CN112398306A - 低功率正弦扭矩输出的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功率正弦扭矩输出的传动装置，该传动装置包括盘式机构一和盘式机构二。盘式机构一包括连接轴一、安装盘一、涡流盘一以及多块磁圈一。多块磁圈一排列在同一个圆环一上，且磁极均沿着安装盘一的轴向布置。盘式机构二包括连接轴二、安装盘二、涡流盘二以及分别与多块磁圈一对应的多块磁圈二。多块磁圈二排列在同一个圆环二上，且磁极均沿着安装盘二的轴向布置。圆环二的内径大于圆环一的内径，且小于圆环一的外径。本发明的永磁体的排布决定了正弦扭矩输出的频率及振幅，通过物理结构实现了输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动，具有固有的抗干扰能力和静音效果。考虑到永磁体高温退磁的特点，该传动装置适用于低功率工况。

Description

低功率正弦扭矩输出的传动装置

技术领域

本发明涉及传动装置传动技术领域的一种轻载传动装置，尤其涉及一种低功率正弦扭矩输出的传动装置。

背景技术

传动装置是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置。永磁传动装置同时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。正弦扭矩输出相比于方波扭矩输出稳定性好，抗干扰能力强，可以减少传动过程的振动。现有正弦波扭矩输出技术通过调节电机的电流或电压来实现，因此无法做到输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动方式。

发明内容

为实现输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动技术问题，本发明提供一种通过物理结构实现低功率正弦扭矩输出的传动装置。

本发明采用以下技术方案实现：一种低功率正弦扭矩输出的传动装置，其包括：

盘式机构一，其包括连接轴一、安装盘一、涡流盘一以及多块磁圈一；所述连接轴一与所述安装盘一同轴设置，并固定连接；所述涡流盘一与所述安装盘一同轴设置，并贴合固定；所述涡流盘一上开设有分别与多个磁圈一对应的多个安装孔一，每个磁圈一安装在对应的安装孔一中；多块磁圈一排列在同一个圆环一上，且磁极均沿着所述安装盘一的轴向布置；相邻的两块磁圈一间隔设置，且磁极相反设置；

盘式机构二，其包括连接轴二、安装盘二、涡流盘二以及分别与多块磁圈一对应的多块磁圈二；所述连接轴二与所述安装盘二同轴设置，并固定连接；所述涡流盘二与所述安装盘二同轴设置，并贴合固定；所述涡流盘二上开设有分别与多个磁圈二对应的多个安装孔二，每个磁圈二安装在对应的安装孔二中；所述涡流盘二与所述涡流盘一同轴设置，且相隔出一个预设间隙；多块磁圈二排列在同一个圆环二上，且磁极均沿着所述安装盘二的轴向布置；相邻的两块磁圈二间隔设置，且磁极相反设置；每块磁圈二相隔设置，且相靠近的两侧的磁极方向相反；所述圆环二的内径大于所述圆环一的内径，且小于所述圆环一的外径；

其中，在所述连接轴一与所述连接轴二两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴，或，一者与主动轴连接而另一者与从动轴连接；在所述涡流盘一与所述涡流盘二转动产生相对转速差时，所述涡流盘一与所述涡流盘二在多块磁圈一与多块磁圈二共同形成的磁场中产生涡流，以增加所述盘式机构与所述盘式机构二的扭矩。

本发明通过盘式机构一的磁圈一与盘式机构二磁圈二的磁性作用，在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈在圆周方向上的相对位置发生变化，而且在涡流盘一和涡流盘二的涡流作用下，使得扭矩呈正弦变化，而且传动装置使用物理结构实现正弦波扭矩，解决了现有的传动装置易失效或损坏，稳定性较差的技术问题，得到了稳定性好，扭矩可调的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述磁圈一与所述磁圈二均呈扇形，且厚度相同。

作为上述方案的进一步改进，每块磁圈一与对应的磁圈二能沿着所述安装盘一的轴向投影在所述安装盘一上，且投影区域重叠后所形成投影面呈扇形。

作为上述方案的进一步改进，所有磁圈一在所述安装盘一的端面上的投影面位于同一个圆环面一上，且总投影面积占所述圆环面一的面积为70％-90％；所有磁圈二在所述安装盘二的端面上的投影面位于同一个圆环面二上，且总投影面积占所述圆环面二的面积为70％-90％。

