CN109039013A - 一种双摆轮径向结构磁能减速机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双摆轮径向结构磁能减速机，输入转轴为空心轴，输入转轴和偏心轴转动设置在固定支撑轴的外侧；输入转轴通过转动连接结构驱动偏心轴转动；偏心轴转动时，驱动第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴公转；第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的磁力作用，输入转轴转动一圈，外转磁钢带动外转铁芯绕固定支撑轴公转两片磁钢的距离，实现减速传递，相对于机械式减速机来说，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，可靠性高、寿命长，运行精度高，噪音震动低，具有过载保护能力。

Description

一种双摆轮径向结构磁能减速机

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种双摆轮径向结构磁能减速机。

背景技术

传统机械结构减速机主要由齿轮啮合传动，存在摩擦损耗大、机械疲劳发展快、噪音大、震动强等不利因素，不具有过载保护能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种双摆轮径向结构磁能减速机，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音低、震动弱、具有过载保护能力。

一种双摆轮径向结构磁能减速机，包括固定支撑轴、偏心轴、输入转轴、销钉支撑架、第一内摆铁芯、第二内摆铁芯、外转铁芯、设置在外转铁芯内侧的呈圆周阵列分布的外转磁钢、设置在第一内摆铁芯外侧的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢、设置在第二内摆铁芯外侧的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢和2个以上的限位销钉；

外转磁钢的内侧面对着第一内转磁钢和第二外转磁钢的外侧面；

销钉支撑架固定在固定支撑轴上；

偏心轴的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环和第二偏心环，第一内摆铁芯通过第一轴承套接在第一偏心环的外侧，第二内摆铁芯通过第二轴承套接在第二偏心环的外侧；

第一内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔，第二内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔，限位销钉呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架的盘面上，限位销钉的外径小于第一拨动孔和第二拨动孔的内径，每个限位销钉依次穿过一个第一拨动孔和一个第二拨动孔；

输入转轴为电机的空心转轴，输入转轴转动设置在固定支撑轴的外侧，偏心轴转动设置在固定支撑轴的外侧；输入转轴通过转动连接结构驱动偏心轴转动；

偏心轴转动时，驱动第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴公转；

第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的磁力作用，外转铁芯绕固定支撑轴公转。

优选的，相邻的两片外转磁钢的同一面的磁极不同，相邻的两片第一内转磁钢的同一面的磁极不同，相邻的两片第二外转磁钢的同一面的磁极不同；输入转轴转动一圈时，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯在摆动过程中，外转磁钢与第一内转磁钢和第二外转磁钢会产生同性相斥异性相吸的磁力作用，驱动外转磁钢带动外转铁芯绕固定支撑轴公转2片磁钢的距离，从而实现减速传动。

优选的，固定支撑轴的外侧设置有第三轴承和第四轴承；

输入转轴第一端通过第三轴承转动设置在固定支撑轴的外侧；

输入转轴接近第二端的内侧通过第四轴承转动设置在固定支撑轴的外侧。

优选的，还包括第五轴承、第六轴承和偏心轴支架；

偏心轴的第二端通过第五轴承转动设置在固定支撑轴的外侧；

偏心轴的第一端装配在偏心轴支架的内侧，偏心轴支架通过第六轴承转动设置在固定支撑轴的外侧，偏心轴为空心轴结构，偏心轴的内侧与固定支撑轴的外侧之间设置有间隙。

优选的，输入转轴的第二端套接在偏心轴的第二端的外侧；

输入转轴的第二端的壁体设置有第一键槽，偏心轴的第二端的壁体设置有第二键槽，通过键连接第一键槽和第二键槽；

键、第一键槽和第二键槽构成转动连接结构。

优选的，还包括外铁芯支架和第七轴承；

第七轴承的内侧套接在固定支撑轴的接近左端的位置，外铁芯支架套接在第七轴承的外圈上；

外铁芯支架的外圈通过螺栓固定连接在外转铁芯的内圈。

优选的，第六轴承和第七轴承之间设置有第一限位圈，第一限位圈套接在第七轴承右侧的固定支撑轴上。

优选的，还包括第八轴承，第八轴承的内圈套接在销钉支撑架的外圈上，第八轴承的外圈套接在外转铁芯的右端部的内圈。

优选的，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯之间设置有第二限位圈，第二限位圈的内径大于第一内摆铁芯和第二内摆铁芯的内径。

