发明内容
针对现有的驱动装置采用电机带动的情况,功耗大且运动速度慢的问题,本发明提供了一种极铁驱动装置。
本发明的技术方案是这样实现的,
第一部件,包括极铁和线圈,所述极铁为分离式或者合体式,所述极铁的一端缠绕线圈;
第二部件,包括主轴、永久磁铁,所述永久磁铁安装在主轴的外侧,所述极铁设置在所述永久磁铁的外侧;
所述第一部件中的线圈施加脉冲电流时,所产生的磁子通过分离式极铁或合体式极铁释放出激束磁场并作用到永久磁铁上,产生作用力来驱动第二部件转动。
优选地,所述线圈包括第一线圈和第二线圈,所述极铁包括第一极铁、第二极铁,所述连接件包括第一连接件、第二连接件,所述第一极铁、第二极铁形成对角或者对边分离式设置,所述第一连接件、第二连接件分别连接在第一极铁、第二极铁的外侧,所述第一极铁、第二极铁设在第二部件外罩的外侧,并与第二部件的外罩形成运动间隙;
所述永久磁铁包括第一永久磁铁、第二永久磁铁,对装在主轴外侧。
优选地,所述第一极铁、第二极铁安装在凸铁的壁外侧,所述第一极铁、第二极铁与主轴的中心线形成夹角大于10°的夹角,使第一极铁、第二极铁形成对角或者对边分离式设置。
优选地,所述第一永久磁铁、第二永久磁铁与主轴的中心线平行或者成一夹角设置。
优选地,所述第一极铁、第二极铁内壁设有与主轴的中心线平行或者成一夹角设置的槽孔。
优选地,所述永久磁铁为多组,与主轴的中心线平行或者成一夹角设置。
优选地,所述极铁为多个,多个极铁分布在主轴的外侧,成星式排列。
优选地,所述极铁为一体式或者分离体结构。
优选地,还包括锁母、挡盖、轴承、挡盖、第一外壳和第二外壳,所述锁母穿过主轴的两端置于永久磁铁、外罩的两端,锁母将永久磁铁、外罩锁定在主轴上,挡盖穿过主轴的两端置于永久磁铁、外罩的两端,所述轴承安装在主轴的两端,位于第一外壳和第二外壳的内侧。
本发明的有益效果是:通过利用对永久磁铁的径向充磁并沿轴中心线轴向或斜向设置在运动部件主轴的外侧和外罩的内侧,并安装在分离式极铁或合体式极铁的中心孔中,对分离式极铁或合体式极铁或轴向或斜向开槽或不开槽、或轴向设置或斜向设置,当向线圈施加瞬时电流时,所产生的磁子通过分离式极铁或合体式极铁的内壁所设置的不同的方式释放出激束磁场并作用到运动部件的永久磁铁上,产生了同时的一个方向的吸、斥或同时一个方向的吸斥相切来驱动运动部件转动,由于使用脉冲电流,故而实现了节省电能,与目前的产品比较可达50%或以上,同时,由于采用了磁子的激束磁场与轴向或斜向设置的永久磁铁磁场形成、特别指出的是同时吸、斥或同时吸斥相切来驱动运动部件运动,直接提高了运动部件运动的扭矩与目前的产品比较可达4倍以上和提高功效比。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式作进一步详细的说明:
如图1(a)、(b)所示,为本发明第一种实施例的结构示意图,该实施例的装置包括:
第一部件,包括第一线圈1和第二线圈11、第一极铁12、第二极铁13以及第一连接件14、第二连接件15,所述第一线圈1和第二线圈11分别安装在沿竖中心线两侧和横中心线对向的各自一侧外,对角分离式第一极铁12、第二极铁13安装在凸铁的壁外侧,所述凸铁截面可为长方形、方形、椭圆形或圆形,所述第一极铁12、第二极铁13在第一线圈1和第二线圈11各自的底侧下方、竖中心线对向两端的左右外侧与中心点形成夹角大于10°做纵向分割,使第一极铁12、第二极铁13形成对角分离式设置,所述第一连接件14、第二连接件15分别焊接在第一极铁12、第二极铁13的外侧平面。所述第一极铁12、第二极铁13设在第二部件外罩的外侧,并与第二部件的外罩形成运动间隙。
第二部件,包括外罩25,套装在第一永久磁铁23、第二永久磁铁24外侧,第一永久磁铁23、第二永久磁铁24按照N、S极对装在主轴2外侧,挡盖22穿过主轴的两端置于永久磁铁、外罩的两端,锁母21将永久磁铁、外罩锁定在主轴上。
第三部件,包括轴承31,安装在主轴的两端和第一外壳3和第二外壳32的内侧。
本发明的第一部件中的对角分离式第一极铁12、第二极铁13分别对角设置于第二运动部件的两侧,第一连接件14、第二连接件15焊接在分离式第一极铁12、第二极铁13上下端面上,并将第一线圈1、第二线圈11分别安装在分离式极铁的凸铁上,由此形成轴向通孔的驱动部件,所述外罩25套装在第一永久磁铁23、第二永久磁铁24外侧,第一永久磁铁23、第二永久磁铁24按照N、S极对装在主轴2外侧的定位卡上,挡盖22穿过主轴的两端置于永久磁铁、外罩的两端,锁母21将永久磁铁、外罩锁定在主轴上形成第二部件,并安装在驱动部件的中心通孔中,与所述第一部件形成运动间隙,所述轴承31安装在运动部件主轴的两端和外壳3和32的内侧,形成分离式极铁驱动装置。
本实施例向线圈施加脉冲电流产生的激束磁场作用到分离式极铁上,所述形成电磁场与永久磁铁的极性产生同时的吸与斥,推动运动部件运动。
