一種磁電式旋轉裝置製造方法
2023-05-23 09:22:11 1
一種磁電式旋轉裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種磁電式旋轉裝置，包括：第一部件，包括驅動軸、第一永久磁鐵，所述驅動軸的外周分布有第一永磁體；第二部件，包括線圈、極靴和第二永久磁鐵，所述極靴上纏繞有線圈，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極具有一夾角；所述線圈中通有正向或者反向脈衝電流時，所述第一永久磁鐵和第二永久磁鐵之間產生相吸或者相斥的力，從而使得第一部件和第二部件之間產生相對運動。本實用新型是通過改變永久磁鐵的幾何形狀和磁場方向，通過利用永久磁鐵之間的吸、斥特性和脈衝式電磁場與永久磁鐵產生的吸、斥的特性解決了往、復旋轉時不用連續施加電流的問題，實現了不用再向線圈長期通以大量的工作電流。
【專利說明】—種磁電式旋轉裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬於ー種低壓電器類產品【技術領域】，特別涉及ー種磁電式旋轉裝置。【背景技術】
[0002]當前，在遇有需要旋轉驅動的產品大多採用三種方式，I是採用線圈驅動鐵芯作直線運動(如部分空氣碟閥類產品)，鐵芯設有連杆，連杆安裝一齒條，齒條驅動齒輪，齒輪的旋轉根據齒條的運動方向決定；2是電動機帶動凸輪等，(如部分往復開關類產品)；3是電動機帶動(如電動閥等)，但是，無論是哪種方式，均要求其線圈必須處於長期的工作狀態中，由此便形成電磁場的工作電流必須連續不斷的通過線圈，在長時間的工作狀態下，線圈發熱和燒毀是必然結果，同時反應速度不靈敏，工作穩定性差，電能消耗太大，使用和生產成本過高。
實用新型內容
[0003]為了解決現有線圈發熱、易燒毀和耗能過大、靈敏度低的問題，本實用新型的目的在於提供一種磁電式旋轉裝置。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種磁電式旋轉裝置，包括:
[0005]第一部件，包括驅動軸和第一永久磁鐵，所述驅動軸的外周分布有第一永久磁鐵；
[0006]第二部件，包括線圈、極靴和第二永久磁鐵，所述極靴上纏繞有線圈，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極具有ー夾角；
[0007]所述線圈中通有正向或者反向脈衝電流時，所述第一永久磁鐵和第二永久磁鐵之間產生相吸或者相斥的力，從而使得第一部件和第二部件之間產生相對運動。
[0008]優選地，所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵與驅動軸的軸中心線成ー傾角設置。
[0009]優選地，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵同軸設置，所述第一永久磁鐵固定在驅動軸上，所述第二永久磁鐵設置在第一永久磁鐵的外側，並與第一永久磁鐵間隙設置；所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極之間的夾角大於0度；所述驅動軸在線圈通有正向或者反向脈衝電流時，帶動第一永久磁鐵進行正向或者反向旋轉。
[0010]優選地，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵同軸設置，第一永久磁鐵固定在驅動軸上，第二永久磁鐵設置在第一永久磁鐵的外側，並與第一永久磁鐵間隙設置，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極之間的夾角大於0度，所述第二永久磁鐵在線圈通有正向或者反向脈衝電流時，進行正向或者反向旋轉。
[0011]優選地，所述第一永久磁鐵、線圈和極靴斜向排列在所述驅動軸的第一端外部，所述第二永久磁鐵位於所述驅動軸的第二端的外部，所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵與所述驅動軸相固定。