优选的，还包括第九轴承和电机前端盖；

第九轴承的内圈套接在输入转轴的第二端的外侧，第九轴承的外圈套接在电机前端盖的内圈上；

电机前端盖通过螺栓固定连接销钉支撑架。

优选的，还包括电机定子铁芯、电机后端盖和电机磁钢；

电机后端盖固定连接在固定支撑轴的外侧的右端部，电机定子铁芯设置于电机前端盖和电机后端盖之间；

通过长螺栓固定连接电机前端盖、电机定子铁芯和电机后端盖；

输入转轴的外圈设置电机磁钢，电机磁钢位于电机定子铁芯的内侧。

本发明的有益效果是：一种双摆轮径向结构磁能减速机，包括固定支撑轴、偏心轴、输入转轴、销钉支撑架、第一内摆铁芯、第二内摆铁芯、外转铁芯、设置在外转铁芯内侧的呈圆周阵列分布的外转磁钢、设置在第一内摆铁芯外侧的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢、设置在第二内摆铁芯外侧的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢和3个以上的限位销钉；外转磁钢的内侧面对着第一内转磁钢和第二外转磁钢的外侧面；销钉支撑架固定在固定支撑轴上；偏心轴的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环和第二偏心环，第一内摆铁芯通过第一轴承套接在第一偏心环的外侧，第二内摆铁芯通过第二轴承套接在第二偏心环的外侧；第一内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔，第二内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔，限位销钉呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架的盘面上，限位销钉的外径小于第一拨动孔和第二拨动孔的内径，每个限位销钉依次穿过一个第一拨动孔和一个第二拨动孔；输入转轴为电机的空心转轴，输入转轴转动设置在固定支撑轴的外侧，偏心轴转动设置在固定支撑轴的外侧；输入转轴通过转动连接结构驱动偏心轴转动；偏心轴转动时，驱动第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴公转；第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的同性相斥异性相吸的磁力作用，输入转轴转动一圈，外转铁芯绕固定支撑轴公转，外转铁芯转动两片磁钢的距离，实现减速。采用内磁钢和外磁钢传递动力，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音震动低，具有过载保护能力。相对于机械式减速机来说，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，可靠性大大提高、寿命大大延长，运行精度高，长时间运转精度降低很小，噪音震动低，具有过载保护能力。

附图说明

下面结合附图对本发明的双摆轮径向结构磁能减速机作进一步说明。

图1是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的一个视角的结构示意图。

图2是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的另一个视角的结构示意图。

图3是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的剖视图。

图4是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的爆炸图。

图5是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的偏心轴的立体结构示意图。

图6是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的偏心轴、输入转轴、转动连接结构的立体结构示意图。

图7是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的第一内摆铁芯的立体结构示意图。

图8是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的第二内摆铁芯的立体结构示意图。

图9是本发明一种双摆轮径向结构磁能减速机的销钉支撑架的立体结构示意图。

图中：

1-固定支撑轴；2-偏心轴；21-第一偏心环；22-第二偏心环；23-第二键槽；3-输入转轴；31-第一键槽；4-销钉支撑架；51-第一内摆铁芯；511-第一内转磁钢；512-第一拨动孔；52-第二内摆铁芯；521-第二外转磁钢；522-第二拨动孔；6-外转铁芯；61-外转磁钢；7-限位销钉；8-转动连接结构；91-第一轴承；92-第二轴承；93-第三轴承；94-第四轴承；95-第五轴承；96-第六轴承；97-第七轴承；98-第八轴承；99-第九轴承；01-偏心轴支架；02-外铁芯支架；03-第一限位圈；04-第二限位圈；05-电机前端盖；；(这项标识号综合成1个06指给电机即可，05是电机前端盖与减速机连接件是需要单独标识出来的，所以要保留)

