CN107370291A - 一种基于电磁推进系统的磁控车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电磁推进系统的磁控车轮，包括磁控车轮本体、定子铁芯、主轴、轴承件、转子铁芯和耐磨轮胎，所述磁控车轮本体中部安装有主轴，主轴外端连接有轴帽，主轴内端焊接固定轴，所述主轴上焊接有定子铁芯，定子铁芯外侧面设有若干突出的爪极，爪极上缠绕有定子绕组，所述定子铁芯外部套设有转子铁芯，转子铁芯内壁上设有若干转子齿极，所述转子齿极上缠绕有励磁绕组；装配方便，提高磁控车轮本体的减震性能，实现磁控车轮本体的运动，消耗的能量通过电能转换提供，提高现有车辆的车速，轴承件增加了转子铁芯、若干胎面内撑片、隔磁环和耐磨轮胎旋转的稳定性，方便驱动磁控车轮本体反向转动，实现磁控车轮本体的换向。

Description

一种基于电磁推进系统的磁控车轮
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体是一种基于电磁推进系统的磁控车轮。
背景技术
现有的车辆装置都设置有车轮。现有结构中的车轮通常由轮轴、轮毂、轮辋、轮胎组成，轮毂外圆周通常使用橡胶轮胎并通过充气的方式使其保持膨胀，一旦充气不足或泄气时，车轮将无法行驶，在较差的道路路面行驶时，坑坑洼洼将导致车辆颠簸，车轮自身缓冲性能极差，需要额外增设减震系统。现有的车轮尤其是在汽车应用中通常由车辆的驱动系统驱动轮轴旋转，带动车轮转动实现车辆的行驶，并且需要通过汽油、柴油在发动机内燃烧产生推动力通过传动机构驱动轮轴转动，结构复杂，且耗油量大，不但车辆结构复杂，造价高，而且耗油严重，车辆车速低，轮毂与轮轴磨损严重，无法简化车轮的驱动方式。因此，需要对现有的车轮进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电磁推进系统的磁控车轮，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于电磁推进系统的磁控车轮，包括磁控车轮本体、定子铁芯、主轴、轴承件、转子铁芯和耐磨轮胎，所述磁控车轮本体中部安装有主轴，主轴外端连接有轴帽，主轴内端焊接固定轴，所述主轴上焊接有定子铁芯，定子铁芯外侧面设有若干突出的爪极，爪极上缠绕有定子绕组，所述定子铁芯外部套设有转子铁芯，转子铁芯内壁上设有若干转子齿极，所述转子齿极上缠绕有励磁绕组，所述转子铁芯内壁上焊接有换向极铁芯，换向极铁芯上缠绕有换向极绕组；所述转子铁芯内壁两侧焊接有隔磁内挡圈，隔磁内挡圈外侧面嵌入有限位挡圈，限位挡圈外端面嵌入在限位外挡圈内侧，限位外挡圈焊接在转子铁芯外侧内壁上，所述限位挡圈内壁中部焊接有轴承件，所述轴承件由内圈、滚子和外圈组成；所述转子铁芯外壁上焊接有若干胎面内撑片，胎面内撑片外端焊接在隔磁环内壁上，所述隔磁环和若干胎面内撑片均安装在耐磨轮胎内，耐磨轮胎装配在转子铁芯外侧；所述主轴内端固定有接线端子A和接线端子B，接线端子A通过嵌入在主轴内的导线与定子绕组的绕组端线连接，接线端子B通过嵌入在主轴内的导线与固定在主轴上的导电环连接，导电环外壁上固定且电连接集电环，集电环外壁与电刷相抵。
作为本发明进一步的方案：所述主轴、轴帽和固定轴沿同一轴线安装设置。
作为本发明进一步的方案：所述转子齿极内端面焊接有极靴，极靴内侧面与爪极外侧面平行，所述极靴和爪极之间留有5～10mm的气缝。
作为本发明进一步的方案：所述隔磁内挡圈内侧面与转子齿极侧面相抵。
作为本发明进一步的方案：所述外圈与限位挡圈内壁中部焊接，内圈焊接在定子铁芯两侧的主轴上，所述滚子安装在内圈和外圈之间的导轨槽内，轴承件的内圈和外圈之间通过滚子滚动连接。
作为本发明进一步的方案：所述外圈与隔磁内挡圈之间通过锁固螺栓连接。
作为本发明进一步的方案：所述胎面内撑片相对于转子铁芯外壁的倾斜角度相同，胎面内撑片与转子铁芯外壁之间的倾斜角度为15～30°。
作为本发明进一步的方案：所述电刷通过嵌入在隔磁内挡圈内的导线与励磁绕组的绕组端线连接。
作为本发明进一步的方案：所述主轴内端还固定有接线端子C，接线端子C通过嵌入在主轴内的导线与与固定在主轴上的另一导电环连接，所述导电环外壁上固定且电连接的集电环，所述集电环与换向极绕组的绕组端线电刷相抵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所述一种基于电磁推进系统的磁控车轮，装配方便，运行稳定，轴承件的装配方便实现转子铁芯绕主轴转动，无需担心其轮毂与轮轴的磨损问题，若干胎面内撑片，既能起到很好的支撑效果，也能在遇到冲击时，胎面内撑片微形变进行缓冲，提高磁控车轮本体的减震性能。
