一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，包括永磁直線電機(jī)、掛門板和滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，永磁直線電機(jī)包括電機(jī)定子和電機(jī)動(dòng)子，滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和滾動(dòng)輪；電機(jī)定子包括定子鐵心和定子繞組，電機(jī)動(dòng)子包括動(dòng)子鐵心和一組結(jié)構(gòu)尺寸相同的磁鋼，電機(jī)定子和電機(jī)動(dòng)子之間形成氣隙，掛門板與電機(jī)動(dòng)子固定，滾動(dòng)輪安裝在電機(jī)動(dòng)子上，導(dǎo)軌安裝在電機(jī)定子上，電機(jī)定子位置固定；在定子鐵心的齒槽位置設(shè)置有霍爾傳感器。本發(fā)明裝置，減少了采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此減少了噪聲、提高了穩(wěn)定性和使用壽命，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易。
【專利說(shuō)明】—種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置由旋轉(zhuǎn)電機(jī)、齒輪、齒鏈和掛門板組成，通過(guò)齒輪和齒鏈將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為掛門板的平移運(yùn)動(dòng)，由于大部分旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，通常還需要一個(gè)減速箱來(lái)減小齒輪的轉(zhuǎn)速。這種方案，一方面機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，故障率高，另一方面齒輪傳動(dòng)中的噪聲和磨損也大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，以克服現(xiàn)有電動(dòng)平移門需要齒輪、齒鏈等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，故障率高、噪聲和磨損大的不足，提高可靠性。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，包括永磁直線電機(jī)、掛門板和滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，永磁直線電機(jī)包括電機(jī)定子和電機(jī)動(dòng)子，滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和滾動(dòng)輪；電機(jī)定子包括定子鐵心和定子繞組，定子鐵心沿行程方向(電機(jī)動(dòng)子的移動(dòng)方向)均勻開設(shè)一組齒槽，定子繞組纏繞在定子鐵心的齒槽內(nèi)，電機(jī)動(dòng)子包括動(dòng)子鐵心和一組結(jié)構(gòu)尺寸相同的磁鋼，磁鋼沿行程方向連續(xù)排布形成磁極，磁鋼兩極的連線垂直于行程方向，并且相鄰兩個(gè)磁鋼的磁極方向相反，所有磁鋼背向動(dòng)子鐵心的表面共同形成磁極的極面；定子鐵心的齒槽開口和磁極的極面位置相對(duì)，電機(jī)定子和電機(jī)動(dòng)子之間形成氣隙，掛門板與電機(jī)動(dòng)子固定，滾動(dòng)輪安裝在電機(jī)動(dòng)子上，導(dǎo)軌安裝在電機(jī)定子上，電機(jī)定子位置固定；在定子鐵心的齒槽位置設(shè)置有霍爾傳感器，通過(guò)霍爾傳感器檢測(cè)磁極的極面數(shù)目和位置，基于極面數(shù)目和位置對(duì)掛門板的位置和速度進(jìn)行檢測(cè)。電機(jī)位置和速度反饋均可通過(guò)定子側(cè)的霍爾傳感器間接計(jì)算獲得，大大降低了成本。
[0006]本發(fā)明改變了現(xiàn)有的使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的一貫設(shè)計(jì)，而采用了永磁直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，減少了減速裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、降低了故障率；同時(shí)由于永磁直線電機(jī)本身的特性，使得其控制方式大大簡(jiǎn)化。當(dāng)永磁直線電機(jī)通電時(shí)，電機(jī)動(dòng)子就在電磁力的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)電機(jī)定子直線移動(dòng)，從而帶動(dòng)掛門板上的平移門移動(dòng)。由于永磁體(磁鋼)的存在，使得電機(jī)動(dòng)子在靜止時(shí)具有定位力，使得在停止時(shí)候可以自鎖。
[0007]優(yōu)選的，所述永磁直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)波形為方波驅(qū)動(dòng)，三個(gè)霍爾傳感器為一組對(duì)應(yīng)電機(jī)動(dòng)子的一對(duì)極，即每個(gè)霍爾傳感器對(duì)應(yīng)2/3 π電角度，當(dāng)磁極的極面劃過(guò)霍爾傳感器時(shí)輸出信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器各有1/3時(shí)間重疊，構(gòu)成6種輸出狀態(tài),用以控制驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)波形。采用方波進(jìn)行控制，相比較于現(xiàn)有的正弦波控制，更為簡(jiǎn)單。
[0008]優(yōu)選的，所述電機(jī)定子位于電機(jī)動(dòng)子整個(gè)行程中心位置對(duì)應(yīng)處。