作为上述方案的进一步改进，所述安装盘一、所述安装盘二均为圆盘，所述安装盘一、所述安装盘二、所述涡流盘一、所述涡流盘二的外径均相同。

作为上述方案的进一步改进，所述安装盘一与所述安装盘二均为铁盘，所述涡流盘一与所述涡流盘二均为铜盘。

作为上述方案的进一步改进，所述磁圈一的相对两侧分别与所述涡流盘一的相对两侧齐平，所述磁圈二的相对两侧分别与所述涡流盘二的相对两侧齐平。

作为上述方案的进一步改进，所述连接轴一与所述连接轴二均由铁制成，且均呈筒状。

作为上述方案的进一步改进，所述连接轴一与所述安装盘一一体成型，所述连接轴二与所述安装盘二一体成型。

作为上述方案的进一步改进，所述预设间隙为2-4mm，所述连接轴一与所述连接轴二的外径相同。

相较于现有的传动装置，本发明的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其具有以下有益效果：

1、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其通过盘式机构一的磁圈一与盘式机构二磁圈二的磁性作用，在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈在圆周方向上的相对位置发生变化，而且在涡流盘一和涡流盘二的涡流作用下，使得扭矩呈正弦变化，而且传动装置使用物理结构实现正弦波扭矩，能够避免传动装置发生失效或损坏，提高传动装置的稳定性。

2、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其两个盘式机构之间没有直接接触，传动装置主动轴和从动轴之间的振动被相互隔开，从动轴基本不受主动轴的振动影响，因此无振动传递，并且噪音较低。

3、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其两个盘式机构之间无摩擦，无需润滑，也无泄漏。由于主动轴和从动轴无之间无接触，因此无需进行润滑，也就免去了润滑油泄漏的所造成的麻烦。

4、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其永磁体的排布决定了正弦扭矩输出的频率及振幅。该传动装置通过物理结构实现了输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动。并且，其具有永磁联轴装置固有的抗干扰能力和静音效果。而且，考虑到永磁体高温退磁的特点，该传动装置适用于低功率工况。

附图说明

图1为本发明实施例1的低功率正弦扭矩输出的传动装置的立体结构示意图。

图2为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的正视图。

图3为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的盘式机构一的第一立体结构示意图。

图4为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的盘式机构一的第二立体结构示意图。

图5为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的盘式机构二的第一立体结构示意图。

图6为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的盘式机构二的第二立体结构示意图。

图7为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的涡流盘与磁圈的立体结构示意图。

图8为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的磁圈一与磁圈二的一种立体结构示意图。

图9为图8中的磁圈一与磁圈二的俯视图。

图10为图1中的低功率正弦扭矩输出的传动装置的磁圈一与磁圈二的另一种立体结构示意图。

图11为图10中的磁圈一与磁圈二的侧视图。

符号说明：

1 连接轴一 5 连接轴二

2 安装盘一 6 安装盘二

3 涡流盘一 7 涡流盘二

4 磁圈一 8 磁圈二

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1-11，本实施例提供了一种低功率正弦扭矩输出的传动装置，该传动装置的主动部分和从动部分都采用单盘形式。其中，该传动装置包括盘式机构一和盘式机构二，这两个盘式机构分别为传动装置的主从动部分。在具体实现时，这两个盘式机构可以通过其他结构(如传动装置外壳)进行活动安装，保证这两个盘式机构之间不发生直接接触，进而实现主从动轴的联合作用。

请继续参阅图3和图4，盘式机构一包括连接轴一1、安装盘一2、涡流盘一3以及多块磁圈一4。连接轴一1与安装盘一2同轴设置，并固定连接。连接轴一1由铁制成，且呈筒状，这样可以便于与其它轴进行连接固定。在具体固定时，连接轴一1与安装盘一2可以通过胶粘、焊接等方式进行固定，也可以是连接轴一1与安装盘一2一体成型。涡流盘一3与安装盘一2同轴设置，并贴合固定。在本实施例中，涡流盘一3为铜盘，而安装盘一2为铁盘。涡流盘一3上开设有分别与多个磁圈一4对应的多个安装孔一，每个磁圈一4安装在对应的安装孔一中。这些安装孔一的形状与磁圈一4的形状相同，使得磁圈一4恰好能够镶嵌在对应的安装孔一中。这样，磁圈一4的相对两侧就能分别与涡流盘一3的相对两侧齐平。在安装时，这些磁圈一4可以通过胶粘的形式安装在安装孔一上，也可以通过卡接或其他结构进行连接。多块磁圈一4排列在同一个圆环一上，而且磁极均沿着安装盘一2的轴向布置。相邻的两块磁圈一4间隔设置，且磁极相反设置。另外，相邻的两块磁圈一4之间会相隔而不会直接接触。