2、励磁绕组中通入三相相差120°交流电时，就会产生旋转磁场，电磁力对主轴产生电磁扭矩，由于主轴焊接在固定轴上，所以转子铁芯受到一个反向驱动并沿旋转磁场反方向旋转，从而转子铁芯带动若干胎面内撑片、隔磁环和耐磨轮胎旋转，实现磁控车轮本体的运动，消耗的能量通过电能转换提供，将磁控车轮本体安装在车辆上，运行转速快，无需油耗，提高现有车辆的车速。
3、转子铁芯与主轴之间的轴承件增加了转子铁芯、若干胎面内撑片、隔磁环和耐磨轮胎旋转的稳定性，改变定子绕组、励磁绕组和换向极绕组内电流反向，方便驱动磁控车轮本体反向转动，实现磁控车轮本体的换向。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中定子铁芯的结构示意图。
图3为本发明中转子铁芯的结构示意图。
图4为本发明中胎面内撑片的结构示意图。
图5为本发明中轴承件的结构示意图。
图中：1-磁控车轮本体、2-定子铁芯、3-定子绕组、4-主轴、5-轴帽、6-轴承件、7-锁固螺栓、8-限位挡圈、9-转子铁芯、10-耐磨轮胎、11-励磁绕组、12-转子齿极、13-胎面内撑片、14-隔磁内挡圈、15-限位外挡圈、16-电刷、17-集电环、18-导电环、19-接线端子A、20-固定轴、21-接线端子B、22-内圈、23-滚子、24-外圈、25-隔磁环、26-极靴、27-爪极、28-换向极铁芯、29-换向极绕组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种基于电磁推进系统的磁控车轮，包括磁控车轮本体1、定子铁芯2、主轴4、轴承件6、转子铁芯9和耐磨轮胎10，所述磁控车轮本体1中部安装有主轴4，主轴4外端连接有轴帽5，主轴4内端焊接固定轴20，所述主轴4、轴帽5和固定轴20沿同一轴线安装设置，所述主轴4上焊接有定子铁芯2，定子铁芯2外侧面设有若干突出的爪极27，爪极27上缠绕有定子绕组3，所述定子铁芯2外部套设有转子铁芯9，转子铁芯9内壁上设有若干转子齿极12，转子齿极12内端面焊接有极靴26，极靴26内侧面与爪极27外侧面平行，所述极靴26和爪极27之间留有5～10mm的气缝，所述转子齿极12上缠绕有励磁绕组11，所述转子铁芯9内壁上焊接有换向极铁芯28，换向极铁芯28上缠绕有换向极绕组29。
所述转子铁芯9内壁两侧焊接有隔磁内挡圈14，隔磁内挡圈14内侧面与转子齿极12侧面相抵，隔磁内挡圈14外侧面嵌入有限位挡圈8，限位挡圈8外端面嵌入在限位外挡圈15内侧，限位外挡圈15焊接在转子铁芯9外侧内壁上，所述限位挡圈8内壁中部焊接有轴承件6，所述轴承件6由内圈22、滚子23和外圈24组成，所述外圈24与限位挡圈8内壁中部焊接，内圈22焊接在定子铁芯2两侧的主轴4上，所述滚子23安装在内圈22和外圈24之间的导轨槽内，轴承件6的内圈22和外圈2之间通过滚子23滚动连接，外圈24与隔磁内挡圈14之间通过锁固螺栓7连接，方便实现转子铁芯9绕主轴4转动。
所述转子铁芯9外壁上焊接有若干胎面内撑片13，胎面内撑片13外端焊接在隔磁环25内壁上，所述胎面内撑片13相对于转子铁芯9外壁的倾斜角度相同，胎面内撑片13与转子铁芯9外壁之间的倾斜角度优选15～30°，既能起到很好的支撑效果，也能在遇到冲击时，胎面内撑片13微形变进行缓冲，所述隔磁环25和若干胎面内撑片13均安装在耐磨轮胎10内，耐磨轮胎10装配在转子铁芯9外侧，隔磁环25和若干胎面内撑片13对耐磨轮胎10内壁进行支撑。
所述主轴4内端固定有接线端子A19和接线端子B21，接线端子A19通过嵌入在主轴4内的导线与定子绕组3的绕组端线连接，接线端子B21通过嵌入在主轴4内的导线与固定在主轴4上的导电环18连接，导电环18外壁上固定且电连接集电环17，集电环17外壁与电刷16相抵，电刷16通过嵌入在隔磁内挡圈14内的导线与励磁绕组11的绕组端线连接。
所述主轴4内端还固定有接线端子C，接线端子C通过嵌入在主轴4内的导线与与固定在主轴4上的另一导电环18连接，所述导电环18外壁上固定且电连接的集电环17，所述集电环17与换向极绕组29的绕组端线电刷相抵。
