CN108988687A - 一种曲线电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲线电动机，具有螺线管、滑动体，螺线管为裸导线构造的弹簧状，螺线管能在一定半径范围内自由扭曲；滑动体沿螺线管的轴向滑动，在滑动体上设有永磁铁，永磁铁的极端方向与螺线管的轴向相同；成对并形成回路的正极电刷和负极电刷连接电源控制器并以一间距分置触接螺线管，两电刷与滑动体同步沿螺线管的轴向滑动。本发明通过正极电刷和负极电刷给螺线管的其中一段通电，产生电磁场作用滑动体上的永磁铁，滑动体受到拉力和推力，从而带动滑动体前进，同时正极电刷和负极电刷也随着滑动体一起前进，如此反复循环，滑动体可以连续前进，获得可沿螺线管曲线前进的动力源，能无限距离直线或曲线运动，磁路短，效率高，能耗低。

Description

一种曲线电动机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及实现直线或曲线运动的电动机。

背景技术

目前的电动机多为旋转运动，要变为直线或曲线运动必须经过曲柄连杆、或齿轮齿条等机构，结构相当复杂，并且转变出来的直线或曲线运动距离相当有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种曲线电动机，结构简单，能无限距离直线或曲线运动，体积小，出力大，性能稳定，一致性好，能耗低，使用寿命长，能线性调节运动速度，精确控制运动距离，反应快速，并且安装方便。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种曲线电动机，其具有：

螺线管，该螺线管为裸导线构造的弹簧状，螺线管能在一定半径范围内自由扭曲；

滑动体，该滑动体沿螺线管的轴向滑动，在滑动体上设有永磁铁，永磁铁的极端方向与螺线管的轴向相同；

成对并形成回路的正极电刷和负极电刷，该正极电刷和负极电刷连接电源控制器并以一间距分置触接螺线管，且该正极电刷和负极电刷与滑动体同步沿螺线管的轴向滑动，电源控制器提供直流电给正极电刷和负极电刷。

上述方案进一步是：所述正极电刷和负极电刷安置在滑动体上，且正极电刷和负极电刷相对永磁铁的极端面在螺线管的轴向上有位置差。

上述方案进一步是：所述滑动体置入螺线管内，滑动体与螺线管接触处可进一步设置滚轮，正极电刷和负极电刷触接螺线管的内侧壁或外侧壁。

上述方案进一步是：所述滑动体置于螺线管外周，滑动体与螺线管接触处可进一步设置滚轮，正极电刷和负极电刷触接螺线管的内侧壁或外侧壁。

上述方案进一步是：所述滑动体上的永磁铁有一块或多块，多块永磁铁安装时按同极相对放置。

上述方案进一步是：所述螺线管的截面为圆形、椭圆形、方形或多边形，组成螺线管的裸导线截面为圆形、椭圆形、方形或多边形。

上述方案进一步是：所述永磁铁的极端面上附加导磁材料，该导磁材料扩大永磁铁端面的面积。

上述方案进一步是：所述螺线管为单根裸导线构造的线管。

上述方案进一步是：所述螺线管为多根裸导线构造的线管。

本发明设置可沿螺线管的轴向滑动的滑动体及成对并形成回路的正极电刷和负极电刷，在滑动体上设有永磁铁，正极电刷和负极电刷连接电源控制器并以一间距分置触接螺线管，且该正极电刷和负极电刷与滑动体同步沿螺线管的轴向滑动，正极电刷和负极电刷给螺线管的其中一段通电时，根据安培定则（即右手螺旋定则），在正极电刷和负极电刷的两端将产生一对磁场的南北极，根据同性相斥，异性相吸的原理，滑动体上的永磁铁将分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进，同时正极电刷和负极电刷也随着滑动体一起前进，制造出新位置的螺线管的磁场，新位置的磁场又再次导致滑动体的前进，如此反复循环，滑动体可以连续前进，获得可沿螺线管曲线前进的动力源，能无限距离直线或曲线运动，体积小，出力大，性能稳定，一致性好，磁路短，效率高，能耗低，使用寿命长，能线性调节运动速度，精确控制运动距离，反应快速，适用于各种直线、曲线运动的动力源，火车穿隧道玩具等等。