具体实施方式

下面结合附图1～9并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供了一种双摆轮径向结构磁能减速机。

一种双摆轮径向结构磁能减速机，包括固定支撑轴1、偏心轴2、输入转轴3、销钉支撑架4、第一内摆铁芯51、第二内摆铁芯52、外转铁芯6、设置在外转铁芯6内侧的呈圆周阵列分布的外转磁钢61、设置在第一内摆铁芯51外侧的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢511、设置在第二内摆铁芯52外侧的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢521和2个以上的限位销钉7；

外转磁钢61的内侧面对着第一内转磁钢511和第二外转磁钢521的外侧面；

销钉支撑架4固定在电机前端盖05(电机前端盖5固定在固定支撑轴1上)上；

偏心轴2的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环21和第二偏心环22，第一内摆铁芯51通过第一轴承91套接在第一偏心环21的外侧，第二内摆铁芯52通过第二轴承92套接在第二偏心环22的外侧；

第一内摆铁芯51的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔512，第二内摆铁芯52的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔522，限位销钉7呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架4的盘面上，限位销钉7的外径小于第一拨动孔512和第二拨动孔522的内径，每个限位销钉7依次穿过一个第一拨动孔512和一个第二拨动孔522；

输入转轴3为电机的空心转轴，输入转轴3转动设置在固定支撑轴1的外侧，偏心轴2为空心轴，偏心轴2转动设置在固定支撑轴1的外侧；输入转轴3通过转动连接结构8驱动偏心轴2转动；

偏心轴2转动时，驱动第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52转动和摆动，由于限位销钉7的限制作用，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52只能摆动，不能绕固定支撑轴1公转；

第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52摆动过程中，由于第一内转磁钢511、第二外转磁钢521和外转磁钢61的磁力作用，外转铁芯6绕固定支撑轴1公转。

本实施例中，相邻的两片外转磁钢61的同一面的磁极不同，相邻的两片第一内转磁钢511的同一面的磁极不同，相邻的两片第二外转磁钢521的同一面的磁极不同；输入转轴3转动一圈时，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52在摆动一周期的过程中，外转磁钢61与第一内转磁钢511和第二外转磁钢521会产生同性相斥异性相吸的磁力作用，驱动外转磁钢61带动外转铁芯6绕固定支撑轴1公转2片磁钢的距离，从而实现减速传动。

采用内磁钢和外磁钢传递动力，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音震动低，具有过载保护能力。相对于机械式减速机来说，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，可靠性大大提高、寿命大大延长，运行精度高，长时间运转精度降低很小，噪音震动低，具有过载保护能力。

采用偏心轴2的外周侧设置两个相互呈180°对称分布的第一偏心环21和第二偏心环22的结构，是的偏心轴2在转动过程中，离心力能够实现自平衡，提高机械稳定性，减小对固定支撑轴1的切应力作用。

本实施例中，固定支撑轴1的外侧设置有第三轴承93和第四轴承94；

输入转轴3第一端通过第三轴承93转动设置在固定支撑轴1的外侧；

输入转轴3接近第二端的内侧通过第四轴承94转动设置在固定支撑轴1的外侧。

本实施例中，还包括第五轴承95、第六轴承96和偏心轴支架01；

偏心轴2的第二端通过第五轴承95转动设置在固定支撑轴1的外侧；

偏心轴2的第一端装配在偏心轴支架01的内侧，偏心轴支架01通过第六轴承96转动设置在固定支撑轴1的外侧，偏心轴2为空心轴结构，偏心轴2的内侧与固定支撑轴1的外侧之间设置有间隙。

