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申请/专利权人：深圳市千代机电设备有限公司

摘要：一种可变轨的异型轨道直线电机，包括可旋转的变轨装置和与变轨装置接驳的多个轨道座，这种直线电机使得在立体空间内的多条轨道路线交叉而不影响直线电机动子的通过，并能实现通过变轨装置实现电机动子的转向；该直线电机的轨道可制成呈曲线延伸的形状，动子能够在呈曲线的轨道上运动；该结构直线电机的异形轨道，可以制成螺旋、直线、弧形等形状的组合，可以避开空间中的障碍物设置，使动子沿着轨道到达立体空间的其他位置。

主权项：1.一种可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，包括可旋转的变轨装置（1）、轨道（21）和与所述变轨装置（1）接驳的N个轨道座（2），N为自然数，N大于等于3；所述变轨装置（1）包括轨道桥（3）和转台（30），所述转台（30）驱动所述轨道桥（3）旋转；所述轨道桥（3）包括入口（31）、出口（32）和轨道桥主体（33）；在第一状态下，所述轨道桥（3）的入口（31）和出口（32）分别与第一个轨道座（2）和第二个轨道座（2）接驳；当轨道桥（3）旋转至第二状态时，所述轨道桥（3）的入口（31）或出口（32）与第三个轨道座（2）接驳；所述异型轨道直线电机还包括位于定位装置（4）和定位孔（40），所述定位装置（4）设置于所述轨道桥（3）的入口（31）和出口（32）的底部，所述定位孔（40）位于所述轨道座（2）的底部；所述定位装置（4）沿所述轨道桥（3）的长方向设置；所述定位装置（4）包括定位销（41）、弹簧（42）、磁力线圈（43）；所述定位销（41）的头部位于所述轨道桥（3）的入口（31）和出口（32）的端部，所述定位销（41）设置有铁片的尾部通过所述弹簧（42）与所述磁力线圈（43）联接；当所述磁力线圈（43）通电时，所述定位销（41）处于收缩状态；当所述磁力线圈（43）断电时，所述定位销（41）弹出并插入所述定位孔（40），用以避免动子运行时轨道桥（3）和轨道座（2）错位；所述可变轨的异型轨道直线电机还包括设置有随动转向装置（5）的动子座（6）；所述随动转向装置（5）包括随动板（51）、滑轮（52）、轴向位移及调心装置（53）和动子座板（54）；所述随动板（51）通过所述轴向位移及调心装置（53）与所述动子座板（54）联接，所述随动板（51）长方向两侧的底部分别设置有所述滑轮（52），所述滑轮（52）沿所述轨道（21）滑动；所述轴向位移及调心装置（53）上下两端分别设置有第一轴承（53a）和第二轴承（53b），所述第一轴承（53a）的外环套接于位于所述动子座板（54）的第一孔（54a），所述第二轴承（53b）的外环套接于位于所述随动板（51）的第二孔（51b）；所述可变轨的异型轨道直线电机还包括铁芯线圈（7）和磁钢片阵列（8）；所述铁芯线圈（7）位于所述动子座板（54）的下方，所述磁钢片阵列（8）位于所述轨道座（2）和所述轨道桥（3）的底部。

全文数据：一种可变轨的异型轨道直线电机技术领域本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种可变轨的异型轨道直线电机。背景技术直线电机因具有结构简单、精度高和启停快等优点，得到了越来越广泛地应用。但是，普通直线电机的运动方式比较简单，大多是直线运动。目前，在自动化生产线、舞台灯光控制、物流仓储等领域，目标物体需要在网状结构的通道上运动，在这些通道上进行转弯或者调整路线，如果采用直线电机来输送目标物体，则需要解决线路交叉、曲线运动和变换轨道的问题。发明内容本发明要解决的技术问题是：提供一种可变轨的异型轨道直线电机，该直线电机能够在交叉的线路上通过，并可以转向和改变轨道变换路线。一种可变轨的异型轨道直线电机，包括可旋转的变轨装置和与变轨装置接驳的N个轨道座，N为自然数，N大于等于3；变轨装置包括轨道桥和转台，转台的上部设置有可旋转的承台，承台与轨道桥的底部连接；轨道桥包括入口、出口和轨道桥主体；在第一状态下，轨道桥的入口和出口分别与第一个轨道座和第二个轨道座接驳；当轨道桥旋转至第二状态时，轨道桥的入口或出口与第三个轨道座接驳，此时不与第三个轨道座接驳的入口或出口，可以设置为与第一个轨道座或第二个轨道座接驳，也可以是与其它的轨道座接驳。