一种带轴线性马达

文档序号:687046 发布日期:2021-04-30 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种带轴线性马达 (Axial linear motor ) 是由 金春会 李伟德 于 2020-12-23 设计创作,主要内容包括:本发明属于机械设备领域,涉及线性马达技术,具体是一种带轴线性马达。一种带轴线性马达,包括上机壳与下机壳,所述上机壳内顶壁固定安装有弹簧,所述下机壳位于上机壳的正下方,所述上机壳与下机壳之间设置有线轴,所述线轴外表面绕接有电磁线圈,所述上机壳与下机壳之间设置有外锁块,所述外锁块为一个下方开口的罩体,且外锁块中心处开设有通孔,所述外锁块的内顶壁固定安装有环形磁钢与振子,所述环形磁钢位于振子与线轴之间,所述环形磁钢底部设置有内锁块。本发明通过将线轴固定在下机壳,用于对上机壳提供支撑,从而对上机壳提供支撑,避免上机壳出现变形情况,从而防止由于上机壳的变形而引起的共振频率变化。(The invention belongs to the field of mechanical equipment, relates to a linear motor technology, and particularly relates to an axial linear motor. The utility model provides a take axial linear motor, includes upper enclosure and lower casing, roof fixed mounting has the spring in the upper enclosure, the lower casing is located the upper enclosure under, be provided with the spool between upper enclosure and the lower casing, the spool surface is around being connected with solenoid, be provided with outer locking piece between upper enclosure and the lower casing, outer locking piece is a below open-ended cover body, and outer locking piece center department has seted up the through-hole, the interior roof fixed mounting of outer locking piece has annular magnet steel and oscillator, annular magnet steel is located between oscillator and the spool, annular magnet steel bottom is provided with interior locking piece. The bobbin is fixed on the lower shell and used for supporting the upper shell, so that the upper shell is supported, the upper shell is prevented from deforming, and the resonance frequency change caused by the deformation of the upper shell is prevented.)

一种带轴线性马达

技术领域

本发明属于机械设备领域,涉及线性马达技术,具体是一种带轴线性马达。

背景技术

线性马达一般指直线电机,直线电机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,它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成;直线电机也称线性电机,线性马达,直线马达,推杆马达,最常用的直线电机类型是平板式和U型槽式和管式,线圈的典型组成是三相,由霍尔元件实现无刷换相。

现有的线性马达当按压上机壳的上表面时,由于上机壳的变形而引起的共振频率变化以及由于部件之间的接触,可能会出现摩擦噪声,并且线圈的圆度不好时,现有产品会在马达运行期间由于与线圈和其它部件接触而产生摩擦噪音,当外部压力施加到上壳体的上表面时,谐振频率变化由于与上机壳接合的弹簧的变形,振动量由于频率变化而减弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带轴线性马达;

本发明需要解决的技术问题为:

(1)现有的线性马达在按压上机壳的上表面时会出现摩擦噪声;

(2)现有的线性马达由于线圈圆度不好会出现噪声。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种带轴线性马达,包括上机壳与下机壳,所述上机壳内顶壁固定安装有弹簧,所述下机壳位于上机壳的正下方,所述上机壳与下机壳之间设置有线轴,所述线轴外表面绕接有电磁线圈,所述上机壳与下机壳之间设置有外锁块,所述外锁块为一个下方开口的罩体,且外锁块中心处开设有通孔,所述外锁块的内顶壁固定安装有环形磁钢与振子,所述环形磁钢位于振子与线轴之间,所述环形磁钢底部设置有内锁块;

所述电磁线圈外圈与环形磁钢内侧面之间留有间隙,所述振子的形状为凸字形,且振子的凸面朝下放置,所述线轴底部与下机壳压入配合。

进一步地,所述上机壳内侧壁设置有处理器,所述处理器通信连接有噪音检测模块、故障分析模块、维修推荐模块以及壳体检测模块,所述噪音检测模块用于对线性马达工作时的噪音进行检测分析,具体的分析过程包括:

步骤S1:获取上机壳内部噪音值与外部噪音值,将上机壳的内部噪音值与外部噪音值分别标记为驱动噪音值ZD与振动噪音值ZZ,通过公式得到线性马达的噪音影响系数ZY,其中α1与α2均为比例系数,且α1<α2;

步骤S2:将线性马达的噪音影响系数ZY与噪音影响系数阈值ZYmax进行比较,当ZY<ZYmax时,判定线性马达工作时的噪音满足使用要求;当ZY≥ZYmax时,判定线性马达工作时的噪音不满足使用要求;