本发明的工作原理是：使用时，主轴4内端焊接的固定轴20与车辆的车架固定连接，然后通过接线端子A19、接线端子B21和接线端子C分别电连接定子绕组3、励磁绕组11和换向极绕组29，当励磁绕组11中通入三相相差120°交流电时，就会产生旋转磁场，由于旋转磁场旋转，定子绕组3开始是静止的，故定子绕组3将切割定子旋转磁场而产生感应电动势，根据右手定则判定，由于定子绕组3两端被短路环短接，在感应电动势作用下，定子绕组3中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流，定子铁芯2的载流导体在转子磁场中受到电磁力作用，方向根据左手定则判定，电磁力对主轴4产生电磁扭矩，由于主轴4焊接在固定轴20上，所以转子铁芯9受到一个反向驱动并沿旋转磁场反方向旋转，从而转子铁芯9带动若干胎面内撑片13、隔磁环25和耐磨轮胎10旋转，实现磁控车轮本体1的运动；转子铁芯9与主轴4之间的轴承件6增加了转子铁芯9、若干胎面内撑片13、隔磁环25和耐磨轮胎10旋转的稳定性，改变定子绕组3、励磁绕组11和换向极绕组29内电流反向，方便驱动磁控车轮本体1反向转动，实现磁控车轮本体1的换向。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种基于电磁推进系统的磁控车轮，包括磁控车轮本体(1)、定子铁芯(2)、主轴(4)、轴承件(6)、转子铁芯(9)和耐磨轮胎(10)，其特征在于，所述磁控车轮本体(1)中部安装有主轴(4)，主轴(4)外端连接有轴帽(5)，主轴(4)内端焊接固定轴(20)，所述主轴(4)上焊接有定子铁芯(2)，定子铁芯(2)外侧面设有若干突出的爪极(27)，爪极(27)上缠绕有定子绕组(3)，所述定子铁芯(2)外部套设有转子铁芯(9)，转子铁芯(9)内壁上设有若干转子齿极(12)，所述转子齿极(12)上缠绕有励磁绕组(11)，所述转子铁芯(9)内壁上焊接有换向极铁芯(28)，换向极铁芯(28)上缠绕有换向极绕组(29)；所述转子铁芯(9)内壁两侧焊接有隔磁内挡圈(14)，隔磁内挡圈(14)外侧面嵌入有限位挡圈(8)，限位挡圈(8)外端面嵌入在限位外挡圈(15)内侧，限位外挡圈(15)焊接在转子铁芯(9)外侧内壁上，所述限位挡圈(8)内壁中部焊接有轴承件(6)，所述轴承件(6)由内圈(22)、滚子(23)和外圈(24)组成；所述转子铁芯(9)外壁上焊接有若干胎面内撑片(13)，胎面内撑片(13)外端焊接在隔磁环(25)内壁上，所述隔磁环(25)和若干胎面内撑片(13)均安装在耐磨轮胎(10)内，耐磨轮胎(10)装配在转子铁芯(9)外侧；所述主轴(4)内端固定有接线端子A(19)和接线端子B(21)，接线端子A(19)通过嵌入在主轴(4)内的导线与定子绕组(3)的绕组端线连接，接线端子B(21)通过嵌入在主轴(4)内的导线与固定在主轴(4)上的导电环(18)连接，导电环(18)外壁上固定且电连接集电环(17)，集电环(17)外壁与电刷(16)相抵。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述主轴(4)、轴帽(5)和固定轴(20)沿同一轴线安装设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述转子齿极(12)内端面焊接有极靴(26)，极靴(26)内侧面与爪极(27)外侧面平行，所述极靴(26)和爪极(27)之间留有5～10mm的气缝。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述隔磁内挡圈(14)内侧面与转子齿极(12)侧面相抵。
5.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述外圈(24)与限位挡圈(8)内壁中部焊接，内圈(22)焊接在定子铁芯(2)两侧的主轴(4)上，所述滚子(23)安装在内圈(22)和外圈(24)之间的导轨槽内，轴承件(6)的内圈(22)和外圈(2)之间通过滚子(23)滚动连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述外圈(24)与隔磁内挡圈(14)之间通过锁固螺栓(7)连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述胎面内撑片(13)相对于转子铁芯(9)外壁的倾斜角度相同，胎面内撑片(13)与转子铁芯(9)外壁之间的倾斜角度为15～30°。
8.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述电刷(16)通过嵌入在隔磁内挡圈(14)内的导线与励磁绕组(11)的绕组端线连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于电磁推进系统的磁控车轮，其特征在于，所述主轴(4)内端还固定有接线端子C，接线端子C通过嵌入在主轴(4)内的导线与与固定在主轴(4)上的另一导电环(18)连接，所述导电环(18)外壁上固定且电连接的集电环(17)，所述集电环(17)与换向极绕组(29)的绕组端线电刷相抵。
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