优选的，轨道桥前后方向对称设置，如图2所示，轨道桥的数量为4个，第一个轨道座和第二个轨道座位于第一直线方向上，第三个轨道座和第四个轨道座位于一条直线上，第一直线方向和第二直线方向十字交叉；轨道桥的入口和出口可以互为出口和入口；在第一状态下，轨道桥的入口和出口分别与第一个轨道座和第二个轨道座接驳；当轨道桥旋转至第二状态时，轨道桥的入口和出口分别与第三个轨道座和第四个轨道座接驳。优选的，轨道桥为弧形，轨道桥的数量为3个，轨道桥的入口和出口可以互为出口和入口；轨道桥以圆弧顶点为中心旋转；如图3所示，第一个轨道座、第二个轨道座和第三个轨道座相互之间的夹角为120°；如图4所示，在第一状态下，轨道桥的入口和出口分别与第一个轨道座和第二个轨道座接驳；当轨道桥旋转至第二状态时，轨道桥的入口或出口与第三个轨道座接驳。优选的，轨道桥呈曲线设置，轨道桥旋转时，轨道桥的入口和出口位于不同平面；轨道桥的入口和出口可以互为出口和入口，轨道桥的数量为4个；如图5所示，在第一状态下，轨道桥的入口和出口分别与第一个轨道座和第二个轨道座接驳；当轨道桥旋转至第二状态时，轨道桥的入口和出口分别与第三个轨道座和第四个轨道座接驳；轨道桥的入口、第一个轨道座和第三个轨道座位于同一平面，轨道桥的出口、第二个轨道座和第四个轨道座位于同一平面；本方案主要解决交叉轨道不在一个平面的问题。优选的，轨道桥的入口的端部为圆弧状凸起的第一连接部，和入口接驳的轨道座的端部为圆弧状凹陷的第二连接部，第一连接部和第二连接部的形状为同心同弧度的圆弧；轨道桥的出口的端部为圆弧状凸起的第三连接部，和出口接驳的轨道座的端部为圆弧状凹陷的第四连接部，第三连接部和第四连接部的形状为同心同弧度的圆弧；当轨道桥的入口和出口分别与轨道座接驳时，第一连接部旋转至第二连接部的位置，第三连接部旋转至第四连接部的位置；本技术方案主要解决轨道桥和轨道座接驳时的契合问题，使接驳后的轨道连贯。优选的，还包括位于定位装置和定位孔，定位装置设置于轨道桥的入口和出口的底部，定位孔位于轨道座的底部；定位装置沿轨道桥的长方向设置；定位装置包括定位销、弹簧、磁力线圈；定位销的头部位于轨道桥的入口和出口的端部，定位销设置有铁片的尾部通过弹簧与磁力线圈联接；当轨道桥旋转时，磁力线圈通电，定位销处于收缩状态；当轨道桥旋转至接驳位置时，磁力线圈断电，定位销弹出并插入定位孔完成定位；本技术方案的作用是轨道桥和轨道座接驳后结构更稳定，避免动子运行时轨道桥和轨道座错位而引起故障。优选的，轨道座的长方向至少有一部分呈有曲度的延伸状态，轨道座根据运行所需环境可以制成直线、螺旋、圆或弧等形状，以及各种形状的组合。优选的，还包括轨道；轨道座和轨道桥的纵切面为凹形，轨道位于凹形的轨道座和凹形的轨道桥左右支壁的外侧上部，左右支臂的2条轨道间距相等，轨道座和轨道桥的轨道保持连贯性，使动子无障碍通过。优选的，还包括设置有随动转向装置的动子座；随动转向装置包括随动板、滑轮、轴向位移及调心装置和动子座板；随动板通过轴向位移及调心装置与动子座板联接，随动板长方向两侧的底部分别设置有滑轮，滑轮沿轨道滑动；轴向位移及调心装置上下两端分别设置有第一轴承和第二轴承，第一轴承的外环套接于位于动子座板的第一孔，第二轴承的外环套接于位于随动板的第二孔；技术方案的目的是使动子具备随着弯曲的轨道运动的能力，把运动空间从平面拓展到立体空间。第一轴承和第二轴承为圆环滚子轴承。圆环滚子轴承：圆环滚子轴承：是一种单列轴承，带有长而稍具弧面的对称滚子和圆环状滚道。结合了自调心能力和轴向位移能力，为节省空间、减轻重量和降低生产成本开辟了新的途径。通过预置使内外套圈产生相对轴向位移。位移距离随着轴径增大而加长。两个圆环滚子轴承配合，能够精确补偿轨道带来的平行公差浮动游隙，特在互相平行又存在弯曲弧度的轨道上运动时可随轨迹调整两轴承间的相对位置。随动转向装置的数量为2个以上，2个随动转向装置与动子座安装连接组合成一体，在异型轨道中，两组相对独立的随动转向装置既不在同一平面上，也不存在平行关系。此时竖向连接杆轴向位移及调心装置的竖向部分的上下两个圆环滚子轴承通过自身的轴向位移及自调心作用，让随动转向机构与定子座柔性结合的同时使定子座达到随动的状态，这就构成了具有异型轨道直线电机系统。动子座在异型轨道上运行时，每个点都是自由旋转的。动子座始终严格按照轨道路径运动，可适应各种轨道轨迹变化。具有随动导向作用。轴承均为高精度滚子轴承，确保动子座在定子座滑轨上任何一处不会产生间隙，也确保传动高精度及平稳性，运行噪声低。优选的，还包括铁芯线圈和磁钢片阵列；铁芯线圈位于动子座板的下方，磁钢片阵列位于轨道座和轨道桥的底部；铁芯线圈和磁钢片阵列的应用采用传统的直线电机原理和方案，铁芯线圈至少两组并且通电时极性相反，磁钢片阵列相邻的磁钢片也是极性相反，磁极一面朝上，另一面朝轨道座的底部固定在固定板上，固定板具有导磁作用；铁芯线圈和磁钢片阵列相互作用，驱动动子运动。