一種磁耦合懸浮式複合動作機構的製作方法
2023-05-29 01:29:46
專利名稱：一種磁耦合懸浮式複合動作機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁耦合技術領域，尤其涉及一種磁耦合懸浮式複合動作機構。
背景技術：
隨著永磁材料性能的大幅提高，永磁材料的超距耦合特性已廣泛應用在各種傳動機構中，如磁力耦合器等。磁力耦合器主要由轉子、永磁體和控制器三部分組成，轉子與電動機軸連接，永磁體與傳動軸連接，傳動軸連接負載，轉子與永磁體之間有氣隙，這樣電動機與負載之間由原理的機械連接轉變為磁連接，可通過調節氣隙來實現負載傳動軸的輸出扭矩與轉矩的變化。目前，這種磁力耦合器僅能實現傳動軸隨電動機一起完成周向運動，不能實現傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的複合運動，從而使得，這種結構的磁力耦合器的使用受到限制。因此，如何實現傳動軸能夠隨電動機一起同時完成軸向、周向的複合運動，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種磁耦合懸浮式複合動作機構，該磁耦合懸浮式複合動作機構能夠實現傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的複合運動。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種磁耦合懸浮式複合動作機構，包括傳動軸、主動轉子磁路基體、複合動作耦合磁路、不少於一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝於所述主動轉子磁路基體的腔體內；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉子基體、複合動作耦合磁路被動轉子基體並排安裝於所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體並排安裝於所述主動轉子磁路基體上。優選的，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述複合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次並排設置。優選的，所述複合動作耦合磁路軸向的永磁體為N極、S極相間偶數排列。優選的，所述複合動作耦合磁路周向的永磁體為N極、S極相間偶數排列。優選的，所述主動轉子磁路基體與傳動軸之間設有密封罩。優選的，所述密封罩為高電阻材料密封罩。優選的，所述密封罩為非金屬材料密封罩。優選的，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體均通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉子基體、所述複合動作耦合磁路被動轉子基體上。[0015]優選的，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體通過粘接的方式固定在所述主動轉子磁路基體上。本實用新型提供的磁耦合懸浮式複合動作機構，包括傳動軸、主動轉子磁路基體、 複合動作耦合磁路、不少於一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝於所述主動轉子磁路基體的腔體內；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉子基體、複合動作耦合磁路被動轉子基體並排安裝於所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體並排安裝於所述主動轉子磁路基體上。傳動軸與負載連接，主動轉子磁路基體與電動機的動力輸出軸連接，懸浮磁路在徑向產生有用的懸浮力，該懸浮力可使得傳動軸處於懸浮狀態，；被動轉子複合動作磁路相對於主動轉子複合動作磁路在周向和軸向同時有位移產生時，主動轉子複合動作磁路就可以帶動被動轉子複合動作磁路做複合動作耦合運動，進而帶動傳動軸做複合動作耦合運動，進而實現傳動軸既能在徑向懸浮又能在周向和軸向複合運動運動。可見，本實用新型能夠實現周向的扭矩無接觸傳遞，又能夠實現軸向的力的無接觸傳遞。優選方案中，所述主動轉子磁路基體與傳動軸之間設有密封罩。這種結構可以實現外界動力源無接觸地將本身的能量傳遞給負載讓其工作，同時密封罩將外界與負載完全無洩漏密封隔離，能夠解決現代工業中好多需要完全無洩漏輸送的有毒有害介質，在完全密封的空間裡的能量傳遞問題。
圖1為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖2為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的懸浮磁路周向展開圖；圖3為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的懸浮磁路的軸向剖視圖；圖4為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的複合動作耦合磁路的軸向展開圖；其中，圖1-圖4中密封罩1 ；傳動軸2 ；第一懸浮磁路被動轉子基體3 ；第一懸浮磁路被動轉子永磁體4 ；第一懸浮磁路主動轉子永磁體5 ；主動轉子磁路基體6 ；複合動作耦合磁路被動轉子基體7 ；複合動作耦合磁路被動轉子永磁體8 ；複合動作耦合磁路主動轉子永磁體9 ；第二懸浮磁路被動轉子基體10 ；第二懸浮磁路被動轉子永磁體11 ；第二懸浮磁路主動轉子永磁體12。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員更好的理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請參看圖1，圖1為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構的一種具體實施方式