[0009]優(yōu)選的，記整個(gè)行程的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電機(jī)定子的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,電機(jī)動(dòng)子的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,滿足下述關(guān)系=L2 = 1/2XL+L10這樣，只需要很短的定子繞組長(zhǎng)度即可滿足電機(jī)動(dòng)子(11)在整個(gè)行程之間的運(yùn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，還包括鋁合金外殼，鋁合金外殼的橫截面為長(zhǎng)方形且底側(cè)面中心沿行程方向開口，平行于鋁合金外殼的底面、在鋁合金外殼內(nèi)設(shè)置有固定塊，固定塊將鋁合金外殼內(nèi)部分為上表面一側(cè)的上容腔和下表面一側(cè)的下容腔；滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、包括一對(duì)導(dǎo)軌和一個(gè)滾動(dòng)輪，其中一對(duì)導(dǎo)軌分別固定在固定塊和鋁合金外殼的底面上、位置相對(duì)，滾動(dòng)輪卡合在一對(duì)導(dǎo)軌之間；電機(jī)動(dòng)子通過(guò)滾動(dòng)軸與滾動(dòng)輪連接，且在電機(jī)動(dòng)子的兩側(cè)均設(shè)置有滾動(dòng)輪，電機(jī)定子固定在上容腔內(nèi)。通過(guò)兩側(cè)的滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，可以保證電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
[0011]優(yōu)選的，所述固定塊相對(duì)鋁合金外殼的底面距離可調(diào)，即可以實(shí)現(xiàn)氣隙的可調(diào)。
[0012]有益效果:本發(fā)明提供的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，減少了采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此減少了噪聲、提高了穩(wěn)定性和使用壽命，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易；電機(jī)位置和速度反饋均可通過(guò)定子側(cè)的霍爾傳感器間接計(jì)算獲得，大大降低了成本；采用方波進(jìn)行控制，相比較于現(xiàn)有的正弦波控制，更為簡(jiǎn)單。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為電機(jī)本體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為磁極的極面示意圖；
[0016]圖4為自動(dòng)門運(yùn)行開啟/關(guān)閉狀態(tài)示意圖；
[0017]圖5為自動(dòng)門運(yùn)行關(guān)閉/開啟狀態(tài)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如圖1、圖2所示為一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，包括鋁合金外殼1、磁直線電機(jī)、掛門板4和滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。
[0020]鋁合金外殼I的橫截面為長(zhǎng)方形且底側(cè)面中心沿行程方向開口，平行于鋁合金外殼I的底面、在鋁合金外殼I內(nèi)設(shè)置有固定塊10，固定塊10將鋁合金外殼I內(nèi)部分為上表面一側(cè)的上容腔和下表面一側(cè)的下容腔。
[0021]永磁直線電機(jī)包括電機(jī)定子2和電機(jī)動(dòng)子11 ;電機(jī)定子2包括定子鐵心22和定子繞組，定子鐵心22沿行程方向均勻開設(shè)一組齒槽，定子繞組纏繞在定子鐵心22的齒槽內(nèi)，電機(jī)動(dòng)子11包括動(dòng)子鐵心23和一組結(jié)構(gòu)尺寸相同的磁鋼24，磁鋼24沿行程方向連續(xù)排布形成磁極9，磁鋼24兩極的連線垂直于行程方向，并且相鄰兩個(gè)磁鋼24的磁極方向相反，所有磁鋼24背向動(dòng)子鐵心23的表面共同形成磁極9的極面(如圖3所示)；定子鐵心22的齒槽開口和磁極9的極面位置相對(duì)，電機(jī)定子2和電機(jī)動(dòng)子11之間形成氣隙。
[0022]滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、包括一對(duì)導(dǎo)軌3和一個(gè)滾動(dòng)輪8，其中一對(duì)導(dǎo)軌3分別固定在固定塊10和鋁合金外殼I的底面上、位置相對(duì)，滾動(dòng)輪8卡合在一對(duì)導(dǎo)軌3之間；電機(jī)動(dòng)子11通過(guò)滾動(dòng)軸7與滾動(dòng)輪8連接，且在電機(jī)動(dòng)子11的兩側(cè)均設(shè)置有滾動(dòng)輪8，電機(jī)定子2固定在上容腔內(nèi)。所述固定塊10相對(duì)鋁合金外殼I的底面距離可調(diào)。
[0023]在定子鐵心22的齒槽位置設(shè)置有霍爾傳感器21，通過(guò)霍爾傳感器21檢測(cè)磁極9的極面數(shù)目和位置，基于極面數(shù)目和位置對(duì)掛門板4的位置和速度進(jìn)行檢測(cè)。所述永磁直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)波形為方波驅(qū)動(dòng)，三個(gè)霍爾傳感器21為一組對(duì)應(yīng)電機(jī)動(dòng)子11的一對(duì)極，即每個(gè)霍爾傳感器21對(duì)應(yīng)2/3 電角度，當(dāng)磁極9的極面劃過(guò)霍爾傳感器21時(shí)輸出信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器21各有1/3時(shí)間重疊，構(gòu)成6種輸出狀態(tài)，用以控制驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)波形。