工作过程:通过向第一线圈1、第二线圈11施加脉冲电流产生磁场,利用磁子的特性以及磁子运动轨迹具有因改变磁极的几何形状而受控的特点,通过对角分离式第一极铁12、第二极铁13对脉冲电流所产生的磁子进行完全吸纳,使其磁子在第一极铁12、第二极铁13的内壁达到径向的激束释放,形成的极性磁束与轴向设置的永久磁铁极性同时产生吸与斥(如图1箭头所示)的方向性合力,推动运动部件运动,由于采用脉冲电流磁场,并驱动永久磁铁运动,由于采用了磁子的激束释放(单位面积的磁场与传统的相比,达到4倍以上),实现增大扭矩(与传统的类似如电动机相比,其扭矩可增大4倍以上)、节省电能、低电压大扭矩的目的。
如图2所示,为本发明中对角分离式极铁驱动装置的第二实施例的结构示意图,该实施例的装置与第一实施例基本相同,其区别是:第一永久磁铁23和第二永久磁铁24在主轴2上、斜向于主轴准中心线设置安装,与轴向设置的分离式极铁形成夹角,实现轴向设置的分离式极铁产生的轴向激束磁场与斜向安装在主轴2上的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24的磁场形成的磁场夹角相切,利用磁子的特性以及磁子运动轨迹具有因改变磁极的几何形状而受控的特点。
工作过程:其特点是所产生的轴向磁场与斜向设置的永久磁铁磁场形成磁场相切,驱动运动部件运动。
如图3所示,为本发明中对角分离式极铁驱动装置的第三实施例的结构示意图,该实施例的装置与第一实施例基本相同,其区别是:所述分离式第一极铁12、第二极铁13内壁斜向于轴准中心线设置,与主轴2轴向安装的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24形成大于10°的夹角,驱动运动部件运动
工作过程:同实施例二,其特点是所产生的斜向激束磁场与轴向安装的永久磁铁的轴向磁场形成夹角大于10°的相切磁场,驱动运动部件运动,其特点是由于磁场夹角相切驱动,更加有利于产生同时吸斥作用力,有利产品驱动动力的配置。
如图4(a)、(b)所示,为本发明中对角分离式极铁驱动装置的第四实施例的结构示意图,该实施例的装置与第一实施例基本相同,其区别是:在对角分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线的轴向开槽,轴向设置的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与轴向开槽的对角分离式极铁形成同时吸、斥驱动动力。
工作过程:同实施例一,其不同点是由开槽形成的弧形段脉冲磁场产生强弱不等的磁束与永久磁铁磁场形成磁场同时吸、斥的动力,驱动运动部件运动。
如图5所示,为本发明中对角分离式极铁驱动装置的第五实施例的结构示意图,该实施例的装置与第四实施例基本相同,其区别是:在对角分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线的轴向开槽,即与主轴的中心线之间的夹角在1-30度之间,斜向安装的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与轴向设置的分离式极铁形成夹角大于10°,由此形成同时吸、斥的相切驱动动力。
工作过程:同实施例二,其特点是所产生的弧形段同轴中心线的轴向磁场与斜向于轴中心线设置的永久磁铁磁场形成磁场相切,由于采用了磁子的激束释放(单位面积的磁场与传统的相比,达到3倍以上),实现增大扭矩(与传统的类似如电动机相比,其扭矩可增大3倍以上)、节省电能、实现了低电压大扭矩的驱动运动部件运动目的,由此更加有力的与产品进行配置。
如图6所示,为本发明中对角分离式极铁驱动装置的第六实施例的结构示意图,该实施例的装置与第四实施例基本相同,其区别是:对角分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线的斜向开槽,轴向设置的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与斜向开槽的分离式极铁形成同时吸、斥的相切驱动动力。
工作过程:同实施例三,其特点是所产生的弧形斜向段磁场与轴向设置的永久磁铁磁场形成磁场相切,驱动运动部件运动,其工作特点同实施例5。
如图7(a)、(b)所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第七实施例的结构示意图,该实施例的装置与第一实施例基本相同,其区别是:对边分离式第一极铁12、第二极铁13沿横中心线平行设在第二运动部件两边外,第一极铁12、第二极铁13之间近似平行,与主轴的X轴性面垂直,第一线圈1、第二线圈11同样平行置于对边分离式第一极铁12、第二极铁13外的凸铁上,所述凸铁的截面可为长方形、方形、椭圆形或圆形,所述分离式第一极铁12、第二极铁13的内弧壁同轴中心线的轴向开槽,轴向安装的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与对边分离式第一极铁12、第二极铁13的磁场形成同时吸、斥的驱动动力。