本实施例中，输入转轴3的第二端套接在偏心轴2的第二端的外侧；

输入转轴3的第二端的壁体设置有第一键槽31，偏心轴2的第二端的壁体设置有第二键槽23，通过销键(图中未示出)连接第一键槽31和第二键槽23；

键、第一键槽31和第二键槽23构成转动连接结构8。

本实施例中，还包括外铁芯支架02和第七轴承97；

第七轴承97的内侧套接在固定支撑轴1的接近左端的位置，外铁芯支架02套接在第七轴承97的外圈上；

外铁芯支架02的外圈通过螺栓固定连接在外转铁芯6的内圈。外铁芯支架02也可以叫前支架。

本实施例中以剖视图的左侧为电机的前方向，右侧为电机的后方向。

本实施例中，第六轴承96和第七轴承97之间设置有第一限位圈03，第一限位圈03套接在第七轴承97右侧的固定支撑轴1上。

本实施例中，还包括第八轴承98，第八轴承98的内圈套接在销钉支撑架4的外圈上，第八轴承98的外圈套接在外转铁芯6的右端部的内圈。

本实施例中，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52之间设置有第二限位圈04，第二限位圈04的内径大于第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的外径。

本实施例中，还包括第九轴承99和电机前端盖05；

第九轴承99的内圈套接在输入转轴3的第二端的外侧，第九轴承99的外圈套接在电机前端盖05的内圈上；

电机前端盖05通过螺栓固定连接销钉支撑架4。

本实施例中，还包括电机定子铁芯06、电机后端盖07和电机磁钢08；

电机后端盖07固定连接在固定支撑轴1的外侧的右端部，电机定子铁芯06设置于电机前端盖05和电机后端盖07之间；

通过长螺栓固定连接电机前端盖05、电机定子铁芯06和电机后端盖07；

输入转轴3的外圈设置电机磁钢08，电机磁钢08位于电机定子铁芯06的内侧。(这些都是驱动电机结构的内容可以不用写在专利正文的吧，不写进权利要求就行了)

传统机械结构减速机主要由齿轮啮合传动，存在摩擦损耗、机械疲劳、噪音震动等不利因素，且维护繁琐，不具有过载保护能力。

常规技术的基于磁场调制技术的轴向磁场磁齿轮减速机：第一，理论上，起磁场调制作用的调磁铁芯(齿)数必须满足约束条件，从而导致磁性齿轮在运转传动的任意时刻都有一半以上的永磁体磁极处于闲置的非耦合状态，永磁体异极性磁极的耦合面积理论上就低于50％；第二，从结构上看，调磁铁芯的存在必然使磁性齿轮副具有两个气隙，将消耗永磁体的大量磁动势，导致处于耦合工作状态的永磁体磁通量降低，从而影响所传递的扭矩大小；第三，调磁铁芯的存在使得气隙磁阻与磁势交变，导致扭矩周期性脉动，不仅影响传动精度，而且调磁铁芯所受的机械扭矩大，其结构强度也是影响其寿命的主要因素。

本发明中：第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的外表面分布有P2对极永磁体，外转铁芯6的内表面分布有P1对极永磁体，0＜P1-P2≤3，P1、P2为正整数。外转磁钢61与第一内转磁钢511和第二外转磁钢521之间存在气隙，借鉴少齿差行星齿轮传动的原理，将输入转轴3的自转通过偏心轴2结构转换为第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的转动和公转，由于限位销钉7的限位作用，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的只摆动不公转，加上永磁材料N极与S极异极性耦合同性相斥异性相吸的原理来实现外圈铁芯4的自转，输入转轴3转动一圈，外转铁芯4转动2片磁钢的距离，起到减速的作用，实现无机械接触、无摩擦的动力变速传动。

本发明中，以图3剖视图中的左右为“左”、“右”进行方位上的描述。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

需要说明的是：以上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。实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“第一”、“第二”、“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。“第一”和“第二”只是为了说明的方便，不表示有先后顺序之分。