步骤S3:当线性马达工作时的噪音不满足使用要求时,将线性马达的驱动噪音值ZD与振动噪音值ZZ分别与驱动噪音阈值ZDmax与振动噪音阈值ZZmax进行比较;

若ZD<ZDmax且ZZ≥ZZmax,则判定线性马达的振动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送振动检测信号,处理器将接收到的振动检测信号发送至故障分析模块;

若ZD≥ZDmax且ZZ<ZZmax,则判定线性马达的驱动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送线圈检测信号,处理器将接收到的线圈检测信号发送至故障分析模块;

若ZD≥ZDmax且ZZ≥ZZmax,则判定线性马达的振动噪音与驱动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送振动检测信号以及线圈检测信号,处理器将接收到的振动检测信号以及线圈检测信号发送至故障分析模块。

进一步地,所述故障分析模块用于对线性马达的运行故障进行分析,具体的分析过程包括以下步骤:

步骤X1:当故障分析模块接收到振动检测信号时对振子进行检测分析,具体的检测分析过程包括:

步骤X11:将振子的振动频率值与振幅值分别标记为ZP与ZF,获取振子的标准合力位置与当前合力位置,将当前合力位置与标准合力位置的距离值标记为合力偏差值HL;

步骤X12:通过公式得到振子的振动系数ZX,其中β1、β2以及β3均为比例系数,将振动系数ZX与振动系数阈值ZXmax进行比对;

若振动系数ZX<振动系数阈值ZXmax,则判定振子满足使用要求,故障分析模块向处理器发送机械维修信号,处理器将接收到的机械维修信号发送至维修推荐模块;

若振动系数ZX≥振动系数阈值ZXmax,则判定振子不满足使用要求,故障分析模块向处理器发送振动子更换信号;

步骤X2:当故障分析模块接收到线圈检测信号时对电磁线圈进行检测分析,具体的检测分析过程包括:

步骤X21:对电磁线圈进行拍摄并将拍摄的图像信息标记为对比图像,将对比图像通过图像分割处理得到对比区域i,i=1,2,……n,通过图像增强与灰度变换处理得到对比区域i的平均灰度值,并将对比区域的平均灰度值标记为HDi;

步骤X22:将对比区域的平均灰度值HDi逐一与灰度阈值HDmax进行比较,将平均灰度值HDi大于灰度阈值HDmax的区域数量标记为m,通过公式得到电磁线圈的圆度系数YD,其中θ为比例系数;

步骤X23:将电磁线圈的圆度系数YD与圆度系数阈值YDmax进行比较;

当YD≥YDmax时,判定电磁线圈的圆度不满足使用要求,故障分析模块向处理器发送线圈更换信号;

当YD<YDmax时,判定电磁线圈的圆度满足使用要求,故障分析模块向处理器发送电磁维修信号,处理器将接收到的电磁维修信号发送至维修推荐模块。

进一步地,所述维修推荐模块用于根据维修工人的身份信息对维修工人进行推荐,具体的推荐过程包括:

步骤P1:获取维修工人的身份信息,维修工人的身份信息包括维修工人的姓名、年龄、手机号码、专业、从业时间以及一年内被投诉次数;

步骤P2:通过维修工人的身份信息对维修工人进行筛选,剔除从业时间低于两年或一年内被投诉次数高于两次的维修工人,将剩余维修工人的合集标记为初步待选工人;

步骤P3:获取初步待选工人的接单余量以及余量预计完成时间,将余量预计完成时间高于C1天的维修工人剔除,将剩初步待选余工人的合集标记为最终待选工人,C1为设定的时间常量;

步骤P4:将最终待选工人按照专业分为电力待选工人和机械待选工人,分别获取电力待选工人和机械待选工人所在地点与维修地点之间的直线距离;

步骤P5:当维修推荐模块接收到电力维修信号时,将直线距离最短的电力待选工人标记为推荐电力工人,维修推荐模块将推荐电力工人的身份信息发送至处理器;当维修推荐模块接收到机械维修信号时,将直线距离最短的机械待选工人标记为推荐机械工人,维修推荐模块将推荐机械工人的身份信息发送至处理器。

进一步地,所述壳体检测模块用于对上机壳的表面变形情况进行检测分析,得到上机壳的形变系数XBt,具体的检测过程包括以下步骤:

步骤Q1:获取上机壳使用时间为零时顶面的形变值,并将形变值发送至分析模块,壳体检测模块将接收到的形变值标记为A0;

步骤Q2:实时获取线性马达工作时上机壳顶面的形变值,并将形变值发送至壳体检测模块,壳体检测模块将接收到的形变值标记为At,其中t表示使用时间,t=1,2,……,n;

