CN104269965A - 电机及转动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电机及转动控制方法，包括：设置在所述电机上并与所述转子连接的螺杆，以及通过所述转子带动转动可实现所述螺杆沿转子轴向运动、并在螺杆沿转子轴向运动至螺杆螺纹区尽端时控制螺杆随转子一起自转的功能转换控制组件。在转子与螺杆相对转动时螺杆沿螺杆转轴轴向上下运动，在转子转动且相对螺杆静止时螺杆跟随转子转动（旋转运动），一种电机提供了两种运动状态，一是螺杆与转子相对转动，沿螺杆转轴轴向上下运动，另一是螺杆与转子相对静止，螺杆跟随转子转动。

Description

电机及转动控制方法

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及的是电机及转动控制方法。

背景技术

众所周知，电机包括转子和定子，电机通过转子转动提供动力。

现有技术中，电机只有一种运行状态，电机功能较单一，有时不能满足人们的需求，如出力轴的长度不断变化。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供电机及转动控制方法，解决电机功能单一的问题。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电机，包括：定子及穿设在所述定子内的转子，还包括：

设置在所述电机上并与所述转子连接的螺杆，

以及通过所述转子带动转动可实现所述螺杆沿转子轴向运动、并在螺杆沿转子轴向运动至螺杆螺纹区尽端时控制螺杆随转子一起自转的功能转换控制组件。

所述的电机，其中，所述螺杆中部设置有螺纹部，螺纹部两端设置有螺纹限位区。

所述的电机，其中，还包括：沿功能转换块外侧壁圆弧方向上设置的一截面为圆弧形的凹槽，螺杆螺纹部两端分别设置了第一垫片及第二垫片。

所述的电机，其中，所述弹性顶持结构为一电动结构。

所述的电机，其中，所述功能转换控制组件包括：

套设在所述螺杆螺纹部区域、并可通过螺杆两端的螺纹限位区对螺杆进行限位以实现自转的功能转换块；

以及套设在所述功能转换块外并固定在所述定子上的后盖；

以及设置在后盖内壁上的用于顶持所述功能转换块的若干个弹性顶持结构；

所述螺杆依次穿过所述后盖、功能转换块及转子而设，所述功能转换块通过所述弹性顶持结构设置在后盖内壁上，使所述功能转换块在螺杆限位区带阻力自转。

所述的电机，其中，还包括：若干个设置在功能转换块外侧壁上的、用于与所述弹性顶持结构适配的凹陷结构。

所述的电机，其中，所述弹性顶持结构包括由内向外依次设置的钢球、弹簧及止付螺丝。

所述的电机，其中，包括：

分别设置在后盖侧壁上的四个螺纹孔结构及分别设置在四个螺纹孔结构的四个弹性顶持结构。

所述的电机，其中，还包括：设置在功能转换块圆孔内的限位凸起，设置在螺杆上的沿螺杆轴向的限位凹槽，且限位凹槽深度大于螺纹部的螺纹高度。

所述的电机，其中，所述限位凹槽的轴向长度与螺纹部宽度相等。

所述的电机，其中，还包括：凹陷结构为一用于放置弹簧顶持的钢球的圆形卡槽。

所述的电机，其中，还包括：设置在螺杆螺纹一端的螺帽。

所述电机在直流电下的转动控制方法，包括以下步骤：

A、直流电下电机转子转动；

B、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹一端时，带动螺杆转动；

或者，

当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹另一端时，带动螺杆转动；若转子相对螺杆静止，则转子带动螺杆转动。

所述电机在交流电下的转动控制方法，包括以下步骤：

A、交流电下电机转子转动；

B、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，

当电流反向，转子相对螺杆反向转动；

当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流没有变向，则转子带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动；

当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流变向，则转子相对螺杆反方向转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动；

或者，

    当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则带动螺杆沿螺杆轴向运动，若转子相对螺杆静止，则带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动。

与现有技术相比，本发明所提供的电机及转动控制方法，在转子与螺杆相对转动时螺杆上下运动，如果提供一定频率的交流电，可使螺杆做往复运动；在转子转动且相对螺杆静止时螺杆跟随转子转动，在正向电流作用下使转子固定在螺杆螺纹一端，在反向电流作用下使转子固定在螺杆螺纹另一端，直流电作用下螺杆的位置有两种，可供用户选择。本发明所述的电机具备两种运动状态，一是螺杆与转子相对转动，螺杆上下运动，另一是螺杆与转子相对静止，螺杆跟随转子转动。