[0012]優選地，所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵為螺旋狀。[0013]優選地，所述第一永久磁鐵包括多個平行設置的永磁體，多個永磁體與驅動軸的軸線斜向設置。
[0014]優選地，所述第二永久磁鐵包括多個平行設置的永磁體，多個永磁體與驅動軸的軸線斜向設置。
[0015]本實用新型的有益效果:本實用新型是通過改變永久磁鐵的幾何形狀和磁場方向,通過利用永久磁鐵之間的吸、斥特性和脈衝式電磁場與永久磁鐵產生的吸、斥的特性解決了往、復旋轉時不用連續施加電流的問題，通過向線圈施加正、反方向的脈衝電流，通過改變極靴的極性，使永久磁鐵與極靴吸合和排斥並使其保持需要的工作狀態，從而實現了不用再向線圈長期通以大量的工作電流，使線圈在長期的工作中不易發熱和不易燒毀、功耗小、並且達到轉動速度快、靈敏度高、穩定可靠，不受網電壓波動變化的幹擾，無工作噪音和無電磁汙染的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖la、lb是本實用新型中磁電式旋轉裝置的第一種實施例的結構示意圖；
[0017]圖2a、2b是本實用新型中磁電式旋轉裝置的第二種實施例的結構示意圖；
[0018]圖3是本實用新型中磁電式旋轉裝置的第三種實施例的結構示意圖；
[0019]圖4是本實用新型中磁電式旋轉裝置的第四種實施例的結構示意圖；
[0020]圖中:1磁軛，2線圈，3極靴，4第二永久磁鐵，5驅動軸，6極墊，7第一永久磁鐵，8極罩，91第一擋板，92第二擋板，10極筒，11外殼，13極座，141第一端蓋，142第二端蓋，15軸承。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0022]如圖la、lb所示，本實用新型第一種實施例的結構示意圖，該磁電式旋轉裝置包括:
[0023]第一部件，包括驅動軸5、第一永久磁鐵7，所述驅動軸5的外周分布有第一永久磁鐵7 ;
[0024]第二部件，包括線圈2、極靴3和第二永久磁鐵4，所述極靴3上纏繞有線圈2，所述第二永久磁鐵4與第一永久磁鐵7的磁極具有ー夾角；
[0025]所述線圈2中通有正向或者反向脈衝電流時,所述第一永久磁鐵7和第二永久磁鐵4之間產生相吸或者相斥的力，從而使得第一部件和第二部件之間產生相對運動，即驅動軸帶動第一永久磁鐵進行正向或者反向旋轉。
[0026]本實施例的所述第二永久磁鐵4與第一永久磁鐵7同軸設置，第一永久磁鐵7固定在驅動軸5上，第二永久磁鐵4設置在第一永久磁鐵7的外側，並與第一永久磁鐵7間隙設置，第二永久磁鐵4與第一永久磁鐵7的磁極之間的夾角大於0度。當在線圈中施加正反方向電流時，所述極靴3產生的平行於驅動軸準中心線的電磁場與所述第二永久磁鐵4同時產生極性相同和相反，並與永久磁鐵4和7之間出現相吸和相斥的360°的運動，並帶動與驅動軸相連接的其他機械部件運動。由於第二永久磁鐵4與第一永久磁鐵7的磁極之間的夾角為大於O度，根據磁力線的特有「吸斥」特性，在第二永久磁鐵4與第一永久磁鐵7的磁極之間形成了 「吸斥」狀態，由於在第二永久磁鐵4中設置了數組線圈，而極靴3的材料為軟鐵(被磁化後無剩磁)，當未向線圈施加脈衝電流時，平行於軸準中線斜向設置的夾角大於O度第二永久磁鐵4的斜向磁場未形成滿360度與平行於軸準中線的滿360度設置的第一永久磁鐵7不能夠產生滿磁場的斜向切割，故不能輸出旋轉的力，當分別向線圈施加正反向脈衝電流吋，使極靴3 (極靴3的幾何形狀與第二永久磁鐵4相同)產生與第二永久磁鐵4依次排列的N、S極與第一永久磁鐵7依次排列的N、S極同時產生吸與斥的斜向磁場相切割，從而產生了旋轉運動的推力，實現了驅動軸5的旋轉運動。反之當分別向線圈施加反正向脈衝電流時，驅動軸5做反向旋轉運動。