工作过程:同实施例一,其特点是所产生的弧形段轴向磁子的激束磁场与轴向设置的永久磁铁磁场形成磁场同时吸、斥,驱动运动部件运动,其特点是在驱动功率不变的情况下缩小了体积,大量降低原材料和人工成本的消耗,并且有利产品的工况使用。
如图8所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第八实施例的结构示意图,该实施例的装置与第七实施例基本相同,其区别是:沿主轴横中心线平行设置的对边分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线斜向开槽,与第二运动部件中轴向设置的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与斜向开槽的对边分离式极铁形成同时吸、斥的相切驱动动力。
工作过程:同实施例三,其特点是所产生的弧形段斜向磁子的激束磁场与第二运动部件中轴向设置的永久磁铁磁场形成磁场同时相切,驱动运动部件运动。
如图9所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第九实施例的结构示意图,该实施例的装置与第七实施例基本相同,其区别是:沿主轴横中心线平行设置的对边分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线同向开槽,与第二运动部件中同轴中心线斜向设置的第一永久磁铁23和第二永久磁铁24与同轴中心线同向开槽的对边分离式极铁形成同时吸、斥的相切驱动动力。
工作过程:同实施例二,其特点是所产生的弧形段轴向磁场与第二运动部件中斜向设置的永久磁铁磁场形成磁场同时相切,驱动运动部件运动,其特点同七。
如图10(a)、(b)所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第十实施例的结构示意图,该实施例的装置与第七实施例基本相同,其区别是:第一部件对边分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线同向开槽,第二运动部件中同轴中心线同设置的永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线同向安装在主轴2的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成同时吸、斥做功。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,提高了做功的动力。
工作过程:同实施例一,该实施例通过增加永久磁铁的组数实现多点的同时吸、斥,提高了作功动力,其特点是有利产品实现体积小做功大。
如图11所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第十一实施例的结构示意图,该实施例的装置与第十实施例基本相同,其区别是:第一部件对边分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线同向开槽,第二运动部件中的永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线斜向设置在主轴的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成同时磁场相切。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,提高了由磁场相切而提高做功的动力。
工作过程:同实施例十,该实施例通过增加永久磁铁的组数实现多点的同时切与吸,提高了作功动力,其特点同十。
如图12所示,为本发明中对边分离式极铁驱动装置的第十二实施例的结构示意图,该实施例的装置与第十实施例基本相同,其区别是:第一部件对边分离式第一极铁12、第二极铁13的内壁设有同轴中心线斜向的开槽,第二运动部件中的永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线同向设置在主轴2的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成同时磁场相切。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,提高了由磁场相切而提高做功的动力。
