CN105119434B - 一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机，包括基座，沿基座的周向分布有若干个永磁体吸合装置，所述永磁体吸合装置包括支撑筒，所述支撑筒沿轴向活动穿设一吸合杆，所述吸合杆的头端设有吸合探头，所述吸合杆外侧设有线圈；所述基座的上方设有外壳，所述外壳上安装有对永磁体吸合装置进行控制的永磁体吸合装置控制机构，所述永磁体吸合装置控制机构包括滑杆，所述滑杆竖直设置于外壳内，所述滑杆的底端设有驱动头，所述滑杆的顶端设有手柄，所述滑杆与外壳之间设有复位弹簧，所述手柄上设有控制开关。本发明可以实现半自动化的粘贴永磁体，既省去了一部分人力，又能保证永磁体能均匀对称贴在外转子内壁上。

Description

一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机

技术领域

本发明涉及轮毂电机组装技术，具体涉及永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装装置。

背景技术

在快速发展的今天，由于资源短缺的限制和人们对污问题的重视程度日益提高，柴汽油汽车所带来的资源和污染问题逐渐被人们所正视，人们的目光开始转向一种能代替石油的新能源且污染较小的交通工具。在此环境下，电动汽车应运而生。无刷轮毂电机随着电动汽车行业的蓬勃发展，在我国也掀起一股研究热潮。由于我国的轮毂电机起步较晚，虽投入了大量人力物力财力，但与发达国家相比，还有一定的差距。

永磁体，即永磁体片，是轮毂电机的励磁磁源，通过与线圈产生的磁场相互作用从而驱动外转子运动。它作为轮毂电机正常运转的最重要部件之一，它的稳定、正常运作，直接关系到轮毂电机的性能，也直接影响到电动汽车等电动工具的安全性能，重要性不言而喻。

但是目前永磁体的贴装，很多完全靠手工粘贴，可靠性、粘贴质量都没有保障，如何对永磁体进行标准的、可靠的均匀贴装，一直是本领域的一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机，实现永磁体的可靠、均匀贴装。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机，包括基座，沿基座的周向分布有若干个永磁体吸合装置，所述永磁体吸合装置包括支撑筒，所述支撑筒沿轴向活动穿设一吸合杆，所述吸合杆的头端设有吸合探头，所述吸合杆外侧设有线圈；所述基座的上方设有外壳，所述外壳上安装有对永磁体吸合装置进行控制的永磁体吸合装置控制机构，所述永磁体吸合装置控制机构包括滑杆，所述滑杆竖直设置于外壳内，所述滑杆的底端设有驱动头，所述滑杆的顶端设有手柄，通过手柄控制滑杆沿竖直方向向上滑动，在滑杆向上滑动时，驱动头驱动永磁体吸合装置水平运动，所述滑杆与外壳之间设有复位弹簧，在松开手柄后，所述复位弹簧使滑杆复位，所述手柄上设有控制开关，所述控制开关用于控制永磁体吸合装置中线圈电流方向和电流通断。

优选的，所述线圈缠绕在线圈筒上，所述线圈筒与支撑筒固定。

优选的，所述吸合杆设有引导吸合杆沿支撑筒轴向滑动的轴向引导段，所述支撑筒设有与轴向引导段形状相匹配的引导槽。

优选的，所述吸合探头通过固定螺栓与吸合杆固定。

优选的，所述驱动头连接有转动杆，所述转动杆与永磁体吸合装置铰接。

优选的，所述外壳的顶部设有内支撑壁，所述内支撑壁中心设有通孔，所述滑杆从通孔穿过。

优选的，所述滑杆的中部设有弹簧卡板，所述复位弹簧的底部支撑在弹簧卡板上，所述复位弹簧的顶部弹性顶接在内支撑壁底面。

本发明首先通过基座调整好永磁体贴装高度，然后通过手柄向上提滑杆，把永磁体送到外转子内壁处，固定后，再通过手柄处的控制开关，使线圈电流反向，产生与永磁体极性一样的磁场，由于同性排斥，所以，永磁体会被送到外转子的内壁上,用同样的方法可以继续粘贴永磁体，直至外转子上所有的永磁体贴装完毕。

因此本发明可以实现半自动化的粘贴永磁体，既省去了一部分人力，又能保证永磁体能均匀对称贴在外转子内壁上，保证了永磁体正常工作的稳定性、可靠性，兼顾了永磁体贴装的经济性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是永磁体贴装半自动机的总体结构图；