[0027]本實施例的線圈2可以是ー組或者多組，纏繞在對應數量的極靴3上，並設置在磁軛I內，在第一永久磁鐵7和磁軛I之間設有極墊6。第一永久磁鐵7可以是ー個或數個，平行於驅動軸中心線排列。第二永久磁鐵4斜向排列在驅動軸5的外側，並設置在極罩8內。極罩8為ー圓筒形狀,套在第二永久磁鐵4外側,設在第一擋板91和第二擋板92之間，並與第一永久磁鐵7之間具有ー間隙。本實施例的第二永久磁鐵4是斜向排列在驅動軸上，與驅動軸的軸中心線成ー夾角，而第一永久磁鐵7平行於驅動軸的軸中心線。當然，相反設置同樣可以。而且，還可以是兩個永久磁鐵都與驅動軸的軸中心線成ー傾角設置，只要滿足兩個永久磁鐵的磁極成一夾角即可。本實施例還在驅動軸的兩端分別設有第一擋板91和第二擋板92，第一擋板91和第二擋板92的內螺紋與驅動軸外螺紋旋緊固定，用於對驅動軸進行限位固定。
[0028]本實施例的磁電式旋轉裝置的工作過程如下:向所述線圈施加正向或者反向脈衝電流，所述極靴產生的電磁場與所述第二轉動部件永久磁鐵同時產生極性相同和相反的相切運動，此時電磁場與永久磁鐵之間的磁場又出現相吸和相斥的切嚮往復360°的運動，並保持工作狀態，並帶動其他部件運動，由於採用脈衝電流激發運動，故節省電能、線圈不易發熱和燒毀。
[0029]如圖2a、2b所示，本實用新型第二種實施例的結構示意圖，與第一種實施例主要不同的是內置式驅動部件、外置式轉動部件的結構裝置，平行於軸準中心線設置的數個第一永久磁鐵7和數組線圈2、磁軛I沿驅動軸5的外側並行設置在圓周上。極罩8為ー圓筒，套在第一永久磁鐵7外側，設在第一擋板91和第二擋板92之間，並由第一擋板91和第ニ擋板92的內螺紋與驅動軸5外螺紋旋緊固定，外置式轉動部件是由數個斜向於驅動軸的軸中線設置的夾角「大於0度」數個第二永久磁鐵4按照360度斜向並行排列設置，極筒10設在斜向排列的第二永久磁鐵4內，與內置式驅動部件之間有運動間隙，第二永久磁鐵4的外側是轂式外殼11，第二永久磁鐵4與極筒10設置在端鐵之間，端鐵被螺釘固定在轂式外殼11上。
[0030]工作過程:原理同上，工作過程為外轉動式。所述線圈2中通有正向或者反向脈衝電流時，所述第一永久磁鐵7和第二永久磁鐵4之間產生相吸或者相斥的力，從而使得第一部件和第二部件之間產生相對運動，即第二永久磁鐵進行正向或者反向旋轉。
[0031]如圖3所示，本實用新型第三種實施例的結構示意圖，本實施例的所述由第一部件為驅動件和第二部件為轉動件的結構裝置，第一部件和第二部件之間設有間隙通過驅動軸5連接，並由軸承15固定在兩側第一端蓋141和第二端蓋142上，驅動部件中的數個軸向充磁的第一永久磁鐵7、數組線圈2和極靴3平行斜向排列在所述驅動軸的第一端外部，所述第二永久磁鐵位於所述驅動軸的第二端的外部，數個與第一部件的第一永久磁鐵7反斜向排列軸向充磁的第二永久磁鐵4設在第二部件極座13內端，極座13與驅動軸通過焊接或直接加工或通過螺紋等方式固定為一體，極罩8固定在極座13上，方法同極座7。在第一端蓋141和第二端蓋142外側包圍有極筒10。
[0032]第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵與所述驅動軸相固定，所述線圈纏繞在極靴上。驅動軸由軸承固定在兩側端蓋上，第一端蓋的內側設有數組線圈繞在數個極靴上，固定在第一端蓋的內側，數個斜向排列軸向充磁的第一永久磁鐵與極靴並排排列，數個斜向排列軸向充磁的第二永久磁鐵設在極蓋和極座之間，極座垂直固定在驅動軸上。
[0033]工作過程:在向所述線圈施加正向或者反向脈衝電流時，所述第一驅動部件的電磁場與永久磁鐵同時產生N和S平面360°斜向磁場，與所述第二轉動部件軸向充磁與第一驅動部件的永久磁鐵反斜向設置的永久磁鐵同時產生極性相同和相反的夾角> 0°切向磁場，電磁場與永久磁鐵的磁場切向第二轉動部件的永久磁鐵磁場，第二轉動部件按照線圈的正向或者反向脈衝電流做正反向旋轉運動，並保持工作狀態，帶動其他部件運動，由於採用脈衝電流激發運動，故節省電能、線圈不易發熱和燒毀。
[0034]如圖4所示，本實用新型第四種實施例的結構示意圖，本實用新型中所述由第一驅動部件和第二轉動部件組成，有數個平行於軸準中心線環繞排列安裝的線圈2和極靴3與數個永久磁鐵7在外殼11內壁上組成，第二轉動部件由數個徑向充磁的第二永久磁鐵