的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型提供的磁耦合懸浮式複合動作機構，包括傳動軸2、主動轉子磁路基體6、複合動作耦合磁路、不少於一個的懸浮磁路，所述傳動軸2套裝於所述主動轉子磁路基體6的腔體內；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體8分別通過懸浮磁路被動轉子基體、複合動作耦合磁路被動轉子基體7並排安裝於所述傳動軸2上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體9並排安裝於所述主動轉子磁路基體6上。具體的方案中，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述複合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次並排設置，所述第一懸浮磁路包括第一懸浮磁路被動轉子基體3 ；第一懸浮磁路被動轉子永磁體4 ；第一懸浮磁路主動轉子永磁體 5，所述第二懸浮磁路包括第二懸浮磁路被動轉子基體10 ；第二懸浮磁路被動轉子永磁體 11 ；第二懸浮磁路主動轉子永磁體12。如圖1所示，所述第一懸浮磁路被動轉子永磁體4、所述複合動作耦合磁路被動轉子永磁體8、所述第二懸浮磁路被動轉子永磁體11依次分別通過第一懸浮磁路被動轉子基體3、所述複合動作耦合磁路被動轉子基體7、所述第二懸浮磁路被動轉子基體10安裝在所述傳動軸2上，所述第一懸浮磁路主動轉子永磁體5、所述複合動作耦合磁路主動轉子永磁體9、所述第二懸浮磁路主動轉子永磁體12依次安裝於所述主動轉子磁路基體6上。傳動軸2與負載連接，主動轉子磁路基體6與電動機的動力輸出軸連接，懸浮磁路在徑向產生有用的懸浮力，該懸浮力可使得傳動軸2處於懸浮狀態，；被動轉子複合動作磁路相對於主動轉子複合動作磁路在周向和軸向同時有位移產生時，主動轉子複合動作磁路就可以帶動被動轉子複合動作磁路做複合動作耦合運動，進而帶動傳動軸2做複合動作耦合運動，進而實現傳動軸2既能在徑向懸浮又能在周向和軸向複合運動運動。可見，本實用新型能夠實現周向的扭矩無接觸傳遞，又能夠實現軸向的力的無接觸傳遞。
以下結合附圖，對本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構的工作原理進行簡單介紹。首先，以第一懸浮磁路為例，對第一懸浮磁路的工作原理進行介紹。請參看圖2、圖3，圖2為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的懸浮磁路周向展開圖；圖3為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的懸浮磁路的軸向剖視圖。如圖2、圖3所示，從永磁體提供能量的角度來分析此懸浮磁路。第一懸浮磁路主動轉子永磁體5包括永磁體①、②、③，第一懸浮磁路被動轉子永磁體4包括永磁體④、⑤、 ⑥，永磁體①、②、③與永磁體④、⑤、⑥的N極均相對設置，各永磁體的布置位置如圖3所
7J\ ο圖3中E磁能的陰影部分分別為各個永磁體所提供的磁能，各個磁能均為永磁體 N極面所提供。當a2 = k. al(kh2-l、a2彡O 3. 5)h2_l時，永磁體②和永磁體⑤提供的磁能如圖3中所示，其磁能量的頂端在一定的區域內形成一等磁能面，此時假如被動轉子懸浮磁路在允許的尺寸範圍內相對於主動轉子懸浮磁路向左或向右產生位移時(位移L al-a2/2時，當 b2 = k. b 1、c2 = k. cl、(k < 1)，hl_2 彡(1· 2 2. 2) (cl_bl)/2、h2_2 彡(1· 2 2. 2) (c2-b2)/2時，永磁體①和永磁體④、永磁體③和永磁體⑥分別耦合的磁路的磁能量就會相互作用，當位移L向左時，永磁體④的磁能在軸向會阻止永磁體①的磁能輸入，永磁體④對永磁體①產生了反饋，位移的方向與磁能作用產生的磁力方向相反，屬穩定系統。當位移L 向右時，永磁體③和永磁體⑥相互作用的結果完全同永磁體④對永磁體①的作用結果，也屬穩定系統。從以上對懸浮磁路從磁能角度的分析可以得出，此懸浮磁路是一在徑向具有穩定懸浮，在軸向能夠形成自反饋的穩定系統。以下結合圖4，對複合動作耦合磁路的工作原理進行介紹。請參看圖4，圖4為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構中的複合動作耦合磁路的軸向展開圖。如圖4所示，當複合動作耦合磁路被動轉子永磁體8的被動轉子複合動作磁路沿周向相對於複合動作耦合磁路主動轉子永磁體9的主動轉子複合動作磁路產生位移時，因在周向永磁體的布置為N極、S極相間緊密偶數排列，構成了推拉磁路。當被動轉子複合動作磁路沿軸向相對於主動轉子複合動作磁路產生位移時，因在軸向永磁體的布置為N、S相間緊密偶數排列，也構成了推拉磁路。假如被動轉子複合動作磁路相對於主動轉子複合動作磁路在周向和軸向同時有位移產生時，那麼主動轉子複合動作磁路就完全可以帶動被動轉子複合動作磁路做複合動作耦合運動。