本发明的有益效果是：一种可变轨的异型轨道直线电机，包括可旋转的变轨装置和与变轨装置接驳的多个轨道座，这种直线电机使得在立体空间内的多条轨道路线交叉而不影响直线电机动子的通过，并能实现通过变轨装置实现电机动子的转向；该直线电机的轨道可制成呈曲线延伸的形状，动子能够在呈曲线的轨道上运动；该结构直线电机的异形轨道，可以制成螺旋、直线、弧形等形状的组合，可以避开空间中的障碍物设置，使动子沿着轨道到达立体空间的其他位置。附图说明下面结合附图对本发明一种可变轨的异型轨道直线电机作进一步说明。图1是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的系统图。图2是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的4条对称定子轨道实施例的变轨装置示意图。图3是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的3条定子轨道实施例的定子轨道夹角示意图。图4是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的3条定子轨道实施例的变轨装置示意图。图5是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的实施例曲线轨道桥的变轨装置示意图。图6是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的变轨装置仰视图。图7是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的纵向切面图。图8是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的动子爆炸图。图9是本发明一种可变轨的异型轨道直线电机的磁钢片阵列示意图。图中：1-变轨装置，2-轨道座，21-轨道，3-轨道桥，30-转台，31-入口，32-出口，33-轨道桥主体，31a-第一连接部，20a-第二连接部，31b-第三连接部，20b-第四连接部，4-定位装置，40-定位孔，41-定位销，42-弹簧，43-磁力线圈，5-随动转向装置，51-随动板，52-滑轮，53-轴向位移及调心装置，54-动子座板，53a-第一轴承，53b-第二轴承，54a-第一孔，51b-第二孔，6-动子座，7-铁芯线圈，8-磁钢片阵列。具体实施方式下面结合附图1～9对本发明一种可变轨的异型轨道直线电机作进一步说明。一种可变轨的异型轨道直线电机，包括可旋转的变轨装置1和与变轨装置1接驳的N个轨道座2，N为自然数，N大于等于3；变轨装置1包括轨道桥3和转台30，转台30的上部设置有可旋转的承台，承台与轨道桥的底部连接；轨道桥3包括入口31、出口32和轨道桥主体33；在第一状态下，轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，轨道桥3的入口31或出口32与第三个轨道座2接驳，此时不与第三个轨道座2接驳的入口31或出口32，可以设置为与第一个轨道座2或第二个轨道座2接驳，也可以是与其它的轨道座2接驳。本实施例中，轨道桥3前后方向对称设置，如图2所示，轨道桥3的数量为4个，第一个轨道座2和第二个轨道座2位于第一直线方向上，第三个轨道座2和第四个轨道座2位于一条直线上，第一直线方向和第二直线方向十字交叉；轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；在第一状态下，轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，轨道桥3的入口31和出口32分别与第三个轨道座2和第四个轨道座2接驳。本实施例中，轨道桥3为弧形，轨道桥3的数量为3个，轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；轨道桥3以圆弧顶点为中心旋转；如图3所示，第一个轨道座2、第二个轨道座2和第三个轨道座2相互之间的夹角为120°；如图4所示，在第一状态下，轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，轨道桥3的入口31或出口32与第三个轨道座2接驳。