附图说明

图1是本发明一实施例所述的电机立体图。

图2是图1所示的电机爆炸图。

图3是图1所示的电机过螺杆轴心线的剖面图。

图4是图2中位置A的局部放大图。

图5是本发明所述功能转换块的剖面图。

图6是本发明一较佳实施例所述的螺杆结构示意图。

图7本发明另一较佳实施例所述的电机立体图。

图8是图7所示的电机爆炸图。

图9是图7所示的电机过螺杆轴心线的剖面图。

图10是图7中功能转换块的放大图。

具体实施方式

本发明提供了电机及转动控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1、图2及图3，图1是本发明一实施例所述的电机立体图。图2是图1所示的电机爆炸图。图3是图1所示的电机过螺杆轴心线的剖面图。如图1、图2及图3所示，本发明所述的电机101，包括：

设置有螺纹部214的螺杆202、设置有第一圆孔215的后盖206、设置有第二圆孔208的功能转换块213、定子211及穿设在所述定子211内的且设置有螺纹孔209的转子212，其中，所述后盖206与所述定子211固定连接，所述功能转换块213设置在后盖206内，所述螺杆202依次穿过第一圆孔215、第二圆孔208及螺纹孔209；

设置在后盖206上的若干个弹性顶持结构，所述若干弹性顶持结构，用于顶持功能转换块213，在两者的接触位置产生阻止功能转换块转动的阻力；

在功能转换块206圆孔内设置有一限位凸起，在螺杆202上沿螺杆轴向设置有一与限位凸起相适配的限位凹槽，限位凹槽深度大于螺纹部的螺纹高度，所述限位凸起与限位凹槽适配时，转子212与螺杆202相对转动时阻止螺杆202转动使螺杆202轴向运动，转子212转动且相对螺杆202静止时带动功能转换块206跟随螺杆202转动；

所述螺纹部214与所述螺纹孔209相应设置。

需要强调的是，本发明采用的技术方案在螺杆上设置限位凹槽，实现转子与螺杆相对转动时使螺杆沿螺杆轴向运动，实现该功能的方式很多，并不局限于设置限位凹槽。

弹性顶持结构主要用于顶持功能转换块213，在弹性顶持结构与功能转换块213的接触位置产生阻止功能转换块转动的阻力。本实施例中，所述的电机在后盖四个侧壁上分别设置一个螺纹孔结构207，并在每个螺纹孔结构207内设置一个弹性顶持结构，所述弹性顶持结构包括由内向外依次设置的钢球205、弹簧204及止付螺丝203。在钢球205与功能转换块213接触位置会产生阻止功能转换块转动的阻力，这个阻力为两者间的静摩擦力（只有在功能转换块相对钢球有滑动趋势时才会产生）。为了增大阻力，本发明提供了一优选方案，如图5所示，在功能转换块的外侧设置圆形卡槽502，所述圆形卡槽502放置弹簧顶持的钢球。需要说明的是，设置圆形卡槽502后，钢球与功能转换块之间的阻力就发生了变化，这时的阻力不但包括有压力产生的静摩擦力，还包括由压力在转动方向的分力提供了阻挡力。在设置圆形卡槽502的情况下，只有功能转换块213对钢球205的作用力足够大时，才会通过钢球205压迫弹簧204变形，使钢球退回，功能转换块213与钢球205发生相对转动。

对于分别设置在功能转换块206及螺杆202上的限位凸起及限位凹槽，本发明提供了较佳实施例，具体请参见、图4及图5，图4是图2中位置A的局部放大图；图5是本发明所述功能转换块的剖面图。如图4所示，螺杆202的螺纹部设置有限位凹槽，限位凹槽具体为设置在螺杆202上的沿螺杆轴向的限位凹槽401，且限位凹槽深度大于螺纹部的螺纹高度。如图5所示，所述的功能转换块203设置有限位凸起，所述限位凸起具体为设置在功能转换块第二圆孔内的限位凸起501。由图3可知，限位凸起设置在限位凹槽内，这样转子212与螺杆202相对转动时阻止螺杆202转动使螺杆202轴向运动，转子212转动且相对螺杆202静止时带动功能转换块206跟随螺杆202转动。