本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，包括固定支撑轴(1)、偏心轴(2)、输入转轴(3)、销钉支撑架(4)、第一内摆铁芯(51)、第二内摆铁芯(52)、外转铁芯(6)、设置在外转铁芯(6)内侧的呈圆周阵列分布的外转磁钢(61)、设置在第一内摆铁芯(51)外侧的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢(511)、设置在第二内摆铁芯(52)外侧的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢(521)和3个以上的限位销钉(7)；

所述外转磁钢(61)的内侧面对着第一内转磁钢(511)和第二外转磁钢(521)的外侧面；

所述销钉支撑架(4)固定在所述固定支撑轴(1)上；

所述偏心轴(2)的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环(21)和第二偏心环(22)，所述第一内摆铁芯(51)通过第一轴承(91)套接在所述第一偏心环(21)的外侧，所述第二内摆铁芯(52)通过第二轴承(92)套接在所述第二偏心环(22)的外侧；

所述第一内摆铁芯(51)的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔(512)，所述第二内摆铁芯(52)的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔(522)，所述限位销钉(7)呈圆周陈列固定连接在所述销钉支撑架(4)的盘面上，所述限位销钉(7)的外径小于所述第一拨动孔(512)和第二拨动孔(522)的内径，每个所述限位销钉(7)依次穿过一个所述第一拨动孔(512)和一个所述第二拨动孔(522)；

所述输入转轴(3)为电机的空心转轴，所述输入转轴(3)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧，所述偏心轴(2)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；所述输入转轴(3)通过转动连接结构(8)驱动所述偏心轴(2)转动；

所述偏心轴(2)转动时，驱动所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)转动和摆动，由于所述限位销钉(7)的限制作用，所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)只能摆动，不能绕所述固定支撑轴(1)公转；

所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)摆动过程中，由于所述第一内转磁钢(511)、第二外转磁钢(521)和外转磁钢(61)的磁力作用，所述外转铁芯(6)绕所述固定支撑轴(1)公转。

2.如权利要求1所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，所述固定支撑轴(1)的外侧设置有第三轴承(93)和第四轴承(94)；

所述输入转轴(3)第一端通过所述第三轴承(93)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；

所述输入转轴(3)接近第二端的内侧通过第四轴承(94)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧。

3.如权利要求2所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，还包括第五轴承(95)、第六轴承(96)和偏心轴支架(01)；

所述偏心轴(2)的第二端通过所述第五轴承(95)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；

所述偏心轴(2)的第一端装配在所述偏心轴支架(01)的内侧，所述偏心轴支架(01)通过所述第六轴承(96)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧，所述偏心轴(2)为空心轴结构，所述偏心轴(2)的内侧与所述固定支撑轴(1)的外侧之间设置有间隙。

4.如权利要求3所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，所述输入转轴(3)的第二端套接在所述偏心轴(2)的第二端的外侧；

所述输入转轴(3)的第二端的壁体设置有第一键槽(31)，所述偏心轴(2)的第二端的壁体设置有第二键槽(23)，通过键连接所述第一键槽(31)和第二键槽(23)；

所述键、第一键槽(31)和第二键槽(23)构成转动连接结构(8)。

5.如权利要求4所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，还包括外铁芯支架(02)和第七轴承(97)；

所述第七轴承(97)的内侧套接在所述固定支撑轴(1)的接近左端的位置，所述外铁芯支架(02)套接在所述第七轴承(97)的外圈上；

所述外铁芯支架(02)的外圈通过螺栓固定连接在所述外转铁芯(6)的内圈。

6.如权利要求5所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，所述第六轴承(96)和第七轴承(97)之间设置有第一限位圈(03)，所述第一限位圈(03)套接在所述第七轴承(97)右侧的所述固定支撑轴(1)上。

7.如权利要求5所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，还包括第八轴承(98)，所述第八轴承(98)的内圈套接在所述销钉支撑架(4)的外圈上，所述第八轴承(98)的外圈套接在所述外转铁芯(6)的右端部的内圈。

8.如权利要求7所述双摆轮径向结构磁能减速机，其特征在于，所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)之间设置有第二限位圈(04)，所述第二限位圈(04)的内径大于所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)的内径。