本实施例中，轨道桥3呈曲线设置，轨道桥3旋转时，轨道桥3的入口31和出口32位于不同平面；轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；轨道桥3的数量为4个；如图5所示，在第一状态下，轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，轨道桥3的入口31和出口32分别与第三个轨道座2和第四个轨道座2接驳；轨道桥3的入口31、第一个轨道座2和第三个轨道座2位于同一平面，轨道桥3的出口32、第二个轨道座2和第四个轨道座2位于同一平面；本方案主要解决交叉轨道不在一个平面的问题。本实施例中，轨道桥3的入口31的端部为圆弧状凸起的第一连接部31a，和入口31接驳的轨道座2的端部为圆弧状凹陷的第二连接部20a，第一连接部31a和第二连接部20a的形状为同心同弧度的圆弧；轨道桥3的出口32的端部为圆弧状凸起的第三连接部31b，和出口32接驳的轨道座2的端部为圆弧状凹陷的第四连接部20b，第三连接部31b和第四连接部20b的形状为同心同弧度的圆弧；当轨道桥3的入口31和出口32分别与轨道座2接驳时，第一连接部31a旋转至第二连接部20a的位置，第三连接部31b旋转至第四连接部20b的位置；本技术方案主要解决轨道桥3和轨道座2接驳时的契合问题，使接驳后的轨道连贯。本实施例中，还包括位于定位装置4和定位孔40，如图6所示，定位装置4设置于轨道桥3的入口31和出口32的底部，定位孔40位于轨道座2的底部；定位装置4沿轨道桥3的长方向设置；定位装置4包括定位销41、弹簧42、磁力线圈43；定位销41的头部位于轨道桥3的入口31和出口32的端部，定位销41设置有铁片的尾部通过弹簧42与磁力线圈43联接；当轨道桥3旋转时，磁力线圈43通电，定位销41处于收缩状态；当轨道桥3旋转至接驳位置时，磁力线圈43断电，定位销41弹出并插入定位孔40完成定位；本技术方案的作用是轨道桥3和轨道座2接驳后结构更稳定，避免动子运行时轨道桥3和轨道座2错位而引起故障。本实施例中，轨道座2的长方向至少有一部分呈有曲度的延伸状态，轨道座2根据运行所需环境可以制成直线、螺旋、圆或弧等形状，以及各种形状的组合。本实施例中，还包括轨道21；轨道座2和轨道桥3的纵切面为凹形，轨道21位于凹形的轨道座2和凹形的轨道桥3左右支壁的外侧上部，左右支臂的2条轨道间距相等，轨道座2和轨道桥3的轨道保持连贯性，使动子无障碍通过。本实施例中，还包括设置有随动转向装置5的动子座6；随动转向装置5包括随动板51、滑轮52、轴向位移及调心装置53和动子座板54；随动板51通过轴向位移及调心装置53与动子座板54联接，随动板51长方向两侧的底部分别设置有滑轮52，滑轮52沿轨道21滑动；轴向位移及调心装置53上下两端分别设置有第一轴承53a和第二轴承53b，第一轴承53a的外环套接于位于动子座板54的第一孔54a，第二轴承53b的外环套接于位于随动板51的第二孔51b；本实施例技术方案的目的是使动子6具备随着弯曲的轨道运动的能力，把运动空间从平面拓展到立体空间。本实施例中，还包括铁芯线圈7和磁钢片阵列8；铁芯线圈7位于动子座板54的下方，磁钢片阵列8位于轨道座2和轨道桥3的底部；铁芯线圈7和磁钢片阵列8的应用采用传统的直线电机原理和方案，铁芯线圈7至少两组并且通电时极性相反，磁钢片阵列8相邻的磁钢片也是极性相反，磁极一面朝上，另一面朝轨道座的底部固定在固定板上，固定板具有导磁作用；铁芯线圈7和磁钢片阵列8相互作用，驱动动子6运动。

权利要求：1.一种可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，包括可旋转的变轨装置1和与所述变轨装置1接驳的N个轨道座2，N为自然数，N大于等于3；所述变轨装置1包括轨道桥3和转台30，所述转台30驱动所述轨道桥3旋转；所述轨道桥3包括入口31、出口32和轨道桥主体33；在第一状态下，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，所述轨道桥3的入口31或出口32与第三个轨道座2接驳。2.如权利要求1所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，所述轨道桥3前后方向对称设置，所述轨道桥3以自身中点为圆心旋转；所述轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；所述轨道桥3的数量为4个；在第一状态下，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第三个轨道座2和第四个轨道座2接驳。