CN110932470A - 一种机电一体化永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机设备技术领域，且公开了一种机电一体化永磁电机，包括永磁电机、保护机构和输出转轴，所述保护机构包括保护壳体Ⅰ，且保护壳体Ⅰ的一侧通过螺栓固定安装有转换机构，所述保护壳体Ⅰ与转换机构的内腔之中设有保护转子，所述保护转子的内部与永磁电机的输出轴通过键销活动套接，且转换机构内部的一侧固定于输出转轴的一端螺纹连接。该机电一体化永磁电机，通过保护机构的设置，可以有效的切断永磁电机与机械设备之间的传动连接，以减小其在突然反转时由于转动惯量的作用而导致永磁电机与机械设备之间存在较大扭矩的现象，进而在永磁电机反转时可以对其输出主轴形成有效的保护而延长永磁电机的使用寿命。

Description

一种机电一体化永磁电机

技术领域

本发明涉及电机设备技术领域，具体为一种机电一体化永磁电机。

背景技术

电磁电机是一种采用永磁体来生成电机的磁场，而不需要励磁线圈或励磁电流来产生相应的磁场来驱动电机的转子发生旋转动作的节能电机，其相对于其他电机具有效率高且结构简单的优点，而目前随着高性能永磁体的发展，对于永磁电机的运用已经不仅仅局限于小型的家电、玩具以及仪器仪表等产品中，而已广泛的使用在电动汽车、动力牵引以及直线电机之中等。

但是，目前对于永磁电机与机械设备之间的连接通常都是采用连轴器或键销等刚性连接的，而且在一些循环往复的工作场合使得永磁电机会发生高频率的反转运动，进而导致刚性连接在机械设备上的永磁电机主轴在反转的瞬间会因转动惯量的因素而致使其左右两端产生较大的扭矩，在高频率的正反转过程中会对电机的主轴造成较大的损伤，严重的影响了电机主轴的使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种机电一体化永磁电机，具备在永磁电机正反转时自动的控制其与机械设备的传动连接、减小了电机在正反转时其主轴的扭矩大小、延长了电机主轴的使用寿命的优点，解决了对于永磁电机与机械设备之间的连接通常都是采用连轴器或键销等刚性连接的，而且在一些循环往复的工作场合使得永磁电机会发生高频率的反转运动，进而导致刚性连接在机械设备上的永磁电机主轴在反转的瞬间会因转动惯量的因素而致使其左右两端产生较大的扭矩，在高频率的正反转过程中会对电机的主轴造成较大的损伤，电机主轴使用寿命较短的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种机电一体化永磁电机，包括永磁电机、保护机构和输出转轴，所述永磁电机的输出轴贯穿并延伸至保护机构的内部，所述保护机构的一端固定安装有输出转轴，所述保护机构包括保护壳体Ⅰ，且保护壳体Ⅰ的一侧通过螺栓固定安装有转换机构，所述保护壳体Ⅰ与转换机构的内腔之中设有保护转子，所述保护转子的内部与永磁电机的输出轴通过键销活动套接，且转换机构内部的一侧固定于输出转轴的一端螺纹连接。

优选的，所述转换机构包括保护壳体Ⅱ，所述保护壳体Ⅱ的外围通过螺栓与保护壳体Ⅰ的外围固定连接，且保护壳体Ⅱ的内部活动套接有锥形连块，所述锥形连块的内壁上设有若干组传动卡块。

优选的，所述传动卡块的顶端设为等腰梯形结构，且等腰梯形结构的底角设为60°。

优选的，所述保护转子包括锥形转体，所述锥形转体的内部与永磁电机的输出轴通过键销活动套接，且锥形转体外表面的左侧设有腰型卡槽，所述腰型卡槽的内部卡接有挤压机构，所述锥形转体外表面的右侧固定安装有与传动卡块相适配的传动卡槽。

优选的，所述挤压机构包括卡接连杆，所述卡接连杆的两端分别与锥形转体上腰型卡槽的两端固定连接，且卡接连杆的外表面上活动套接有腰型卡块，所述腰型卡块的顶端固定安装有柱形压块，所述卡接连杆的外表面且位于卡接连杆的上方活动套接有复位弹簧。

优选的，所述锥形转体外表面左侧的倾斜角度大于保护壳体Ⅰ内壁的倾斜角度，且保护壳体Ⅰ与保护转子之间的间隙由内向外逐渐缩小，而锥形转体外表面右侧的倾斜角度等于锥形连块内壁的倾斜角度。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、该机电一体化永磁电机，通过保护机构的设置，可以有效的切断永磁电机与机械设备之间的传动连接，以减小其在突然反转时由于转动惯量的作用而导致永磁电机与机械设备之间存在较大扭矩的现象，进而在永磁电机反转时可以对其输出主轴形成有效的保护而延长永磁电机的使用寿命。