步骤Q3:通过公式XBt=γ×(At-A0)得到形变系数XBt,其中γ为预设比例系数,壳体检测模块将形变系数XBt发送至处理器;

获取上机壳内壁的第一阈值XBmin与第二阈值XBmax,XBmin=XBmax×λ,其中λ为预设比例系数,且0.75<λ<0.85;

若XBt<XBmin,则判定线性马达工作正常;

若XBmin≤XBt<XBmax,则判定线性马达工作异常且异常等级为一等级,壳体检测模块向处理器发送一级工作异常信号;

若XBt≥XBmax,则判定线性马达工作异常且异常等级为二等级,壳体检测模块向处理器发送二级工作异常信号,处理器在接收到二级工作异常信号后断开线性马达的电源。

本发明具备下述有益效果:

1、通过将线轴固定在下机壳,用于对上机壳提供支撑,从而对上机壳提供支撑,避免上机壳出现变形情况,从而防止由于上机壳的变形而引起的共振频率变化以及由于部件之间的接触而产生的摩擦噪声,从根本上防止由上机壳变形引起的不良;

2、通过设置的噪音检测模块可以对线性马达的驱动噪音与振动噪音分别进行检测,并且通过计算得出线性马达的噪音影响系数,通过对噪音影响系数与噪音影响系数阈值进行比较得出线性马达的噪音是否满足使用要求,在线性马达的噪音不满足使用要求时再对驱动噪音与振动噪音分别进行分析,用于找到噪音源的位置,从而可以对线性马达针对性的进行维修;

3、通过设置的故障分析模块可以对线性马达出现的故障进行分析,通过获取振子的标准合理位置与当前合力位置得到振子的振动系数,将振子的振动系数与振动系数阈值进行比较可以得出振子是否满足使用要求,不满足时故障分析模块向处理器发送机械维修信号,通过对电磁线圈进行拍摄得到电磁线圈的图像信息,通过图像预处理得到图像的平均灰度值,将图像的平均灰度值与灰度阈值进行比对可以得出电磁线圈的表面圆度是否满足使用要求,若不满足,故障分析模块向处理器发送电力维修信号;

4、通过设置的维修推荐模块可以针对线性马达出现故障的原因对维修工人进行推荐,并且按照维修工的从业年限以及一年内被投诉次数的要求对维修工人进行筛选,根据维修工人的接单余量以及余量预计完成时间对维修工人进行进一步的筛选,最后根据维修工所在地点与维修地点的直线距离选出最合适的维修工人。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构主视剖视图;

图2为本发明原理框图;

图3为本发明实施例2的结构主视剖视图。

图中:1、上机壳;2、下机壳;3、弹簧;4、线轴;5、电磁线圈;6、外锁块;7、环形磁钢;8、振子;9、内锁块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示,一种带轴线性马达,包括上机壳1与下机壳2,所述上机壳1内顶壁固定安装有弹簧3,所述下机壳2位于上机壳1的正下方,所述上机壳1与下机壳2之间设置有线轴4,将线轴4固定在下机壳2,用于对上机壳1提供支撑,从而对上机壳1提供支撑,避免上机壳1出现变形情况,从而防止由于上机壳1的变形而引起的共振频率变化以及由于部件之间的接触而产生的摩擦噪声,从根本上防止由上机壳1变形引起的不良,所述线轴4外表面绕接有电磁线圈5,所述上机壳1与下机壳2之间设置有外锁块6,所述外锁块6为一个下方开口的罩体,且外锁块6中心处开设有通孔,所述外锁块6的内顶壁固定安装有环形磁钢7与振子8,所述环形磁钢7位于振子8与线轴4之间,所述环形磁钢7底部设置有内锁块9;

所述电磁线圈5外圈与环形磁钢7内侧面之间留有间隙,所述振子8的形状为凸字形,且振子8的凸面朝下放置,所述线轴4底部与下机壳2压入配合。

所述上机壳1内侧壁设置有处理器,所述处理器通信连接有噪音检测模块、故障分析模块、维修推荐模块以及壳体检测模块,所述噪音检测模块用于对线性马达工作时的噪音进行检测分析,具体的分析过程包括:

步骤S1:获取上机壳1内部噪音值与外部噪音值,将上机壳1的内部噪音值与外部噪音值分别标记为驱动噪音值ZD与振动噪音值ZZ,通过公式得到线性马达的噪音影响系数ZY,其中α1与α2均为比例系数,且α1<α2;