请继续参阅图5和图6，盘式机构二包括连接轴二5、安装盘二6、涡流盘二7以及分别与多块磁圈一4对应的多块磁圈二8。连接轴二5与安装盘二6同轴设置，并固定连接。连接轴二5由铁制成，并且呈筒状，而且连接轴一1与连接轴二5的外径相同，这样可以便于与其它轴进行连接固定。在具体固定时，连接轴二5与安装盘二6可以通过胶粘、焊接等方式进行固定，也可以是连接轴二5与安装盘二6一体成型。涡流盘二7与安装盘二6同轴设置，并贴合固定。在本实施例中，涡流盘二7为铜盘，而安装盘二6为铁盘。涡流盘二7上开设有分别与多个磁圈二8对应的多个安装孔二，每个磁圈二8安装在对应的安装孔二中。这样，磁圈二8的相对两侧就能分别与涡流盘二7的相对两侧齐平。涡流盘二7与涡流盘一3同轴设置，且相隔出一个预设间隙。其中，预设间隙为2-4mm，可以优选为3mm。多块磁圈二8排列在同一个圆环二上，且磁极均沿着安装盘二6的轴向布置。相邻的两块磁圈二8间隔设置，并且磁极相反设置。每块磁圈二8相隔设置，且相靠近的两侧的磁极方向相反。圆环二的内径大于圆环一的内径，且小于圆环一的外径。

请继续参阅图7-11，在本实施例中，磁圈一4与磁圈二8均呈扇形，且厚度相同。在具体选材时，磁圈一4和磁圈二8的数量相同，均为偶数个，本实施例中优选为八个，而在其他实施例中，可以选择为四个，六个，十个，十六个等。另外，每块磁圈一4与对应的磁圈二8能沿着安装盘一2的轴向投影在安装盘一2上，而且投影区域重叠后所形成投影面呈扇形。也就是说，磁圈一4和对应的磁圈二8位于同一个大的扇面上，并且存在部分重叠。安装盘一2、安装盘二6均为圆盘，安装盘一2、安装盘二6、涡流盘一3、涡流盘二7的外径均相同。这样，这些盘的结构更加规整，一方面便于安装，另一方面可以最大化利用材料，避免材料浪费。

其中，在连接轴一1与连接轴二5两者中，在一部分实施例中，一者为主动轴而另一者为从动轴，而在另一部分实施例中，一者与主动轴连接而另一者与从动轴连接。在涡流盘一3与涡流盘二7转动产生相对转速差时，涡流盘一3与涡流盘二7在多块磁圈一4与多块磁圈二8共同形成的磁场中产生涡流，以增加盘式机构与盘式机构二的扭矩。

综上所述，相较于现有的传动装置，本实施例的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其具有以下优点：

1、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其通过盘式机构一的磁圈一4与盘式机构二磁圈二8的磁性作用，在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈在圆周方向上的相对位置发生变化，而且在涡流盘一3和涡流盘二7的涡流作用下，使得扭矩呈正弦变化，而且传动装置使用物理结构实现正弦波扭矩，能够避免传动装置发生失效或损坏，提高传动装置的稳定性。

2、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其两个盘式机构之间没有直接接触，传动装置主动轴和从动轴之间的振动被相互隔开，从动轴基本不受主动轴的振动影响，因此无振动传递，并且噪音较低。

3、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其两个盘式机构之间无摩擦，无需润滑，也无泄漏。由于主动轴和从动轴无之间无接触，因此无需进行润滑，也就免去了润滑油泄漏的所造成的麻烦。

4、该低功率正弦扭矩输出的传动装置，其永磁体的排布决定了正弦扭矩输出的频率及振幅。该传动装置通过物理结构实现了输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动。并且，其具有永磁联轴装置固有的抗干扰能力和静音效果。而且，考虑到永磁体高温退磁的特点，该传动装置适用于低功率工况。

实施例2

本实施例提供了一种低功率正弦扭矩输出的传动装置，其在实施例1的基础上对磁圈进一步限制。在本实施例中，所有磁圈一4在安装盘一2的端面上的投影面位于同一个圆环面一上，且总投影面积占圆环面一的面积为70％-90％。所有磁圈二8在安装盘二6的端面上的投影面位于同一个圆环面二上，且总投影面积占圆环面二的面积为70％-90％。当磁圈一4、磁圈二8所占的面积太小(所占比例低于60％)会导致整体磁场强度不够，而当磁铁一、磁铁二所占面积太大(所占比例高于90％)，间隙太小不利于传动装置工作时的散热，高温可能会导致永磁体磁性消退。

实施例3

本实施例提供了一种传动装置安装方法，其用于安装实施例1中的永磁盘式正弦扭矩传动装置。其中，该安装方法包括以下这些步骤。

第一步，组装盘式机构一。先将连接轴一1与安装盘一2同轴并固定，再将多块磁圈一4均匀排列在同一个圆环上并固定在安装孔一中，最后将涡流盘一3同轴固定在安装盘一2上，使连接轴一1、安装盘一2、涡流盘一3以及多块磁圈一4形成一个整体，即盘式机构一。

