CN108054959B - 一种电磁力驱动的转动机构 - Google Patents
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Abstract
一种电磁力驱动的转动机构，在外圈的大的内柱面上装设滑触组件，在轴套上装设电磁铁组件。电磁铁组件的两个接线端连接于环形母线组件上，电源接于环形母线。当滑触组件上的滑触片短接电磁铁组件上的隔离触头时，电磁铁组件产生磁力吸引该滑触组件使之转动。当该滑触组件的U形导磁铁芯的端面与电磁铁组件上的H形导磁铁芯的端面趋于最近状态时，滑触片切断对隔离触头的短接，吸引力消失。这时其它的电磁铁组件上的隔离触头被相聚较近的滑触组件的滑触片短接，重复上述动作。使外圈得到连续转动的力矩。滑触组件和电磁铁组件具有可模块化设计的特点，以及外圈和轴套上开设的凹槽数量的可变化性，使得本发明更适合个人需要的特点。
Description
技术领域
本发明属于电磁动力技术领域，特别是涉及一种电磁力驱动的转动机构。
背景技术
靠电磁力产生动力的机构有很多，如交直流电动机，断路器、接触器切换用的电磁铁以及一些机构的动作都是由电力转换为磁力使得机构动作，来完成一些工作动作。利用电磁力来解决生活及生产过程中的动作的应用非常广泛，配合智能程序可以完成很多复杂的工作及自动化生产中某一环节的动作。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁力驱动的转动机构，如图1所示，在外圈大的内柱面所开设的多个凹槽内嵌装有多个U形导磁铁芯，U形导磁铁芯的凹口面向大的外圈内柱面的中心轴线。所述的U形导磁铁芯与大的外圈内柱面所开设的多个凹槽的相邻面之间，装设有磁的隔离材料。所述的滑触片，通过连接件与U形导磁铁芯凹口的底部连接。
所述的电磁铁组件是由H形导磁铁芯、线圈和隔离触头构成。线圈套接H形导磁铁芯中部的横梁。轴套的外柱面上开设有多个凹槽，H形导磁铁芯底部的两个脚嵌入到轴套的外柱面上开设的多个凹槽内，所述的H形导磁铁芯与轴套的嵌接面之间装设有磁的隔离材料。
在轴套的外柱面上套接有环形母线组件，隔离触头、线圈、环形母线和电源之间构成一个串接断开的供电回路。当隔离触头被短接时，相对应的线圈得电，使得对应的H形导磁铁芯产生磁力。
如图2所示，轴套的中心孔固定套接支撑轴的外柱面，外圈内部小的中心孔通过轴承与支撑轴的右端连接。支撑轴的左端和轴套的左端与底座上部的孔固定连接。构成一个外圈转动内圈静止的一种电磁力驱动的转动机构。
如图1所示，通过多个滑触组件在外圈上的均匀分布和电磁铁组件在轴套上的设定布置，多个滑触组件有顺序地切换和接通电磁铁组件上的隔离触头。达到外圈上的滑触组件被连续地顺时针驱动，从而带动外圈转动。
如图2所示，在外圈的左部设有轴，利于连接和动力输出。
采用的技术方案如下
一种电磁力驱动的转动机构，包括：底座1、外圈2、轴套3、支撑轴4、多个电磁铁组件、多个滑触组件、环形母线组件17、盖板18和轴承19；其特征在于：在外圈2大的内柱面所开设的多个等距的凹槽内嵌装有多个U形导磁铁芯，U形导磁铁芯的凹口面向大的外圈内柱面的中心轴线。U形导磁铁芯与外圈2大的内柱面所开设的多个凹槽的相邻面之间隔磁板，滑触片通过连接件与U形导磁铁芯凹口的底部连接，多组第一滑触组件9、第二滑触组件11和第三滑触组件12相邻顺时针顺序排列分别置于外圈2大的内圆柱面上开设的相邻的凹槽内。滑触片位于U形导磁铁芯同一时针方向。
第二电磁铁组件14由：线圈6、H形导磁铁芯7和隔离触头15构成，H形导磁铁芯7为两个立柱之间的中部固定连接有一个横梁，H形导磁铁芯7呈H形的形状，线圈6套接这个横梁；线圈6的一个接线端连接隔离触头15的一个接线端。第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14相同。第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14等统称为电磁铁组件。
第一滑触组件9由：第一U形导磁铁芯8和第一滑触片10构成；第一滑触组件9为第一滑触片10的左端通过连接件与第一U形导磁铁芯8的设定位置固定连接。