图2是永磁体贴装半自动机的俯视结构图；

图3是永磁体吸合装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机，包括基座3，基座3呈圆筒形，沿基座3的周向均匀分布有若干个永磁体吸合装置1，在基座3的上方设有外壳31，外壳31也呈圆筒形，但直径小于基座3的直径。在外壳31上安装有对永磁体吸合装置1进行控制的永磁体吸合装置控制机构2。基座3用于调整永磁体贴装时的高度，可以精确的把永磁体安装到指定位置，永磁体吸合装置1设有线圈13，通过线圈13通电电流方向改变磁场，并利用电磁特性吸合住永磁体15或者将永磁体推出，永磁体吸合装置控制机构2则控制永磁体吸合装置1吸合及推出永磁体15，并驱动永磁体吸合装置1将永磁体15放置到指定位置，最后使永磁体15粘贴在外转子的内壁上。

如图1和图2所示，永磁体吸合装置控制机构2包括滑杆21，所述滑杆21竖直设置于外壳31中心，滑杆21可以沿外壳中心轴线上下拉动，滑杆21的底端设有驱动头22，滑杆21的顶端设有手柄25。通过手柄25控制滑杆21沿竖直方向向上滑动，在滑杆21向上滑动时，驱动头22驱动永磁体吸合装置1水平运动，当工作完成，需要让滑杆21回复原位，因此在滑杆21与外壳31之间设有复位弹簧24，在松开手柄25后，复位弹簧24使滑杆21复位，在手柄25上设有控制开关26，手柄25是为了方便拉动滑杆21，控制开关26则用于改变线圈13的极性和控制线圈13的电流通断。

外壳31的顶部设有内支撑壁，内支撑壁中心设有通孔，滑杆21从通孔穿过，通孔对滑杆21进行导向。滑杆21的中部设有弹簧卡板23，所述复位弹簧24的底部支撑在弹簧卡板23上，所述复位弹簧24的顶部弹性顶接在内支撑壁底面。

驱动头22连接有转动杆17，转动杆17与永磁体吸合装置1铰接，驱动头22为凸环，在凸环上设有铰接头与转动杆铰接，因此滑杆21上行，转动杆17带动永磁体吸合装置1向基座3的径向外侧水平滑动，滑杆21下行回复原位，转动杆17带动永磁体吸合装置1向基座3的径向内侧水平滑动。

如图3所示，永磁体吸合装置1包括支撑筒10，支撑筒10优选为圆筒形，所述支撑筒10沿轴向活动穿设一吸合杆11，所述吸合杆11的头端设有吸合探头14，在吸合杆外侧设置线圈13，通过线圈13通电使吸合探头14产生磁性。

当通正向电流时，线圈13的两端产生极性相反的磁性，吸合探头14与线圈13紧密相连，因此，在吸合探头14位置会有极强的磁性，利用线圈13的磁性，通过电流，会产生与永磁体15极性相反的磁场，永磁体15会和吸合探头14紧紧的吸合在一起。

永磁体吸合装置1的设置数量为偶数，具体根据外转子需要粘贴永磁体的数量做出变化，并沿基座3的周向两两对称，每组对称的两个永磁体吸合装置1中线圈13的绕线方向都是相反的，以确保对称的两个线圈13产生的磁场方向是相反的。

线圈13是缠绕在线圈筒12上，线圈筒12的一端与支撑筒10为一体固定的结构。保证了线圈筒12的位置不变，不会发生转动，也不会与其内部的线圈有摩擦。

考虑到吸合杆11发生转动会影响到永磁铁15贴装的精度，因此吸合杆11设有引导吸合杆11沿支撑筒10的轴向滑动的轴向引导段，同时支撑筒10设有与轴向引导段的形状相匹配的引导槽。该设计保证了吸合杆11只能在水平方向运动，而不能发生转动，保证了装置的精密性。具体来说，可以将轴向引导段截面设计成方形、矩形、或者扁方形，以及其他与相应形状引导槽配合一起可以防止吸合杆11转动的形状。

吸合探头14通过固定螺栓16与吸合杆11固定。这是为了能匹配规格不同的永磁体15，因此，吸合探头14是可拆卸的，吸合探头14是通过沉头的固定螺栓16与吸合杆11连接在一起的，当永磁体15的规格大小发生改变时，可以通过更换吸合探头14，快速方便的达到适应不同需求的功能。

另外，当工作时，上述的永磁体贴装半自动机是安装在永磁体贴装机台上使用的，所述机台包括机架及安装于机架上的可转动的工作台，工作台由伺服电机驱动转动，伺服电机连接有控制器，通过控制器控制伺服电机的转速及转动角度。外转子固定在工作台上，永磁体贴装半自动机安装在外转子的圆心处，且固定不动。

永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装工艺使用上述的永磁体贴装半自动机及永磁体贴装机台进行工作，具体工艺如下：

