本实用新型涉及运动平台技术领域，具体来说，涉及一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机。
背景技术：
传统直线电机结构通常采用硅钢片铁芯，线圈嵌线组件或是直接线圈平铺组成；然而，上述直线电机动子存在以下的缺点：因为线圈中间都有空芯部分，这样槽满率低，体积大，推力小，强度低等缺点，影响使用寿命。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种碳纤维工字型直线电机动子，旨在解决现有电机动子槽满率低，体积大，推力小，强度低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，包括电机上磁钢板、电机下磁钢板、支撑块、缓冲装置、运动平台和电机动子，所述电机动子包括工字型双面结构金属圈板和碳纤维电机基板，所述电机上磁钢板和电机下磁钢板通过支撑块固定连接，所述电机下磁钢板两端对称设有四组缓冲装置固定块，所述缓冲装置固定块上设有缓冲装置，所述电机下磁钢板两侧对称设有运动轨道，所述运动轨道上对称设有两组运动滑块，所述运动滑块顶部设有电机动子，所述电机动子一侧设有前转接板，所述电机动子另一侧设有后转接板，所述前转接板与后转接板顶端设有运动平台，所述后转接板上设有下护线盖板，所述下护线盖板顶端设有上护线盖板，所述碳纤维电机基板上设有运动滑块固定孔、线缆导槽、出线孔、线圈镂空矩形孔、前转接板固定孔与后转接板固定孔，所述线圈镂空矩形孔内设有工字型双面封装金属线圈，所述工字型双面封装金属线圈两侧对称设有工字型双面结构金属线圈板。
进一步的，所述后转接板上设有光栅读数头夹具，所述光栅读数头夹具上设有光栅读数头。
进一步的，所述运动平台上设有10mm×10mm×m6的均布孔。
进一步的，所述电机上磁钢板和电机下磁钢板槽式结构内侧均设有电机磁钢定子。
进一步的，所述电机下磁钢板上表面的电机磁钢定子与电机上磁钢板下表面设有的电机磁钢定子形成双面槽式磁钢结构。
进一步的，所述电机动子安装在槽式结构内部运行上下间隙≤0.8mm。
进一步的，所述运动平台安装后和前转接板与后转接板及电机动子滑块形成一个刚性运动体。
进一步的，所述线缆导槽用于工字型双面封装金属线圈布线，所述出线孔内设有电机线缆。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：工字型碳纤维直线电机动子采用的碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430gpa亦高于钢。因此cfrp的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000mpa/(g/cm3)以上，而a3钢的比强度仅为59mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低。当功率密度大的工字型线圈嵌入进碳纤维后。整体电机表现的优势比普通电机明显很多了：相同推力情况下，电机本体重量减轻了2/3；电机整体刚性增加，特别适合在高响应，高加速度场合应用，碳纤维耐温高，可以承受线圈工作在极限状态；热膨胀系数小，使电机可以工作在高精度应用场合。本专利主要解决纤维材料和金属线圈的连接问题，如何既能够接触面小，又能可靠的连接。并且保证两者之间的绝缘等级。在连接材料选型上经过理论分析和指导。大量试验测试基础上。得出一种新的工艺方法。确保生产出的碳纤维电机线圈在温度变化100度范围内金属线圈和纤维材料还能很好刚性连接。并且电机整体带宽响应在最高温度情况下，不低于300hz。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的主结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的主结构背面示意图；
图3是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的仰视图图；
图4是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的正视图；
图5是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的俯视图；
图6是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机背面的正视图；
图7是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的侧视图；
图8是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的碳纤维电机基板的正视图；
图9是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的碳纤维电机基板的俯视图；
图10是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的碳纤维电机基板的放大结构示意图；
图11是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的碳纤维电机基板的内部结构示意图；
图12是根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机的工字型双面封装金属线圈的结构示意图。
附图标记：