第二步，组装盘式机构二。先将连接轴二5与安装盘二6同轴并固定，再将多块磁圈二8均匀排列在同二个圆环上并固定在安装孔二中，最后将涡流盘二7同轴固定在安装盘二6上，使连接轴二5、安装盘二6、涡流盘二7以及多块磁圈二8形成一个整体，即盘式机构二。

第三步，将盘式机构一与盘式机构二组装。先将盘式机构一与盘式机构二同轴并相互靠近直至间距达到一个预设间隙(在2-4mm内，优选为3mm)，再将每个磁圈一4与对应的磁圈二8相对应，使盘式机构一与盘式机构二同轴且相互联合，以形成该传动装置。

实施例4

本实施例提供了一种低功率正弦扭矩输出的传动装置设备，该传动装置设备包括实施例1或2中的低功率正弦扭矩输出的传动装置，还包括外壳和两个轴承。其中，盘式机构一与盘式机构二都定位于外壳中，并能够相对外壳转动。连接轴一1通过其中一个轴承转动安装在外壳的一端上，而连接轴二5通过其中另一个轴承安装在外壳的另一端上。在外部设备需要通过传动装置进行传动时，外部设备的主动轴和从动轴分别套装连接轴一1和连接轴二5，通过盘式机构一与盘式机构之间的联轴作用而实现转动的传递。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，其包括：

盘式机构一，其包括连接轴一、安装盘一、涡流盘一以及多块磁圈一；所述连接轴一与所述安装盘一同轴设置，并固定连接；所述涡流盘一与所述安装盘一同轴设置，并贴合固定；所述涡流盘一上开设有分别与多个磁圈一对应的多个安装孔一，每个磁圈一安装在对应的安装孔一中；多块磁圈一排列在同一个圆环一上，且磁极均沿着所述安装盘一的轴向布置；相邻的两块磁圈一间隔设置，且磁极相反设置；

盘式机构二，其包括连接轴二、安装盘二、涡流盘二以及分别与多块磁圈一对应的多块磁圈二；所述连接轴二与所述安装盘二同轴设置，并固定连接；所述涡流盘二与所述安装盘二同轴设置，并贴合固定；所述涡流盘二上开设有分别与多个磁圈二对应的多个安装孔二，每个磁圈二安装在对应的安装孔二中；所述涡流盘二与所述涡流盘一同轴设置，且相隔出一个预设间隙；多块磁圈二排列在同一个圆环二上，且磁极均沿着所述安装盘二的轴向布置；相邻的两块磁圈二间隔设置，且磁极相反设置；每块磁圈二相隔设置，且相靠近的两侧的磁极方向相反；所述圆环二的内径大于所述圆环一的内径，且小于所述圆环一的外径；

其中，在所述连接轴一与所述连接轴二两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴，或，一者与主动轴连接而另一者与从动轴连接；在所述涡流盘一与所述涡流盘二转动产生相对转速差时，所述涡流盘一与所述涡流盘二在多块磁圈一与多块磁圈二共同形成的磁场中产生涡流，以增加所述盘式机构与所述盘式机构二的扭矩。

2.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述磁圈一与所述磁圈二均呈扇形，且厚度相同。

3.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，每块磁圈一与对应的磁圈二能沿着所述安装盘一的轴向投影在所述安装盘一上，且投影区域重叠后所形成投影面呈扇形。

4.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所有磁圈一在所述安装盘一的端面上的投影面位于同一个圆环面一上，且总投影面积占所述圆环面一的面积为70％-90％；所有磁圈二在所述安装盘二的端面上的投影面位于同一个圆环面二上，且总投影面积占所述圆环面二的面积为70％-90％。

5.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述安装盘一、所述安装盘二均为圆盘，所述安装盘一、所述安装盘二、所述涡流盘一、所述涡流盘二的外径均相同。

6.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述安装盘一与所述安装盘二均为铁盘，所述涡流盘一与所述涡流盘二均为铜盘。

7.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述磁圈一的相对两侧分别与所述涡流盘一的相对两侧齐平，所述磁圈二的相对两侧分别与所述涡流盘二的相对两侧齐平。

8.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述连接轴一与所述连接轴二均由铁制成，且均呈筒状。

9.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述连接轴一与所述安装盘一一体成型，所述连接轴二与所述安装盘二一体成型。

10.如权利要求1所述的低功率正弦扭矩输出的传动装置，其特征在于，所述预设间隙为2-4mm，所述连接轴一与所述连接轴二的外径相同。

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