工作过程:同实施例十,该实施例通过增加永久磁铁的组数实现多点的同时切与吸,提高了作功动力,其特点同十。
如图13(a)、(b)所示,为本发明中星式分离式极铁驱动装置的第十三实施例的结构示意图,该实施例的第一驱动部件的线圈1、11、111分别安装在星式分离式极铁外端的凸铁上,星式分离式极铁12、121、122以品字形星式排列并在内壁设有同轴中心线同向开槽,在每个极铁间设有连接件13、131、132,第二运动部件贯穿于第一部件的中心孔,永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线同向设置在主轴2的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成磁场同时吸、斥的做功。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,所述优势是由于增加了线圈的组数,增加了产生电磁场的驱动功率,并与增加的永久磁铁组数的磁场相切,对于进一步缩小体积和增加做功功率,有利于降低材料的消耗和生产成本,并且更加有利于实际场合使用。
工作过程:同实施例十,其特点是有利产品配置和工况应用。
如图14所示,为本发明中星式分离式极铁驱动装置的第十四实施例的结构示意图,该实施例的第一驱动部件的线圈1、11、111分别安装在分离式极铁外端的凸铁上,分离式极铁12、121、122以品字形星式圆周排列并在内壁设有同轴中心线同向开槽,在每个极铁间设有连接件13、131、132,第二运动部件贯穿于第一部件的中心孔,永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线斜向安装在主轴2的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成磁场同时相切做功。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,提高了做功的动力,所述优势同十三。
工作过程:同实施例十三,该实施例通过增加永久磁铁的组数实现多点的同时切与吸,其特点同上。
如图15所示,为本发明中星式分离式极铁驱动装置的第十五实施例的结构示意图,该实施例的第一驱动部件的线圈1、11、111分别安装在分离式极铁外端的凸铁上,分离式极铁12、121、122以品字形星式圆周排列并在内壁设有同轴中心线斜向开槽,在每个极铁间设有连接件13、131、132,第二运动部件贯穿于第一部件的中心孔,永久磁铁23、231、24、241四组,分为N极两组23、231和S极24、241两组,并同轴中心线斜向安装在主轴2的外侧和外罩25的内侧,与第一部件永久磁铁形成磁场同时相切做功。
所述永久磁铁还可以增加到数组,由此加大了永久磁铁的作用面积,加大驱动做工,尤其是实现低电压大扭矩提高做功的动力。
工作过程:同实施例十三,其特点同十三。
如图16(a)、(b)所示,为本发明中对角合体式极铁驱动装置的第十六种实施例的结构示意图,该实施例与第一实施例基本相同,其区别是:所述对角合体式极铁2的两端不用连接件,为一体加工,在连接部位形成加工深槽,与极铁内壁的开槽深度具3倍或以上的差距,成为对角合体式极铁12。
工作过程:同实施例一,其特点是对角合体式极铁,为一体加工,不但降低机加工的工时费用,还有利产品的组装生产。
如图17(a)、(b)所示,为本发明中对边合体式极铁驱动装置的第十七实施例的结构示意图,该实施例的装置与第七实施例基本相同,其区别是:所述对边合体式极铁的两端不用连接件,为一体加工,在连接部位形成加工深槽,与极铁内壁的开槽深度具3倍或以上的差距,成为对边合体式极铁12。
工作过程:同实施例四,其特点同十六。
如图18(a)、(b)所示,为本发明中星式合体式极铁驱动装置的第十八实施例的结构示意图,该实施例的装置与第十三实施例基本相同,其区别是:所述星式合体式极铁的两端不用连接件,为一体加工,在连接部位形成加工深槽,与极铁内壁的开槽深度具3倍或以上的差距,成为对边合体式极铁12。
工作过程:同实施例四,其特点同十六。
综上所述:本发明通过利用对永久磁铁的径向充磁并轴向或斜向设置在运动部件主轴的的外侧和外罩的内侧以及分离式极铁或合体式极铁的中心孔中、并对分离式极铁或合体式极铁或开槽或不开槽、轴向设置或斜向设置,不管如何设置,前提是必须要使脉冲电磁场与永久磁铁的极性必须形成同时的一个方向的吸斥或同时存在的一个方向的吸斥相切来驱动运动部件转动,由于使用脉冲电流,故而实现了节省电能的,同时,由于采用了通过改变几何形状,使极铁的激束磁场与轴向或斜向设置的永久磁铁磁场形成磁场特别是同时吸、斥,驱动运动部件运动,又由于同时存在吸与斥的做功方式,直接提高了运动部件运动的扭矩。
本发明的方法不限于以上的具体实施方式,任何对本发明的实施方式作出改进或者替换都属于本发明的保护范围。