第三滑触组件12由第二U形导磁铁芯13和第二滑触片16构成；第一U形导磁铁芯8和第二U形导磁铁芯13相同，第三滑触组件12为第二滑触片16上端面的设定位置通过连接件与第二U形导磁铁芯13的设定位置固定连接。
外圈2中部的小内圆柱面通过轴承19与支撑轴4的右端同轴连接；轴套3的中心孔套接支撑轴4的外柱面，轴套3在支撑轴4的左侧；环形母线组件17套接轴套3的外柱面的设定位置。
所述多个电磁铁组件中的第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14上的线圈6的另一端连接环形母线组件17内的一根母线，多个第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14上的隔离触头15的另一端连接环形母线组件17内的另一根母线。
所述多个电磁铁组件中第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14作为一个组合单元，两者之间的夹角大于多个电磁铁组件均分轴套3外柱面的角度；而第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14作为一个组合单元，多组分布于轴套3外柱面时是均匀分布的。
盖板18的中心孔套轴套3左部的外柱面，间隙配合，盖板3的右端与外圈2的做端口密封连接。
底座1上部的孔固定连接轴套3和支撑轴4的左端的外柱面。
所述的第一滑触组件9、第二滑触组件11上的第一滑触片10和第三滑触组件12的第二滑触片16在随外圈绕支撑轴转动到设定位置时，第一滑触片10和第二滑触片16短接相对应的隔离触头的隔离触点。
第一U形铁芯与第二U形铁芯相同。
所述的第一滑触组件9、第二滑触组件11上的第一滑触片10和第三滑触组件12等统称为滑触组件。
本发明的优点
本发明的优点是，对于滑触组件和电磁铁组件来说可以模块化设计，也可以根据需要在外圈和轴套上开设一定数量的凹槽来装设一定数量的滑触组件和电磁铁组件，来得到不同转速和不同转矩的驱动设备，满足用户的需求。
附图说明
图1为一种电磁力驱动的转动机构的组装示意图。
图2为图1的剖视图A-A。
图3为滑触组件与电磁铁组件相互转动相对位置变化时滑触片与隔离触头的接通与断开的示意图1。
图4为滑触组件与电磁铁组件相互转动相对位置变化时滑触片与隔离触头的接通与断开的示意图2。
图5为滑触组件与电磁铁组件相互转动相对位置变化时滑触片与隔离触头的接通与断开的示意图3。
图6为滑触组件与电磁铁组件相互转动相对位置变化时滑触片与隔离触头的接通与断开的示意图4。
具体实施方式
一种电磁力驱动的转动机构，包括：底座1、外圈2、轴套3、支撑轴4、第一电磁铁组件5、第一滑触组件9、第二滑触组件11、第三滑触组件12、第二电磁铁组件14、环形母线组件17、盖板18和轴承19。
第二电磁铁组件14主要由：线圈6、H形导磁铁芯7和隔离触头15构成；第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14相同。
第一滑触组件9主要由：第一U形导磁铁芯8和第一滑触片10构成；第二滑触组件11与第一滑触组件9相同。
第三滑触组件12主要由：第二U形导磁铁芯13和第二滑触片16构成；其特征在于：所述的H形导磁铁芯7为两个立柱之间的中部连接有一个横梁呈H形的形状，线圈6套接这个横梁；线圈6的一个接线端连接隔离触头15的一个接线端；所述的第一滑触组件9为第一滑触片10的左端通过连接件与第一U形导磁铁芯8的凹口的底部设定位置固定连接。
第三滑触组件12为第二滑触片16上端面的设定位置通过连接件与第二U形导磁铁芯13的凹口的底部设定位置固定连接。
外圈2的大的内柱面上均匀圆周向开设有十二个相同的凹槽，以两个第一滑触组件9和一个第三滑触组件11为一组按顺时针方向排列，用四组顺时针排列固定组装设于所开设的十二个相同的凹槽内；其中的滑触片位于滑触组件的顺时针方向侧。
所装设的第一滑触组件9、第二滑触组件11和第三滑触组件11与所嵌入的槽的接触面之间装设有隔磁板。