2、该机电一体化永磁电机，通过保护转子的设置，使其在离心力的作用下可以沿着腰型卡槽的轨迹向外围移动时，以挤压保护壳体Ⅰ的内壁并带动保护转子向右侧移动并与转换机构之间发生卡接，而在柱形压块失去离心力时，又有足够的空间使得柱形压块向内侧移动而使得锥形转体与转换机构之间完全脱离，使得永磁电机在反转的过程中可以及时的切断与机械设备的连接，以永磁电机的输出主轴形成有效的保护。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明保护机构的结构示意图；

图3为本发明保护壳体Ⅰ的结构示意图；

图4为本发明结构保护壳体Ⅰ的半剖示意图；

图5为本发明转换机构的结构示意图；

图6为本发明结构转换机构的半剖示意图；

图7为本发明保护转子的结构示意图；

图8为本发明挤压机构的结构示意图。

图中：1、永磁电机；2、保护机构；21、保护壳体Ⅰ；22、转换机构；221、保护壳体Ⅱ；222、锥形连块；223、传动卡块；23、保护转子；231、锥形转体；232、腰型卡槽；233、挤压机构；2331、卡接连杆；2332、腰型卡块；2333、柱形压块；2334、复位弹簧；234、传动卡槽；3、输出转轴。

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1-4，一种机电一体化永磁电机，包括永磁电机1、保护机构2和输出转轴3，永磁电机1的输出轴贯穿并延伸至保护机构2的内部，保护机构2的一端固定安装有输出转轴3，保护机构2包括保护壳体Ⅰ21，且保护壳体Ⅰ21的一侧通过螺栓固定安装有转换机构22，保护壳体Ⅰ21与转换机构22的内腔之中设有保护转子23，保护转子23的内部与永磁电机1的输出轴通过键销活动套接，且转换机构22内部的一侧固定于输出转轴3的一端螺纹连接。

其中，对于保护机构2的设置，使得该永磁电机1与机械设备之间存在一组保护装置，当调整机械设备的正反转时，可以有效的切断其与机械设备之间的传动连接，以减小永磁电机1在突然反转时由于转动惯量的作用而导致永磁电机1的主轴与机械设备之间存在较大扭矩的现象，进而在需要永磁电机1以较高的频率正反转且传动力矩较大的场合时，可以对永磁电机1的输出主轴形成有效的保护并延长其使用寿命。

请参阅图5-6，本技术方案中，转换机构22包括保护壳体Ⅱ221，保护壳体Ⅱ221的外围通过螺栓与保护壳体Ⅰ21的外围固定连接，且保护壳体Ⅱ221的内部活动套接有锥形连块222，锥形连块222的内壁上设有若干组传动卡块223。

其中，对于转换机构22的设置，可以在永磁电机1正反转的过程中，有效的控制保护转子23与转换机构22之间的通断连接，从而控制永磁电机1与机械设备之间的传动连接，进而保护永磁电机1在反转的瞬间不会因转动惯量的原因而导致其主轴两端的扭矩较大的现象。

本技术方案中，传动卡块223的顶端设为等腰梯形结构，且等腰梯形结构的底角设为60°。

其中，对于传动卡块223顶端结构的设置，使得保护转子23在电机反转的过程中，在传动卡块223斜面压力的作用下使其自动的向左侧移动而脱离转换机构22，不再需要其他的动力输出机构。

请参阅图7，本技术方案中，保护转子23包括锥形转体231，锥形转体231的内部与永磁电机1的输出轴通过键销活动套接，且锥形转体231外表面的左侧设有腰型卡槽232，腰型卡槽232的内部卡接有挤压机构233，锥形转体231外表面的右侧固定安装有与传动卡块223相适配的传动卡槽234。

请参阅图8，本技术方案中，挤压机构233包括卡接连杆2331，卡接连杆2331的两端分别与锥形转体231上腰型卡槽232的两端固定连接，且卡接连杆2331的外表面上活动套接有腰型卡块2332，腰型卡块2332的顶端固定安装有柱形压块2333，卡接连杆2331的外表面且位于卡接连杆2331的上方活动套接有复位弹簧2334。

其中，对于腰型卡槽232和挤压机构233的设置，当锥形转体231随着永磁电机1的主轴一同旋转时，在离心力的作用下使得柱形压块2333沿着腰型卡槽232的轨迹向锥形转体231的外围移动，进而在保护壳体Ⅰ21内壁的挤压作用下带动保护转子23向右侧移动，使得位于锥形转体231右侧的传动卡槽234与传动卡块223之间发生卡接，进而带动锥形连块222发生旋转，而在永磁电机1反转的瞬间会有一个短暂的停止时间，使得柱形压块2333在失去离心力在复位弹簧2334的弹力作用下向内侧移动，进而导致传动卡槽234与传动卡块223之间相互断开，以确保永磁电机1在正反转时可以对其主轴形成有效的保护。