[0024]所述電機(jī)定子2位于電機(jī)動(dòng)子11整個(gè)行程中心位置對(duì)應(yīng)處，記整個(gè)行程的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電機(jī)定子2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,電機(jī)動(dòng)子11的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，滿足下述關(guān)系:L2 = 1/2XL+L10
[0025]該永磁直線電機(jī)無(wú)需位置和速度傳感器，通過(guò)檢測(cè)掃過(guò)定子處霍爾傳感器21極面次數(shù)即可確定當(dāng)前動(dòng)子位置，通過(guò)測(cè)量掃過(guò)一對(duì)磁極的時(shí)間即可得到速度值，為此大大簡(jiǎn)化了控制方式和測(cè)量電路。
[0026]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:包括永磁直線電機(jī)、掛門板⑷和滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，永磁直線電機(jī)包括電機(jī)定子⑵和電機(jī)動(dòng)子(11)，滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌(3)和滾動(dòng)輪(8);電機(jī)定子(2)包括定子鐵心(22)和定子繞組，定子鐵心(22)沿行程方向均勻開設(shè)一組齒槽，定子繞組纏繞在定子鐵心(22)的齒槽內(nèi)，電機(jī)動(dòng)子(11)包括動(dòng)子鐵心(23)和一組結(jié)構(gòu)尺寸相同的磁鋼(24)，磁鋼(24)沿行程方向連續(xù)排布形成磁極(9)，磁鋼(24)兩極的連線垂直于行程方向，并且相鄰兩個(gè)磁鋼(24)的磁極方向相反，所有磁鋼(24)背向動(dòng)子鐵心(23)的表面共同形成磁極(9)的極面；定子鐵心(22)的齒槽開口和磁極(9)的極面位置相對(duì)，電機(jī)定子(2)和電機(jī)動(dòng)子(11)之間形成氣隙，掛門板(4)與電機(jī)動(dòng)子(11)固定，滾動(dòng)輪⑶安裝在電機(jī)動(dòng)子(11)上，導(dǎo)軌⑶安裝在電機(jī)定子(2)上，電機(jī)定子(2)位置固定；在定子鐵心(22)的齒槽位置設(shè)置有霍爾傳感器(21)，通過(guò)霍爾傳感器(21)檢測(cè)磁極(9)的極面數(shù)目和位置，基于極面數(shù)目和位置對(duì)掛門板⑷的位置和速度進(jìn)行檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:所述永磁直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)波形為方波驅(qū)動(dòng)，三個(gè)霍爾傳感器(21)為一組對(duì)應(yīng)電機(jī)動(dòng)子(11)的一對(duì)極，即每個(gè)霍爾傳感器(21)對(duì)應(yīng)2/3 π電角度，當(dāng)磁極(9)的極面劃過(guò)霍爾傳感器(21)時(shí)輸出信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器(21)各有1/3時(shí)間重疊，構(gòu)成6種輸出狀態(tài)，用以控制驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:所述電機(jī)定子(2)位于電機(jī)動(dòng)子(11)整個(gè)行程中心位置對(duì)應(yīng)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:記整個(gè)行程的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電機(jī)定子(2)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,電機(jī)動(dòng)子(11)的長(zhǎng)度SL2，滿足下述關(guān)系:L2 = 1/2XL+L!。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:還包括鋁合金外殼(I)，鋁合金外殼(I)的橫截面為長(zhǎng)方形且底側(cè)面中心沿行程方向開口，平行于鋁合金外殼⑴的底面、在鋁合金外殼⑴內(nèi)設(shè)置有固定塊(10)，固定塊(10)將鋁合金外殼(I)內(nèi)部分為上表面一側(cè)的上容腔和下表面一側(cè)的下容腔；滾動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、包括一對(duì)導(dǎo)軌(3)和一個(gè)滾動(dòng)輪(8)，其中一對(duì)導(dǎo)軌(3)分別固定在固定塊(10)和鋁合金外殼(I)的底面上、位置相對(duì)，滾動(dòng)輪(8)卡合在一對(duì)導(dǎo)軌(3)之間；電機(jī)動(dòng)子(11)通過(guò)滾動(dòng)軸(7)與滾動(dòng)輪(8)連接，且在電機(jī)動(dòng)子(11)的兩側(cè)均設(shè)置有滾動(dòng)輪(8)，電機(jī)定子(2)固定在上容腔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于永磁直線電機(jī)的電動(dòng)平移門驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:所述固定塊(10)相對(duì)鋁合金外殼(I)的底面距離可調(diào)。
【文檔編號(hào)】E05F15/14GK104153673SQ201410438198
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】余海濤, 洪立瑋, 陳浩, 馬振琦, 施振川 申請(qǐng)人:南京賽梵電氣科技有限公司