附图说明：

附图1为本发明第一实施例示意图；

附图2为本发明第二实施例示意图；

附图3为本发明第三实施例示意图；

附图4为本发明第四实施例示意图；

附图5为本发明第五实施例示意图；

附图6为本发明第六实施例示意图；

附图7为本发明第七实施例示意图；

附图8为本发明第八实施例示意图；

附图9为本发明第九实施例示意图；

附图10为本发明第十实施例示意图；

附图11为本发明第十一实施例示意图。

具体实施方式：

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

参阅图1~11所示，本发明有关一种曲线电动机，其具有螺线管1、滑动体2、成对并形成回路的正极电刷4和负极电刷5、以及电源控制器6。

该螺线管1为裸导线构造的弹簧状，螺线管1能在一定半径范围内自由扭曲；螺线管1的截面为圆形、椭圆形、方形或多边形，组成螺线管1的裸导线截面为圆形、椭圆形、方形或多边形，具体的形态依据实际需要设计，由此获得需要的工作体，并具有较佳的工作特性。螺线管1能在一定半径范围内自由扭曲，由此提供曲线形变，自适匹配工作环境，并营造曲线运动轨迹。

该滑动体2沿螺线管1的轴向滑动，滑动体2可以是小车形式或者其他形体，滑动体外部可设置防尘装保护。滑动体2置入螺线管1内或者置于螺线管1外周，满足滑动体2沿螺线管1的轴向做直线或曲线滑动即可，进一步的，滑动体2与螺线管1接触处可适当设置滚轮，提升滑动性，减少摩擦，保护产品，延长使用寿命。在滑动体2上设有永磁铁3，永磁铁3的极端方向与螺线管1的轴向相同。

成对并形成回路的正极电刷4和负极电刷5连接电源控制器6并以一间距分置触接螺线管1，电源控制器6提供直流电给正极电刷4和负极电刷5，由此可以给螺线管1的其中一段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。滑动体滑动的同时，正极电刷和负极电刷也随着滑动体一起前进，制造出新位置的螺线管的磁场，新位置的磁场又再次导致滑动体的前进，如此反复循环，滑动体可以连续前进，获得可沿螺线管直线或曲线前进的动力源，获得无限距离的直线或曲线运动。正极电刷4和负极电刷5给螺线管1的其中一段通电所产生的磁场是跟随螺线管1弯曲自动调整南北极，由此实现滑动体沿螺线管曲线前进。

本发明通过设定正极电刷4和负极电刷5的间距，实现螺线管1段式通电，产生磁场，磁路短，效率高，能耗低，使用寿命长。正极电刷4和负极电刷5的刷头满足螺线管1螺距内相邻裸导线的衔接导通，通过控制电源控制器6的电流输出特性，可以线性控制滑动体2的前进速度、力度和方向，甚至可以在螺线管1上增加位置传感器或对螺线管1的每一匝进行计数，来精确控制滑动体2的前进或后退距离，从而实现用最简单的结构制造出可以精确控制的曲线电动机。为了增加电动机的使用功效，永磁铁3的极端面上附加导磁材料，该导磁材料扩大永磁铁3端面的面积，从而可以实现最大化利用螺线管1产生的磁力线，提升工作效率，降低能耗。

图1所示的实施例，滑动体2置入螺线管1内，电源控制器6安装在滑动体2上，正极电刷4和负极电刷5与在滑动体2连体并通过导线引出触接螺线管1的内侧壁，正极电刷4和负极电刷5相对永磁铁3的极端面在螺线管1的轴向上有位置差，本实施例的永磁铁3位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段中，永磁铁3有两块，按同极相对放置，两块永磁铁3的大小相同或不同。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图2所示的实施例，与图1实施例不同之处在于两块永磁铁分置在正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外，同样的正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图3所示的实施例，滑动体2置入螺线管1内，电源控制器6安装在滑动体2上，正极电刷4和负极电刷5与在滑动体2连体并通过导线引出触接螺线管1的内侧壁，正极电刷4和负极电刷5相对永磁铁3的极端面在螺线管1的轴向上有位置差，本实施例的永磁铁3有一块，永磁铁3部分位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段中。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图4所示的实施例，与图3实施例不同之处在于永磁铁3全部位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图5所示的实施例，与图2实施例不同之处在于电源控制器6移出滑动体2外，电源控制器6通过导线连接安置在滑动体2上正极电刷4和负极电刷5；两块永磁铁3分置在正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段两头外，按同极相对放置。同样的正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图6所示的实施例，滑动体2置入螺线管1内，电源控制器6安装在滑动体2外，正极电刷4和负极电刷5与在滑动体2连体并触接螺线管1的外侧壁。本实施例的永磁铁3有两块，永磁铁3分置在正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段两头外，按同极相对放置。同样的正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图7所示的实施例，滑动体2置于螺线管1外周，电源控制器6安装在滑动体2上，正极电刷4和负极电刷5与在滑动体2连体并通过导线引出触接螺线管1的外侧壁，正极电刷4和负极电刷5相对永磁铁3的极端面在螺线管1的轴向上有位置差，本实施例的永磁铁3位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外周，永磁铁3有两块，按同极相对放置，两块永磁铁3的大小相同或不同。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图8所示的实施例，与图7实施例不同之处在于两块永磁铁分置在正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外，同样的正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图9所示的实施例，滑动体2置于螺线管1外周，电源控制器6安装在滑动体2上，正极电刷4和负极电刷5与在滑动体2连体并通过导线引出触接螺线管1的外侧壁，正极电刷4和负极电刷5相对永磁铁3的极端面在螺线管1的轴向上有位置差，本实施例的永磁铁3有一块，永磁铁3部分位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外周。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图10所示的实施例，与图9实施例不同之处在于永磁铁3全部位于正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段外。正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