1、电机上磁钢板；2、电机下磁钢板；3、支撑块；4、缓冲装置固定块；5、缓冲装置；6、运动轨道；7、后转接板；8、运动平台；9、前转接板；10、运动滑块；11、电机动子；12、电机磁钢定子；13、下护线盖板；14、光栅读数头；15、上护线盖板；16、光栅读数头夹具；17、工字型双面结构金属线圈板；18、碳纤维电机基板；19、运动滑块固定孔；20、前转接板固定孔；21、后转接板固定孔；22、出线孔；23、线圈镂空矩形孔；24、线缆导槽；25、工字型双面封装金属线圈。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一，参照图1-12，本实用新型提供技术方案：根据本实用新型实施例的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，包括电机上磁钢板1、电机下磁钢板2、支撑块3、缓冲装置5、运动平台8和和电机动子11，所述电机动子11包括工字型双面结构金属线圈板17和碳纤维电机基板18，所述电机上磁钢板1和电机下磁钢板2通过支撑块3固定连接，所述电机下磁钢板2两端对称设有四组缓冲装置固定块4，所述缓冲装置固定块4上设有缓冲装置5，所述电机下磁钢板2两侧对称设有运动轨道6，所述运动轨道6上对称设有两组运动滑块10，所述运动滑块10顶部设有电机动子11，所述电机动子11一侧设有前转接板9，所述电机动子11另一侧设有后转接板7，所述前转接板9与后转接板7顶端设有运动平台8，所述后转接板7上设有下护线盖板13，所述下护线盖板13顶端设有上护线盖板15，所述碳纤维电机基板18上设有运动滑块固定孔19、线缆导槽24、出线孔22、线圈镂空矩形孔23、前转接板固定孔20与后转接板固定孔21，所述线圈镂空矩形孔23内设有工字型双面封装金属线圈25，所述工字型双面封装金属线圈25两侧对称设有工字型双面结构金属线圈板17。
具体的，所述后转接板7上设有光栅读数头夹具16，所述光栅读数头夹具16上设有光栅读数头14。
具体的，所述运动平台8上设有10mm×10mm×m6的均布孔。
具体的，所述电机上磁钢板1和电机下磁钢板2槽式结构内侧均设有电机磁钢定子12。
具体的，所述电机下磁钢板2上表面的电机磁钢定子12与电机上磁钢板1下表面设有的电机磁钢定子12形成双面槽式磁钢结构。
具体的，所述电机动子11安装在槽式结构内部运行上下间隙≤0.8mm。
具体的，所述运动平台8安装后和前转接板9与后转接板7及电机动子11滑块形成一个刚性运动体。
具体的，所述线缆导槽24用于工字型双面封装金属线圈25布线，所述出线孔22内设有电机线缆。
工字型碳纤维直线电机动子11采用的碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430gpa亦高于钢。因此cfrp的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000mpa/(g/cm3)以上，而a3钢的比强度仅为59mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低。当功率密度大的工字型线圈嵌入进碳纤维后。整体电机表现的优势比普通电机明显很多了：相同推力情况下，电机本体重量减轻了2/3；电机整体刚性增加，特别适合在高响应，高加速度场合应用，碳纤维耐温高，可以承受线圈工作在极限状态；热膨胀系数小，使电机可以工作在高精度应用场合。本专利主要解决纤维材料和金属线圈的连接问题，如何既能够接触面小，又能可靠的连接。并且保证两者之间的绝缘等级。在连接材料选型上经过理论分析和指导。大量试验测试基础上。得出一种新的工艺方法。确保生产出的碳纤维电机线圈在温度变化100度范围内金属线圈和纤维材料还能很好刚性连接。并且电机整体带宽响应在最高温度情况下，不低于300hz。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
最后应说明的是：对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，包括电机上磁钢板(1)、电机下磁钢板(2)、支撑块(3)、缓冲装置(5)、运动平台(8)和电机动子(11)，所述电机动子(11)包括工字型双面结构金属线圈板(17)和碳纤维电机基板(18)，所述电机上磁钢板(1)和电机下磁钢板(2)通过支撑块(3)固定连接，所述电机下磁钢板(2)两端对称设有四组缓冲装置固定块(4)，所述缓冲装置固定块(4)上设有缓冲装置(5)，所述电机下磁钢板(2)两侧对称设有运动轨道(6)，所述运动轨道(6)上对称设有两组运动滑块(10)，所述运动滑块(10)顶部设有电机动子(11)，所述电机动子(11)一侧设有前转接板(9)，所述电机动子(11)另一侧设有后转接板(7)，所述前转接板(9)与后转接板(7)顶端设有运动平台(8)，所述后转接板(7)上设有下护线盖板(13)，所述下护线盖板(13)顶端设有上护线盖板(15)，所述碳纤维电机基板(18)上设有运动滑块固定孔(19)、线缆导槽(24)、出线孔(22)、线圈镂空矩形孔(23)、前转接板固定孔(20)与后转接板固定孔(21)，所述线圈镂空矩形孔(23)内设有工字型双面封装金属线圈(25)，所述工字型双面封装金属线圈(25)两侧对称设有工字型双面结构金属线圈板(17)。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述后转接板(7)上设有光栅读数头夹具(16)，所述光栅读数头夹具(16)上设有光栅读数头(14)。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述运动平台(8)上设有10mm×10mm×m6的均布孔。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述电机上磁钢板(1)和电机下磁钢板(2)槽式结构内侧均设有电机磁钢定子(12)。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述电机下磁钢板(2)上表面的电机磁钢定子(12)与电机上磁钢板(1)下表面设有的电机磁钢定子(12)形成双面槽式磁钢结构。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述电机动子(11)安装在槽式结构内部运行上下间隙≤0.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述运动平台(8)安装后和前转接板(9)与后转接板(7)及电机动子(11)滑块形成一个刚性运动体。
8.根据权利要求1所述的一种嵌入式工字型碳纤维双面槽式结构平板直线电机，其特征在于，所述线缆导槽(24)用于工字型双面封装金属线圈(25)布线，所述出线孔(22)内设有电机线缆。
技术总结