步骤S2:将线性马达的噪音影响系数ZY与噪音影响系数阈值ZYmax进行比较,当ZY<ZYmax时,判定线性马达工作时的噪音满足使用要求;当ZY≥ZYmax时,判定线性马达工作时的噪音不满足使用要求;

步骤S3:当线性马达工作时的噪音不满足使用要求时,将线性马达的驱动噪音值ZD与振动噪音值ZZ分别与驱动噪音阈值ZDmax与振动噪音阈值ZZmax进行比较;

若ZD<ZDmax且ZZ≥ZZmax,则判定线性马达的振动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送振动检测信号,处理器将接收到的振动检测信号发送至故障分析模块;

若ZD≥ZDmax且ZZ<ZZmax,则判定线性马达的驱动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送线圈检测信号,处理器将接收到的线圈检测信号发送至故障分析模块;

若ZD≥ZDmax且ZZ≥ZZmax,则判定线性马达的振动噪音与驱动噪音过大,噪音检测模块向处理器发送振动检测信号以及线圈检测信号,处理器将接收到的振动检测信号以及线圈检测信号发送至故障分析模块,噪音检测模块可以对线性马达的驱动噪音与振动噪音分别进行检测,并且通过计算得出线性马达的噪音影响系数,通过对噪音影响系数与噪音影响系数阈值进行比较得出线性马达的噪音是否满足使用要求,在线性马达的噪音不满足使用要求时再对驱动噪音与振动噪音分别进行分析,用于找到噪音源的位置,从而可以对线性马达针对性的进行维修。

所述故障分析模块用于对线性马达的运行故障进行分析,具体的分析过程包括以下步骤:

步骤X1:当故障分析模块接收到振动检测信号时对振子8进行检测分析,具体的检测分析过程包括:

步骤X11:将振子8的振动频率值与振幅值分别标记为ZP与ZF,获取振子8的标准合力位置与当前合力位置,将当前合力位置与标准合力位置的距离值标记为合力偏差值HL;

步骤X12:通过公式得到振子8的振动系数ZX,其中β1、β2以及β3均为比例系数,将振动系数ZX与振动系数阈值ZXmax进行比对;

若振动系数ZX<振动系数阈值ZXmax,则判定振子8满足使用要求,故障分析模块向处理器发送机械维修信号,处理器将接收到的机械维修信号发送至维修推荐模块;

若振动系数ZX≥振动系数阈值ZXmax,则判定振子8不满足使用要求,故障分析模块向处理器发送振动子更换信号;

步骤X2:当故障分析模块接收到线圈检测信号时对电磁线圈5进行检测分析,具体的检测分析过程包括:

步骤X21:对电磁线圈5进行拍摄并将拍摄的图像信息标记为对比图像,将对比图像通过图像分割处理得到对比区域i,i=1,2,……n,通过图像增强与灰度变换处理得到对比区域i的平均灰度值,并将对比区域的平均灰度值标记为HDi;

步骤X22:将对比区域的平均灰度值HDi逐一与灰度阈值HDmax进行比较,将平均灰度值HDi大于灰度阈值HDmax的区域数量标记为m,通过公式得到电磁线圈5的圆度系数YD,其中θ为比例系数;

步骤X23:将电磁线圈5的圆度系数YD与圆度系数阈值YDmax进行比较;

当YD≥YDmax时,判定电磁线圈5的圆度不满足使用要求,故障分析模块向处理器发送线圈更换信号;

当YD<YDmax时,判定电磁线圈5的圆度满足使用要求,故障分析模块向处理器发送电磁维修信号,处理器将接收到的电磁维修信号发送至维修推荐模块。

所述维修推荐模块用于根据维修工人的身份信息对维修工人进行推荐,具体的推荐过程包括:

步骤P1:获取维修工人的身份信息,维修工人的身份信息包括维修工人的姓名、年龄、手机号码、专业、从业时间以及一年内被投诉次数;

步骤P2:通过维修工人的身份信息对维修工人进行筛选,剔除从业时间低于两年或一年内被投诉次数高于两次的维修工人,将剩余维修工人的合集标记为初步待选工人;

步骤P3:获取初步待选工人的接单余量以及余量预计完成时间,将余量预计完成时间高于C1天的维修工人剔除,将剩初步待选余工人的合集标记为最终待选工人,C1为设定的时间常量;

步骤P4:将最终待选工人按照专业分为电力待选工人和机械待选工人,分别获取电力待选工人和机械待选工人所在地点与维修地点之间的直线距离;