轴套3的外柱面的圆周方向上均匀开设有八个凹槽。八个第一电磁铁组件5相邻顺序排列，固定连接置于轴套3的外柱面上开设八个凹槽中，第一电磁铁组件5与相嵌入的凹槽的对应面之间设有磁隔板。八个第一电磁铁组件5的隔离触头15在顺时针方向侧。
外圈2中部的小内圆柱面通过轴承19与支撑轴4的右端同轴连接；轴套3的中心孔套接支撑轴4的外柱面，轴套3在支撑轴4的左侧；环形母线组件17套接轴套3的外柱面设定位置。
所述的多个第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14上的线圈6的另一端连接环形母线组件17内的一根母线，第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14上的隔离触头15的另一端连接环形母线组件17内的另一根母线。
盖板18的中心孔套轴套3左部的外柱面，间隙配合，盖板18的右端与外圈2的左端口密封连接。
底座1上部的孔固定连接轴套3的左端和支撑轴4的左端的外柱面。
所述的第一滑触组件9、第二滑触组件11上的第一滑触片10和第三滑触组件12第二滑触片16在随外圈2绕支撑轴4转动到设定位置时，第一滑触片10和第二滑触片16短接相对应的隔离触头15的隔离触点。
第一U形铁芯8与第二U形铁芯13相同。
所述的第一滑触组件9、第三滑触组件12和第一电磁铁组件5作为一种电磁力驱动的转动机构具有可模块化设计的优点，以及在外圈2的内柱面和轴套3外柱面上，根据需要均匀开设一定数量的凹槽供第一滑触组件9、第三滑触组件12和第一电磁铁组件5的装设；结构简单，可以很容易地根据需要配置。为本发明所要强调的部分。
工作原理
如图1所示，所述的第二电磁铁组件14上的线圈6和隔离出头15与环形母线组件17以及电源构成一个开路的供电回路，当隔离触头15被滑触片短接时，所对应的线圈6得电，使得对应的H形导磁铁芯7产生磁力，吸引离其最近的滑动组件相互接近。直到电磁铁组件的H形导磁铁芯的中心线与滑动组件的U形导磁铁芯的中心线重合后，滑动组件上的滑触片切断相对应的电磁铁组件上的隔离触头15的短接，使得电磁铁组件失去磁力。也就是说，当相互吸引的电磁铁组件的H形导磁铁芯的中心线与滑动组件的U形导磁铁芯的中心线重合后，相互之间的吸引力就消失。
所述的滑动组件为第一滑触组件9、第二滑触组件11和第三滑触组件12；电磁铁组件为第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14；滑触片为第一滑触片10和第二滑触片16。
如图1所示，当第一电磁铁组件5的上端与第一滑触组件9的下端之间的距离还大于第一电磁铁组件5的上端与第二滑触组件11的下端之间的距离时，第一滑触片10不短接第一电磁铁组件5上的隔离触头。这时，第三滑触组件12上的第二滑触片16仍然短接第二电磁组件14上的隔离触头15，拉动外圈2顺时针转动。这时，其前提条件是第二电磁组件14上H形导磁铁芯7的对称中心线还在第三滑触组件12U形导磁铁芯对称中心线的右侧。所以，要求一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14之间的夹角大于所装设的多个电磁铁组件均分轴套3圆周方向的角度，但作为一个组成单元的第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14是均布于轴套3圆周方向的外柱面的。
直到第一电磁铁组件5与第一滑触组件9的下端之间的距离小于第一电磁铁组件9的上端与第二滑触组件11的下端之间的距离时，第一滑触片10短接第一电磁铁组件5上的隔离触头15。这时第二滑触片16脱离对第二电磁铁组件14的隔离触头15的短接，第三滑触组件12与第二电磁铁组件14之间的吸引力消失。第一电磁铁组件5的上端吸引第一滑触组件9上的力大于第一电磁铁组件5的上端吸引第二滑触组件11上的力，第一滑动组件9被第一电磁铁组件5拉动使得外圈顺时针转动。