首先，在每一个吸合探头14上安装好永磁体15，线圈13通过一个电流，使在吸合探头14处产生的磁场与永磁体的磁场相反，这样，永磁体15会紧紧地吸合在吸合探头14上；

其次，向上提起手柄25，复位弹簧24被压缩，由于滑杆21向上运动，会连带着转动杆17一起运动，转动杆17会推动吸合杆11，吸合杆11会向远离轴心方向运动，把永磁体15送到指定位置；

然后，通过手柄25上的控制开关26，使线圈13的电流反向，那么线圈13产生的磁场就会与永磁体15的磁场方向相同，同性排斥，永磁体15就会受到远离轴心方向的力，因此，永磁体15会离开吸合探头14，安装在外转子的内壁上，完成一组永磁体的贴装；

最后，通过伺服电机控制外转子转动，达到指定角度后，重复上述动作，直至全部永磁体贴装完毕。

每个吸合探头14上安装8个永磁体15，安装完毕后，由伺服电机控制转动外转子，继续在吸合探头14上安装永磁体15，重复上述动作。大大的提高工作效率，贴装精度。

每完成一组永磁体的贴装，控制器通过计算，确定每两片永磁体之间的角度，然后通过伺服电机，精确控制转动外转子，达到预定角度后，通过永磁体贴装半自动机继续贴装永磁体。

如果贴装的永磁体15不是八的倍数，可以只选择任意对称的两个永磁体吸合装置1，进行每次2片的贴装，也可以选择任意对称的四个永磁体吸合装置1进行每次4片的贴装。总之可以根据工作需要，灵活的选用永磁体吸合装置1的个数，来满足自己的要求。

Claims (1)

1.一种永磁无刷外转子轮毂电机的永磁体贴装半自动机，其特征在于：包括基座，沿基座的周向分布有若干个永磁体吸合装置，所述永磁体吸合装置包括支撑筒，所述支撑筒沿轴向活动穿设一吸合杆，所述吸合杆的头端设有吸合探头，所述吸合杆外侧设有线圈；所述基座的上方设有外壳，所述外壳上安装有对永磁体吸合装置进行控制的永磁体吸合装置控制机构，所述永磁体吸合装置控制机构包括滑杆，所述滑杆竖直设置于外壳内，所述滑杆的底端设有驱动头，所述滑杆的顶端设有手柄，通过手柄控制滑杆沿竖直方向向上滑动，在滑杆向上滑动时，驱动头驱动永磁体吸合装置水平运动，所述滑杆与外壳之间设有复位弹簧，在松开手柄后，所述复位弹簧使滑杆复位，所述手柄上设有控制开关，所述控制开关用于控制永磁体吸合装置中线圈电流方向和电流通断，所述线圈缠绕在线圈筒上，所述线圈筒与支撑筒固定，所述吸合杆设有引导吸合杆沿支撑筒轴向滑动的轴向引导段，所述支撑筒设有与轴向引导段形状相匹配的引导槽，所述吸合探头通过固定螺栓与吸合杆固定，所述驱动头连接有转动杆，所述转动杆与永磁体吸合装置铰接，所述外壳的顶部设有内支撑壁，所述内支撑壁中心设有通孔，所述滑杆从通孔穿过，所述滑杆的中部设有弹簧卡板，所述复位弹簧的底部支撑在弹簧卡板上，所述复位弹簧的顶部弹性顶接在内支撑壁底面；上述的永磁体贴装半自动机是安装在永磁体贴装机台上使用的，所述机台包括机架及安装于机架上的可转动的工作台，工作台由伺服电机驱动转动，伺服电机连接有控制器，通过控制器控制伺服电机的转速及转动角度，外转子固定在工作台上，永磁体贴装半自动机安装在外转子的圆心处，且固定不动；

使用上述的永磁体贴装半自动机及永磁体贴装机台进行工作，具体工艺如下：

首先，在每一个吸合探头上安装好永磁体，线圈通过一个电流，使在吸合探头处产生的磁场与永磁体的磁场相反，这样，永磁体会紧紧地吸合在吸合探头上；

其次，向上提起手柄，复位弹簧被压缩，由于滑杆向上运动，会连带着转动杆一起运动，转动杆会推动吸合杆，吸合杆会向远离轴心方向运动，把永磁体送到指定位置；

然后，通过手柄上的控制开关，使线圈的电流反向，那么线圈产生的磁场就会与永磁体的磁场方向相同，同性排斥，永磁体就会受到远离轴心方向的力，因此，永磁体会离开吸合探头，安装在外转子的内壁上，完成一组永磁体的贴装；

最后，通过伺服电机控制外转子转动，达到指定角度后，重复上述动作，直至全部永磁体贴装完毕。