步骤P5:当维修推荐模块接收到电力维修信号时,将直线距离最短的电力待选工人标记为推荐电力工人,维修推荐模块将推荐电力工人的身份信息发送至处理器;当维修推荐模块接收到机械维修信号时,将直线距离最短的机械待选工人标记为推荐机械工人,维修推荐模块将推荐机械工人的身份信息发送至处理器。

所述壳体检测模块用于对上机壳1的表面变形情况进行检测分析,得到上机壳1的形变系数XBt,具体的检测过程包括以下步骤:

步骤Q1:获取上机壳1使用时间为零时顶面的形变值,并将形变值发送至分析模块,壳体检测模块将接收到的形变值标记为A0;

步骤Q2:实时获取线性马达工作时上机壳1顶面的形变值,并将形变值发送至壳体检测模块,壳体检测模块将接收到的形变值标记为At,其中t表示使用时间,t=1,2,……,n;

步骤Q3:通过公式XBt=γ×(At-A0)得到形变系数XBt,其中γ为预设比例系数,壳体检测模块将形变系数XBt发送至处理器;

获取上机壳1内壁的第一阈值XBmin与第二阈值XBmax,XBmin=XBmax×λ,其中λ为预设比例系数,且0.75<λ<0.85;

若XBt<XBmin,则判定线性马达工作正常;

若XBmin≤XBt<XBmax,则判定线性马达工作异常且异常等级为一等级,壳体检测模块向处理器发送一级工作异常信号;

若XBt≥XBmax,则判定线性马达工作异常且异常等级为二等级,壳体检测模块向处理器发送二级工作异常信号,处理器在接收到二级工作异常信号后断开线性马达的电源。

实施例2

如图3所示,本实施例与实施例1的区别在于:所述弹簧3以板簧的形式设置在下机壳2的内顶壁,并且外锁块6、环形磁钢7、振子8以及内锁块9设置在弹簧3上方,外锁块6、环形磁钢7、振子8以及内锁块9的安装方式与实施例1中的安装方式相镜像;

由于弹簧3是板簧,因此不需要热处理并且不会突出,因此在制造过程中易于处理,从而降低了不良率,所有零件均组装在下机壳2中,上机壳1在最终检查后组装,因此组装简单,降低了不良率。

一种带轴线性马达,工作时,通过将线轴4设置于上机壳1与下机壳2之间,可以通过线轴4对上机壳1提供支撑,在线性马达工作时,防止出现由于上机壳1的变形而引起的共振频率变化以及由于部件之间的接触而产生的摩擦噪声,从根本上防止由上机壳1变形引起的不良,噪音检测模块对线性马达工作时产生的噪音进行检测分析,并针对于线性马达的驱动噪音与振动噪音分别进行检测分析,从而判断线性马达是否出现故障以及故障属于机械故障还是电力故障,快速针对性的对线性马达进行维修推荐;

本发明具备下述有益效果:

1、通过将线轴固定在下机壳,用于对上机壳提供支撑,从而对上机壳提供支撑,避免上机壳出现变形情况,从而防止由于上机壳的变形而引起的共振频率变化以及由于部件之间的接触而产生的摩擦噪声,从根本上防止由上机壳变形引起的不良;

2、通过设置的噪音检测模块可以对线性马达的驱动噪音与振动噪音分别进行检测,并且通过计算得出线性马达的噪音影响系数,通过对噪音影响系数与噪音影响系数阈值进行比较得出线性马达的噪音是否满足使用要求,在线性马达的噪音不满足使用要求时再对驱动噪音与振动噪音分别进行分析,用于找到噪音源的位置,从而可以对线性马达针对性的进行维修;

3、通过设置的故障分析模块可以对线性马达出现的故障进行分析,通过获取振子的标准合理位置与当前合力位置得到振子的振动系数,将振子的振动系数与振动系数阈值进行比较可以得出振子是否满足使用要求,不满足时故障分析模块向处理器发送机械维修信号,通过对电磁线圈进行拍摄得到电磁线圈的图像信息,通过图像预处理得到图像的平均灰度值,将图像的平均灰度值与灰度阈值进行比对可以得出电磁线圈的表面圆度是否满足使用要求,若不满足,故障分析模块向处理器发送电力维修信号;

4、通过设置的维修推荐模块可以针对线性马达出现故障的原因对维修工人进行推荐,并且按照维修工的从业年限以及一年内被投诉次数的要求对维修工人进行筛选,根据维修工人的接单余量以及余量预计完成时间对维修工人进行进一步的筛选,最后根据维修工所在地点与维修地点的直线距离选出最合适的维修工人。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是归一化处理取其数值,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况设定。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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