3.如权利要求1所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，所述轨道桥3为弧形，所述轨道桥3的数量为3个；所述轨道桥3以所述圆弧顶点为中心旋转；所述轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；在第一状态下，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，所述轨道桥3的入口31或出口32与第三个轨道座2接驳。4.如权利要求1所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，所述轨道桥3呈曲线设置，所述轨道桥3旋转时，所述轨道桥3的入口31和出口32位于不同平面；所述轨道桥3的入口31和出口32可以互为出口和入口；所述轨道桥3的数量为4个；在第一状态下，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第一个轨道座2和第二个轨道座2接驳；当轨道桥3旋转至第二状态时，所述轨道桥3的入口31和出口32分别与第三个轨道座2和第四个轨道座2接驳；所述轨道桥3的入口31、所述第一个轨道座2和所述第三个轨道座2位于同一平面，所述轨道桥3的出口32、所述第二个轨道座2和所述第四个轨道座2位于同一平面。5.如权利要求1-4任意一项所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，所述轨道桥3的入口31的端部为圆弧状凸起的第一连接部31a，和所述入口31接驳的所述轨道座2的端部为圆弧状凹陷的第二连接部20a，所述第一连接部31a和所述第二连接部20a的形状为同心同弧度的圆弧；所述轨道桥3的出口32的端部为圆弧状凸起的第三连接部31b，和所述出口32接驳的所述轨道座2的端部为圆弧状凹陷的第四连接部20b，所述第三连接部31b和所述第四连接部20b的形状为同心同弧度的圆弧；当所述轨道桥3的入口31和出口32分别与轨道座2接驳时，所述第一连接部31a旋转至所述第二连接部20a的位置，所述第三连接部31b旋转至所述第四连接部20b的位置。6.如权利要求5所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，还包括位于定位装置4和定位孔40，所述定位装置4设置于所述轨道桥3的入口31和出口32的底部，所述定位孔40位于所述轨道座2的底部；所述定位装置4沿所述轨道桥3的长方向设置；所述定位装置4包括定位销41、弹簧42、磁力线圈43；所述定位销41的头部位于所述轨道桥3的入口31和出口32的端部，所述定位销41设置有铁片的尾部通过所述弹簧42与所述磁力线圈43联接；当所述磁力线圈43通电时，所述定位销41处于收缩状态；当所述磁力线圈43断电时，所述定位销41弹出并插入所述定位孔40。7.如权利要求6所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，所述轨道座2的长方向至少有一部分呈有曲度的延伸状态。8.如权利要求7所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，还包括轨道21；所述轨道座2和所述轨道桥3的纵切面为凹形，所述轨道21位于凹形的所述轨道座2和凹形的所述轨道桥3左右支壁的外侧上部，所述左右支臂的2条所述轨道间距相等。9.如权利要求8所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，还包括设置有随动转向装置5的动子座6；所述随动转向装置5包括随动板51、滑轮52、轴向位移及调心装置53和动子座板54；所述随动板51通过所述轴向位移及调心装置53与所述动子座板54联接，所述随动板51长方向两侧的底部分别设置有所述滑轮52，所述滑轮52沿所述轨道21滑动；所述轴向位移及调心装置53上下两端分别设置有第一轴承53a和第二轴承53b，所述第一轴承53a的外环套接于位于所述动子座板54的第一孔54a，所述第二轴承53b的外环套接于位于所述随动板51的第二孔51b。10.如权利要求9所述可变轨的异型轨道直线电机，其特征在于，还包括铁芯线圈7和磁钢片阵列8；所述铁芯线圈7位于所述动子座板54的下方，所述磁钢片阵列8位于所述轨道座2和所述轨道桥3的底部。

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