置编码器；底座侧板外侧壁连接有接油凸台，接油凸台设置于滚动体通道下方、位置编码器上方。位置编码器为该直线电机模组运动提供位置反馈。使用者通常会向滚动体通道中加入润滑油脂。接油凸台能够接住从滚动体通道中渗流下来的油脂，防止油脂继续下流污染位置编码器。
16.进一步地，端板上连接有缓冲橡胶，缓冲橡胶置于防尘腔体内。缓冲橡胶对直线电机主体起到缓冲限位作用。
17.进一步地，滚动体由多个滚珠组成，滑轨上的滚珠与沟槽道内的滑轨、滑动凹槽内的滑轨均呈两点接触，接触点受力方向与水平方向夹角呈45
°
角。如此设置提高直线电机模组在直线运动中的承载能力、刚性及稳定性。
18.本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，防尘腔体起到防护作用，既能防止外界灰尘等杂物进入直线电机模组内部影响直线电机模组运行，又能防止直线电机模组的油污溅射出来污染外界环境。该直线电机模组结构简单，零部件少，生成步骤少，生产成本低。
附图说明
19.图1是本实用新型爆炸图。
20.图2是本实用新型第一剖面图。
21.图3是本实用新型第二剖面图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
24.参见图1
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3所示，本实用新型提供一种结构简单的封闭式直线电机模组，包括直线电机主体1、滑动结构2、底座3、端板4、防尘侧板5、钢带6、橡胶磁条7、光滑摩擦片8、位置编码器9。底座3包括底板31、两个底座侧板32，两个底座侧板32与底板31固定连接形成底座凹槽35。防尘侧板5与底板31左右两侧固定连接，端板4与底板31、防尘侧板5的前后两端固定连接，橡胶磁条7固定连接在防尘侧板5顶侧，钢带6前后两端与端板4固定连接，钢带6左右两侧与橡胶磁条7磁吸连接，防尘侧板5、底板31、端板4、钢带6围合形成防尘腔体10。底座侧板32设置于防尘腔体10内。
25.直线电机主体1包括滑块11、磁轨12、直线电机动子13、滑动外壳14。滑块11包括滑动台板111与两个滑脚112，两个滑脚112左右对称固定连接在滑动台板111底侧。滑脚112、滑动结构2均位于防尘腔体10内。两个滑脚112分别对称设置在同侧的底座侧板32与防尘侧板5之间，每个滑脚112均通过滑动结构2与底座侧板32的外侧壁滑动连接。滑脚112、滑动结
构2均位于底座凹槽35外侧，不占用底座凹槽35内部空间，滑块11可根据直线电机主体1中的动力结构对应设计长度，使直线电机模组结构紧凑的同时具有较大的承载力与较强的稳定性；发生故障易于维修，能避免滑动结构2中的零部件掉入底座凹槽35内部造成的不便，提高直线电机模组运行的稳定性。
26.磁轨12、直线电机动子13置于底座凹槽35中，直线电机动子13与滑动台板111在防尘腔体10内固定连接，磁轨12安装于底板31上且与直线电机动子13位置对应。直线电机动子13与磁轨12之间始终保持一定气隙而不接触，消除直线电机动子13与磁轨12之间的接触摩擦阻力，提高直线电机模组的灵敏度和随动性，且实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，故障少，提高直线电机模组的可靠性。
27.滑动台板111从钢带6与橡胶磁条7之间横向伸出防尘腔体10，滑动台板111伸出防尘腔体10的部位与滑动外壳14固定连接。滑动台板111位于钢带6下方部位的顶面在纵向上呈弧状弯曲，光滑摩擦片8设置在滑动台板111与钢带6之间，光滑摩擦片8与滑动台板111连接且紧密贴合，滑动外壳14、钢带6、光滑摩擦片8、滑动台板111依次层叠设置。光滑摩擦片8的材质光滑且耐磨，滑动台板111滑动时，钢带6与光滑摩擦片8摩擦。在纵向上呈弧状弯曲是指在滑动台板111滑动方向上呈弧状弯曲。滑动外壳14从上方扣合在滑动台板111上，将钢带6夹在滑动外壳14与光滑摩擦片8中间，使位于滑动台板111上方的钢带6随滑动台板111顶面的形状弯曲，便于滑动台板111滑动时滑动台板111前端的钢带6与橡胶磁条7被轻易撑开、滑动台板111后端的钢带6与橡胶磁条7迅速合拢。滑动外壳14的前端142、滑动外壳14的后端143的底面与橡胶磁条7平行且与橡胶磁条7距离较近，滑动外壳14的前端142、滑动外壳14的后端143分别压住位于滑动外壳14下方的钢带6使钢带6靠近橡胶磁条7，位于滑动外壳14前方、后方的钢带6与橡胶磁条7迅速吸附在一起，形成较为密闭的防尘腔体10。防尘腔体10起到防护作用，既能防止外界灰尘等杂物进入直线电机模组内部影响直线电机模组运行，又能防止直线电机模组的油污溅射出来污染外界环境。
28.滑动台板111伸出防尘腔体10的部位固定连接有凸柱113，滑动外壳14对应凸柱113位置开设有卡孔141，凸柱113卡入卡孔141中。如此设置采用简单结构实现滑动外壳14与滑动台板111的固定连接，成本低，易实现，且滑动外壳14与滑动台板111可拆卸，方便维修维护。
29.每个滑动结构2均包括滚动体21、滑轨22、回流器23；两个底座侧板32外侧分别向内凹陷设置有沟槽道33，每个滑脚112在对应沟槽道33位置分别向内凹陷设置有滑动凹槽114，滑轨22设置于沟槽道33与滑动凹槽114内形成滚动体通道(图未示)，回流器23嵌设在滑脚112内部，回流器23与滚动体通道组成闭合回路(图未示)，滚动体21在闭合回路中滚动。沟槽道33内设置滑轨22使滑轨22与底座3整合在一起，确保直线电机模组结构紧凑，满足小尺寸、高精度需求，且省去原本用于保证滑轨22直线强度的材料，节省材料成本。滚动体21、回流器23与滚动体通道构成导向体，引导直线电机模组实现高精度直线往返运动，也起到支撑滑块11、承受负载的作用。滑动结构2设置在底座凹槽35外部能避免滚动体21掉入底座凹槽35内部或被吸附到磁轨12上造成的不便。
30.滑脚112下侧与位置编码器9固定连接，底座侧板32外侧壁连接有接油凸台34，接油凸台34设置于滚动体通道下方、位置编码器9上方。位置编码器9为该直线电机模组运动提供位置反馈。使用者通常会向滚动体通道中加入润滑油脂。接油凸台34能够接住从滚动
体通道中渗流下来的油脂，防止油脂继续下流污染位置编码器9。
31.端板4上连接有缓冲橡胶41，缓冲橡胶41置于防尘腔体10内。缓冲橡胶41对直线电机主体1起到缓冲限位作用。
32.滚动体21由多个滚珠组成，滑轨22上的滚珠与沟槽道33内的滑轨22、滑动凹槽114内的滑轨22均呈两点接触，接触点受力方向与水平方向夹角呈45
°
角。如此设置提高直线电机模组在直线运动中的承载能力、刚性及稳定性。
33.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。