图11所示的实施例，与图8实施例不同之处在于电源控制器6移出滑动体2外，电源控制器6通过导线连接安置在滑动体2上正极电刷4和负极电刷5；两块永磁铁3分置在正极电刷4和负极电刷5接触螺线管1的管段两头外，按同极相对放置。同样的正极电刷4和负极电刷5给它们触接的螺线管段通电，使该段螺线管产生一对磁场的南北极，根据安培定则（即右手螺旋定则），螺线管上产生的电磁场依据同性相斥，异性相吸的原理，作用滑动体上的两块永磁铁，使滑动体分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进。

本发明结构简单，安装方便，体积小，出力大，性能稳定，一致性好。设置可沿螺线管的轴向滑动的滑动体及成对并形成回路的正极电刷和负极电刷，在滑动体上设有永磁铁，正极电刷和负极电刷连接电源控制器并以一间距分置触接螺线管，且该正极电刷和负极电刷与滑动体同步沿螺线管的轴向滑动，正极电刷和负极电刷给螺线管的其中一段通电时，根据安培定则（即右手螺旋定则），在正极电刷和负极电刷的两端将产生一对磁场的南北极，根据同性相斥，异性相吸的原理，滑动体上的永磁铁将分别受到拉力和推力，从而带动滑动体前进，同时正极电刷和负极电刷也随着滑动体一起前进，制造出新位置的螺线管的磁场，新位置的磁场又再次导致滑动体的前进，如此反复循环，滑动体可以连续前进，获得可沿螺线管曲线前进的动力源，能无限距离直线或曲线运动，体积小，出力大，性能稳定，一致性好，磁路短，效率高，能耗低，使用寿命长，能线性调节运动速度，精确控制运动距离，反应快速，适用于各种直线、曲线运动的动力源，火车穿隧道玩具等等。

当然，以上附图仅是描述了本发明的较佳具体实施例，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多改进和变化，这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种曲线电动机，其特征在于：具有

螺线管（1），该螺线管（1）为裸导线构造的弹簧状，螺线管（1）能在一定半径范围内自由扭曲；

滑动体（2），该滑动体（2）沿螺线管（1）的轴向滑动，在滑动体（2）上设有永磁铁（3），永磁铁（3）的极端方向与螺线管（1）的轴向相同；

成对并形成回路的正极电刷（4）和负极电刷（5），该正极电刷（4）和负极电刷（5）连接电源控制器（6）并以一间距分置触接螺线管（1），且该正极电刷（4）和负极电刷（5）与滑动体（2）同步沿螺线管（1）的轴向滑动，电源控制器（6）提供直流电给正极电刷（4）和负极电刷（5）。

2.根据权利要求1所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述正极电刷（4）和负极电刷（5）安置在滑动体（2）上，且正极电刷（4）和负极电刷（5）相对永磁铁（3）的极端面在螺线管（1）的轴向上有位置差。

3.根据权利要求1或2所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述滑动体（2）置入螺线管（1）内，正极电刷（4）和负极电刷（5）触接螺线管（1）的内侧壁或外侧壁。

4.根据权利要求1或2所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述滑动体（2）置于螺线管（1）外周，正极电刷（4）和负极电刷（5）触接螺线管（1）的内侧壁或外侧壁。

5.根据权利要求1或2所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述滑动体（2）上的永磁铁（3）有一块或多块，多块永磁铁（3）安装时按同极相对放置。

6.根据权利要求1或2所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述螺线管（1）的截面为圆形、椭圆形、方形或多边形，组成螺线管（1）的裸导线截面为圆形、椭圆形、方形或多边形。

7.根据权利要求5所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述永磁铁（3）的极端面上附加导磁材料，该导磁材料扩大永磁铁（3）端面的面积。

8.根据权利要求6所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述螺线管（1）为单根裸导线构造的线管。

9.根据权利要求6所述的一种曲线电动机，其特征在于：所述螺线管（1）为多根裸导线构造的线管。