經過以上懸浮磁路與複合動作耦合磁路的具體分析，當主動部件作轉動直線的複合運動時，就可以通過懸浮磁路與複合動作耦合磁路的聯合作用，實現傳動軸2既能在徑向懸浮又能在周向和軸向複合運動的需要。 優選方案中，所述主動轉子磁路基體6與傳動軸2之間設有密封罩1。這種結構可以實現外界動力源無接觸地將本身的能量傳遞給負載讓其工作，同時密封罩1將外界與負載完全無洩漏密封隔離，能夠解決現代工業中好多需要完全無洩漏輸送的有毒有害介質， 在完全密封的空間裡的能量傳遞問題。具體的方案中，密封罩1可以為高電阻材料密封罩、非金屬材料密封罩等。優選的方案中，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體8均可通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉子基體、所述複合動作耦合磁路被動轉子基體7上。進一步的方案中，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體9也均可通過粘接的方式固定在所述主動轉子磁路基體6上。以上實施例中所提供的磁耦合懸浮式複合動作機構，懸浮磁路的數量為兩個，本實用新型並不局限於此，本領域技術人員可根據需要選擇合適數量的懸浮磁路；同樣，所述複合動作耦合磁路的數量也不局限於一個。以上所述僅是實用新型的優選實施方式的描述，應當指出，由於文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結構，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，包括傳動軸、主動轉子磁路基體、複合動作耦合磁路、不少於一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝於所述主動轉子磁路基體的腔體內；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉子基體、複合動作耦合磁路被動轉子基體並排安裝於所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體並排安裝於所述主動轉子磁路基體上。
2.根據權利要求1所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述複合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次並排設置。
3.根據權利要求1所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述複合動作耦合磁路軸向的永磁體為N極、S極相間偶數排列。
4.根據權利要求1或3所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述複合動作耦合磁路周向的永磁體為N極、S極相間偶數排列。
5.根據權利要求1所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述主動轉子磁路基體與傳動軸之間設有密封罩。
6.根據權利要求5所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述密封罩為高電阻材料密封罩。
7.根據權利要求5所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述密封罩為非金屬材料密封罩。
8.根據權利要求1所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體均通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉子基體、所述複合動作耦合磁路被動轉子基體上。
9.根據權利要求1所述的磁耦合懸浮式複合動作機構，其特徵在於，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體通過粘接的方式固定在所述主動轉子磁路基體上。
專利摘要本實用新型涉及磁耦合技術領域，公開了一種磁耦合懸浮式複合動作機構，包括傳動軸、主動轉子磁路基體、複合動作耦合磁路、不少於一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝於所述主動轉子磁路基體的腔體內；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路被動轉子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉子基體、複合動作耦合磁路被動轉子基體並排安裝於所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉子永磁體、所述複合動作耦合磁路的複合動作耦合磁路主動轉子永磁體並排安裝於所述主動轉子磁路基體上。該磁耦合懸浮式複合動作機構能夠實現傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的複合運動。
文檔編號H02N15/00GK202231651SQ20112037726
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉挺, 崔國平, 殷春紅, 豆耀峰 申請人:蘭州海蘭德泵業有限公司