本发明实施方式很多，本发明还提供了一优选实施例，具体请参见图7、图8、图9及图10，图7本发明另一较佳实施例所述的电机立体图，图8是图7所示的电机爆炸图，图9是图7所示的电机过螺杆轴心线的剖面图，图10是图7中功能转换块的放大图。如图7、图8、图9及图10所示，本实施方式与图2所示的实施例基本相似，所谓区别在于，变化了原有的功能转换块213、螺杆202、转子212及后盖206结构，具体的，在功能转换块213外侧壁圆弧方向上设置的截面为圆弧形的凹槽706，圆孔槽与钢球适配，减小功能转换块与钢球间的摩擦，进而减小功能转换块对钢球的磨损，使钢球使用时间更长，功能转换块213的圆孔内设置有一限位凸起1001（如图10所示）；螺杆202螺纹部两端分别设置了第一垫片702及第二垫片703，所述第一垫片702及第二垫片703均为圆形，设置垫片可使转子到达螺杆两端时，阻止转子继续向前转动（相对螺杆而言），不会破坏转子螺纹孔内的螺纹结构；转子212采用了直筒状；后盖206增大了圆孔704，这样可以避免后盖206与设置在螺杆202上的第一垫片702之间的摩擦，避免螺杆202与后盖206接触，同时，也可以减小对功能转换块213上表面与后盖206的接触面积，减少摩擦，降低两者间的相互磨损。该优选实施例在图2所示的实施例的基础上进行了改进，使电机各组成合理配合且较佳的发挥各自的功能，如设置的圆弧形凹槽，增加与钢球表面的接触面积，使钢球的磨损均匀分布，间接的增加钢球的使用寿命。

需要强调的是，本发明所述弹性顶持结构并不局限于钢球、弹簧及止付螺丝，其还可以为一电动结构。如所述电动结构包括一电磁阀，在断电情况下使钢球顶持功能转换块，在通电状态下产生磁性吸引钢球，使钢球与功能转换块分离，不再顶持功能转换块，该电动结构可以通过驱动程序控制电流的输出、输入及输出输入时间，实现弹性顶持结构与功能转换块间的顶持及分离。

上述电机包含两种运动状态，具体如下：

螺杆上下运动：转子设置有螺纹孔，螺杆设置有螺纹部，螺纹孔与螺纹部适配，转子与螺杆可相对转动，由于螺杆上设置有一限位凹槽，限位凹槽内设置功能转换块的突起，而功能转换块由弹性顶持结构顶持，在转子转动时，由于弹性顶持结构顶持功能转换块，提供了阻止功能转换块转动的阻力，当所述阻力大于转子与螺杆之间的力时，由于螺杆与功能转换块之间不能发生转动，则功能转换块受到的阻力即为螺杆受到的阻力，因为阻力大于转子与螺杆之间的力，所以在转子转动时，转子与螺杆发生相对转动，转子螺杆沿螺杆轴向运动。

螺杆转动：螺杆与功能转换块不能相对转动，螺杆转动时功能转换块跟随着一起转动，也就是说，只要功能转换块能够转动，螺杆就能跟随一起转动，使功能转换块转动只需保证螺杆与转子之间的力大于弹性顶持结构提供的阻力即可，如使钢球退回。本发明所述的螺杆设置有螺纹部，优选的，所述螺纹部设置在螺杆的一端，且所述螺纹部宽度大于螺纹孔的孔长。螺杆螺纹部一端设置有螺帽。众所周知，螺纹部的螺纹有上下限，当螺纹孔在螺纹部上下限时就不能发生相对转动，这时两者间会产生非常大的力，该力会大于弹性顶持结构与功能转换块之间的阻力，通过钢球压迫弹簧形变，使钢球退回，进而使螺杆转动。

所述的电机，优选的，所述限位凹槽的轴向长度与螺纹部宽度相等。这是因为转子与功能转换块的位置相对不变，保证限位凹槽的轴向长度与螺纹部宽度相等，使转子接触到螺纹部的一端时，限位凸起也能到达限位凹槽的一端，避免螺杆破坏螺纹孔的螺纹。具体的如图6所示，所述的螺杆601的螺纹部长度与限位凹槽长度均为b，当转子到达螺杆螺纹部尽端时，功能转换块的限位凸起先到达螺杆上的限位凹槽一端，通过限位凹槽与螺杆螺纹部的交错，实现转子与螺杆间的限位。

所述的电机，优选的，所述的螺纹部上下限分别设置有第一卡槽及第二卡槽，所述第一卡槽及第二卡槽，用于转子螺纹孔到达螺纹部上下限时固定转子，避免破坏螺纹孔螺纹。

所述电机在直流电下的转动控制方法，包括以下步骤：

步骤一、直流电下电机转子转动；

步骤二、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹一端时，带动螺杆转动；或者，当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹另一端时，带动螺杆转动；若转子相对螺杆静止，则转子带动螺杆转动。本发明所述的电机具备两种运动状态，一种是转子带动螺杆转动，该现象只有转子位于螺杆螺纹末端时发生，另一种是转子转动，螺杆沿螺杆轴向运动但不转动，该现象在转子位于螺杆螺纹中部时发生，也可以在螺杆螺纹末端发生，在螺杆螺纹末端时，转子相对螺杆转动，转子朝螺杆螺纹另一端运动。