当外圈2转动一个角度时，第一滑触片10脱离对第一电磁铁组件5上的隔离触头的短接，第一滑动组件9和第一电磁铁组件5之间的吸引力消失。这时，第二滑触组件11上的滑触片短接第二电磁铁组件14上的隔离触头15，且这时第二滑触组件11到第二电磁铁组件14的距离小于第二电磁铁组件14到第三滑触组件12的距离。第二电磁铁组件14吸引第二滑触组件11带动外圈2继续顺时针转动。当第二滑触组件11上的滑触片脱离对二电磁铁组件14上隔离触头15的短接时，第二滑触组件11和二电磁铁组件14之间的吸引力消失。第二滑触片16将还短接对应的电磁铁组件上的隔离触头，拉动外圈2转动一个角度后，让第一滑触片10重复前述动作，短接第二电磁铁组件14上的隔离触头15，拉动外圈2顺时针转动。完成一个循环动作。
图3、4、5和6为滑触组件与电磁铁组件相互转动的相对位置变化时，滑触组件上的滑触片短接或脱离电磁铁组件上隔离触头的状态示意图。第三滑触组件12从短接第二电磁铁组件14上隔离触头的起始，到第三滑触组件12从短接第二电磁铁组件14右侧的电磁铁组件上隔离触头的起始，完成一个外圈被连续驱动的动作周期。这个周期是连续的。
在外圈2大的内圆柱面上顺时针顺序设置多组第一滑触组件9、第二滑触组件11和第三滑触组件12，且在轴套3上顺时针装设多组第一电磁铁组件5和第二电磁铁组件14，可以重复上述工作。增加外圈2的被驱动的力和外圈2转动的平稳性。
Claims (2)
1.一种电磁力驱动的转动机构，包括：底座（1）、外圈（2）、轴套（3）、支撑轴（4）、多个电磁铁组件、多个滑触组件、环形母线组件（17）、盖板（18）和轴承（19）；其特征在于：在外圈（2）大的内柱面圆周方向所开设的多个等距的凹槽内嵌装有多个导磁铁芯，导磁铁芯与外圈（2）大的内柱面上所开设的多个凹槽的相邻面之间设有隔磁板，多组第一滑触组件（9）、第二滑触组件（11）和第三滑触组件（12）与相嵌入的凹槽的对应面之间设有隔磁板，滑触片通过连接件与导磁铁芯的设定位置连接，多组第一滑触组件（9）、第二滑触组件（11）和第三滑触组件（12）相邻顺时针顺序排列分别置于外圈（2）大的内圆柱面上开设的相邻的凹槽内；多个电磁铁组件置于轴套（3）的外准面上所开设的多个凹槽内，电磁铁组件与轴套（3）的凹槽嵌接面之间设有隔磁板，多个电磁铁组件分为第一电磁铁组件与第二电磁铁组件，第二电磁铁组件（14）由：线圈（6）、H形导磁铁芯（7）和隔离触头（15）构成，H形导磁铁芯（7）为两个立柱之间的中部固定连接有一个横梁，H形导磁铁芯（7）呈H形的形状，线圈（6）套接这个横梁；线圈（6）的一个接线端连接隔离触头（15）的一个接线端；第一电磁铁组件（5）与第二电磁铁组件相同，所述的导磁铁芯为U形导磁铁芯，第一滑触组件（9）由第一U形导磁铁芯（8）和第一滑触片（10）构成；第一滑触组件（9）为第一滑触片（10）的左端通过连接件与第一U形导磁铁芯（8）的设定位置固定连接；第一滑触组件（9）与第二滑触组件（11）相同，第三滑触组件（12）由第二U形导磁铁芯（13）和第二滑触片（16）构成；第一U形导磁铁芯（8）和第二U形导磁铁芯（13）相同，第三滑触组件（12）为第二滑触片（16）上端面的设定位置通过连接件与第二U形导磁铁芯（13）的设定位置固定连接，外圈（2）中部的小内圆柱面通过轴承（19）与支撑轴（4）的右端同轴连接；轴套（3）的中心孔套接支撑轴（4）的外柱面，轴套（3）在支撑轴（4）的左侧；环形母线组件（17）套接轴套（3）的外柱面的设定位置，所述多个电磁铁组件中第一电磁铁组件（5）和第二电磁铁组件（14）上的线圈（6）的另一端连接环形母线组件（17）内的一根母线，多个第一电磁铁组件（5）和第二电磁铁组件（14）上的隔离触头（15）的另一端连接环形母线组件（17）内的另一根母线。
2.根据权利要求1所述的一种电磁力驱动的转动机构，其特征在于：所述多个电磁铁组件中第一电磁铁组件（5）和第二电磁铁组件（14）作为一个组合单元，两者之间的夹角大于多个电磁铁组件均分轴套（3）外柱面的角度；而第一电磁铁组件（5）和第二电磁铁组件（14）作为一个组合单元多组分布于轴套（3）外柱面时是均匀分布的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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