4,第二永久磁鐵為磁方向按照螺旋排列方式垂直設在轉動軸5上,極筒10在永久磁鐵磁環夕卜，兩側由端蓋141、142旋在轉動軸5的螺紋上固定。
[0035]工作過程:在向所述線圈施加正向或者反向脈衝電流時，所述極靴3產生的電磁場與所述第二轉動部件徑向充磁螺旋式排列的永久磁鐵同時產生極性相同和相反的夾角>0°切向磁場，此時電磁場與永久磁鐵之間的磁場又出現相吸和相斥的往或復360°的運動，並保持工作狀態，並帶動其他部件運動，由於採用脈衝電流激發運動，故節省電能、線圈不易發熱和燒毀。
[0036]綜上所述，本實用新型通過利用永久磁鐵之間互相作用的特點與電磁場同時產生相吸和相斥的特性解決了啟動速度迅速、靈敏度高、節省電能、線圈不易發熱和燒毀、穩定可靠的問題，通過向線圈施加正反方向的脈衝電流，通過改變極靴極性，使轉動部件實現正反向運動並保持其需要的某一工作狀態，從而實現了不用再向線圈長期通以大量的工作電流的目的。
[0037]最後應說明的是:以上所述僅為說明本實用新型的實施方式，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種磁電式旋轉裝置，其特徵在於，包括: 第一部件，包括驅動軸和第一永久磁鐵，所述驅動軸的外周分布有第一永久磁鐵； 第二部件，包括線圈、極靴和第二永久磁鐵，所述極靴上纏繞有線圈，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極具有ー夾角； 所述線圈中通有正向或者反向脈衝電流時，所述第一永久磁鐵和第二永久磁鐵之間產生相吸或者相斥的力，從而使得第一部件和第二部件之間產生相對運動。
2.根據權利要求1所述的磁電式旋轉裝置，其特徵在於，所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵與驅動軸的軸中心線成ー傾角設置。
3.根據權利要求1所述的磁電式旋轉裝置，其特徵在於，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵同軸設置，所述第一永久磁鐵固定在驅動軸上，所述第二永久磁鐵設置在第一永久磁鐵的外側，並與第一永久磁鐵間隙設置；所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極之間的夾角大於O度；所述驅動軸在線圈通有正向或者反向脈衝電流時，帶動第一永久磁鐵進行正向或者反向旋轉。
4.根據權利要求1所述的磁電式旋轉裝置，其特徵在於，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵同軸設置，第一永久磁鐵固定在驅動軸上，第二永久磁鐵設置在第一永久磁鐵的外偵れ並與第一永久磁鐵間隙設置，所述第二永久磁鐵與第一永久磁鐵的磁極之間的夾角大於O度，所述第二永久磁鐵在線圈通有正向或者反向脈衝電流時，進行正向或者反向旋轉。
5.根據權利要求1所述的磁電式旋轉裝置，其特徵在於，所述第一永久磁鐵、線圈和極靴斜向排列在所述驅動軸的第一端外部，所述第二永久磁鐵位於所述驅動軸的第二端的外部，所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵與所述驅動軸相固定。
6.根據權利要求1-5任一項所述的磁電式旋轉裝置,其特徵在於,所述第一永久磁鐵或者第二永久磁鐵為螺旋狀。
7.根據權利要求1-5任一項所述的磁電式旋轉裝置,其特徵在於,所述第一永久磁鐵包括多個平行設置的永磁體，多個永磁體與驅動軸的軸線斜向設置。
8.根據權利要求1-5任一項所述的磁電式旋轉裝置，其特徵在於，所述第二永久磁鐵包括多個平行設置的永磁體，多個永磁體與驅動軸的軸線斜向設置。
【文檔編號】H02K21/12GK203457017SQ201320362032
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】劉文華, 劉燾, 陳智順, 李孝書, 趙清明, 劉暘 申請人:劉文華, 陳智順, 李孝書