所述电机在交流电下的转动控制方法，包括以下步骤：

步骤一、交流电下电机转子转动；

步骤二、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，当电流反向，转子相对螺杆反向转动；当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流没有变向，则转子带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动，当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流变向，则转子相对螺杆反方向转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动；或者，当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则带动螺杆沿螺杆轴向运动，若转子相对螺杆静止，则带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动。交流电作用下，转子与螺杆相对转动的转向会发生改变，在转子转动下，根据转向的不同，螺杆沿螺杆轴向的运动的方向也不同。

综上所述，本发明所提供的电机及转动控制方法，将转子穿设在定子内且在转子轴向设置螺纹孔，将一螺杆设置在转子螺纹孔内，螺杆设置有与螺纹孔适配的螺纹部及限位凹槽，通过限位凹槽与设置有限位凸起的功能转换块连接，限位凸起与限位凹槽适配可使转子与螺杆相对转动时阻止螺杆转动使螺杆轴向运动，在转子转动且相对螺杆静止时带动功能转换块跟随螺杆转动。本发明在转子与螺杆相对转动时螺杆上下运动，如果提供一定频率的交流电，可使螺杆做往复运动；在转子转动且相对螺杆静止时螺杆跟随转子转动，在正向电流作用下使转子固定在螺杆螺纹一端，在反向电流作用下使转子固定在螺杆螺纹另一端，直流电作用下螺杆的位置有两种，可供用户选择。本发明所述的电机具备两种运动状态，一是螺杆与转子相对转动，螺杆上下运动，另一是螺杆与转子相对静止，螺杆跟随转子转动。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机，包括：定子及穿设在所述定子内的转子，其特征在于，还包括：

设置在所述电机上并与所述转子驱动连接的螺杆，

以及通过所述转子带动转动可实现所述螺杆沿转子轴向运动、并在螺杆沿转子轴向运动至螺杆螺纹区尽端时控制螺杆随转子一起自转的功能转换控制组件。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述螺杆中部设置有螺纹部，螺纹部两端设置有螺纹限位区。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述功能转换控制组件包括：

套设在所述螺杆螺纹部区域、并可通过螺杆两端的螺纹限位区对螺杆进行限位以实现自转的功能转换块；

以及套设在所述功能转换块外并固定在所述定子上的后盖；

以及设置在后盖内壁上的用于顶持所述功能转换块的若干个弹性顶持结构；

所述螺杆依次穿过所述后盖、功能转换块及转子而设，所述功能转换块通过所述弹性顶持结构设置在后盖内壁上，使所述功能转换块在螺杆限位区与螺杆相对静止时跟随螺杆转动而转动。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，还包括：沿功能转换块外侧壁圆弧方向上设置的一截面为圆弧形的凹槽，螺杆螺纹部两端分别设置了第一垫片及第二垫片。

5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，还包括：若干个设置在功能转换块外侧壁上的、用于与所述弹性顶持结构适配的凹陷结构，所述凹陷结构为一用于放置弹簧顶持的钢球的圆形卡槽。

6.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述弹性顶持结构为一电动结构。

7.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，包括：

分别设置在后盖侧壁上的四个螺纹孔结构及分别设置在四个螺纹孔结构的四个弹性顶持结构。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述弹性顶持结构包括由内向外依次设置的钢球、弹簧及止付螺丝。

9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括：设置在功能转换块圆孔内的限位凸起，设置在螺杆上的沿螺杆轴向的与限位凸起相适配的限位凹槽，且限位凹槽深度大于螺纹部的螺纹高度。

10.权利要求1-9任一所述电机的转动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、直流电下电机转子转动；

B2、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹一端时，带动螺杆转动；

或者，

当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则螺杆沿螺杆轴向运动，当转子运动到螺杆螺纹另一端时，带动螺杆转动；若转子相对螺杆静止，则转子带动螺杆转动；

或者，

A10、交流电下电机转子转动；

B20、当转子处于螺杆螺纹中部时，转子相对螺杆转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动，

当电流反向，转子相对螺杆反向转动；

当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流没有变向，则转子带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动；

当转子运动到螺杆螺纹一端时，电流变向，则转子相对螺杆反方向转动，带动螺杆沿螺杆轴向运动；

或者，

    当转子处于螺杆螺纹一端时，若转子相对螺杆转动，则带动螺杆沿螺杆轴向运动，若转子相对螺杆静止，则带动螺杆转动，直至电流变向，转子相对螺杆反方向转动。