本技术方案中，锥形转体231外表面左侧的倾斜角度大于保护壳体Ⅰ21内壁的倾斜角度，且保护壳体Ⅰ21与保护转子23之间的间隙由内向外逐渐缩小，而锥形转体231外表面右侧的倾斜角度等于锥形连块222内壁的倾斜角度。

其中，对于锥形转体231与保护壳体Ⅰ21之间倾斜角度及其间隙的设置，使得柱形压块2333在离心力的作用下向外围移动时，可以及时的挤压锥形转体231并带动其向右侧移动与转换机构22之间发生卡接，而在柱形压块2333失去离心力时，又有足够的空间使得柱形压块2333向内侧移动而使得锥形转体231与转换机构22之间完全脱离，反应灵活、稳定性及可靠性较高。

本实施例的使用方法和工作原理：

首先将永磁电机1、保护机构2和输出转轴3之间如图固定安装好，并将输出转轴3与机械设备之间固定连接，然后连接好永磁电机1中的电流及其控制系统，启动永磁电机1并带动通过键销活动套接在其主轴上的保护转子23随之旋转，并在离心力的作用下，使得柱形压块2333沿着腰型卡槽232的轨迹压缩复位弹簧2334并滑动到锥形转体231的外围，同时挤压保护壳体Ⅰ21的内壁致使锥形转体231沿着永磁电机1的主轴向右侧移动，而导致位于锥形转体231右侧上的传动卡槽234与转换机构22上的传动卡块223发生卡接并带动其随之一起旋转，进而带动固定安装在输出转轴3上的机械设备旋转；当永磁电机1发生反转时，会有一个短暂的停机时间，使得柱形压块2333失去离心力的作用，进而在复位弹簧2334的弹力作用下带动柱形压块2333沿着腰型卡槽232的轨迹向内侧移动，致使柱形压块2333与保护壳体Ⅰ21的内壁之间不再相互挤压，同时传动卡槽234在传动卡块223斜面压力的作用下使其自动的向左侧移动而脱离转换机构22，进而断开永磁电机1与机械设备之间的传动连接，以在永磁电机1反转时可以确保其主轴两端之间的扭矩较小，来对其形成有效的保护。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种机电一体化永磁电机，包括永磁电机(1)、保护机构(2)和输出转轴(3)，所述永磁电机(1)的输出轴贯穿并延伸至保护机构(2)的内部，所述保护机构(2)的一端固定安装有输出转轴(3)，其特征在于：所述保护机构(2)包括保护壳体Ⅰ(21)，且保护壳体Ⅰ(21)的一侧通过螺栓固定安装有转换机构(22)，所述保护壳体Ⅰ(21)与转换机构(22)的内腔之中设有保护转子(23)，所述保护转子(23)的内部与永磁电机(1)的输出轴通过键销活动套接，且转换机构(22)内部的一侧固定于输出转轴(3)的一端螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种机电一体化永磁电机，其特征在于：所述转换机构(22)包括保护壳体Ⅱ(221)，所述保护壳体Ⅱ(221)的外围通过螺栓与保护壳体Ⅰ(21)的外围固定连接，且保护壳体Ⅱ(221)的内部活动套接有锥形连块(222)，所述锥形连块(222)的内壁上设有若干组传动卡块(223)。

3.根据权利要求2所述的一种机电一体化永磁电机，其特征在于：所述传动卡块(223)的顶端设为等腰梯形结构，且等腰梯形结构的底角设为60°。

4.根据权利要求1所述的一种机电一体化永磁电机，其特征在于：所述保护转子(23)包括锥形转体(231)，所述锥形转体(231)的内部与永磁电机(1)的输出轴通过键销活动套接，且锥形转体(231)外表面的左侧设有腰型卡槽(232)，所述腰型卡槽(232)的内部卡接有挤压机构(233)，所述锥形转体(231)外表面的右侧固定安装有与传动卡块(223)相适配的传动卡槽(234)。

5.根据权利要求4所述的一种机电一体化永磁电机，其特征在于：所述挤压机构(233)包括卡接连杆(2331)，所述卡接连杆(2331)的两端分别与锥形转体(231)上腰型卡槽(232)的两端固定连接，且卡接连杆(2331)的外表面上活动套接有腰型卡块(2332)，所述腰型卡块(2332)的顶端固定安装有柱形压块(2333)，所述卡接连杆(2331)的外表面且位于卡接连杆(2331)的上方活动套接有复位弹簧(2334)。

6.根据权利要求4所述的一种机电一体化永磁电机，其特征在于：所述锥形转体(231)外表面左侧的倾斜角度大于保护壳体Ⅰ(21)内壁的倾斜角度，且保护壳体Ⅰ(21)与保护转子(23)之间的间隙由内向外逐渐缩小，而锥形转体(231)外表面右侧的倾斜角度等于锥形连块(222)内壁的倾斜角度。

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