CN112953103A - 一种复合转子电机直驱往复运动装置 - Google Patents

一种复合转子电机直驱往复运动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112953103A
CN112953103A CN202110105385.8A CN202110105385A CN112953103A CN 112953103 A CN112953103 A CN 112953103A CN 202110105385 A CN202110105385 A CN 202110105385A CN 112953103 A CN112953103 A CN 112953103A
Authority
CN
China
Prior art keywords
output shaft
rotor motor
composite rotor
way bearing
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110105385.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112953103B (zh
Inventor
刘欣
牛磊磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Polytechnic University
Original Assignee
Tianjin Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Polytechnic University filed Critical Tianjin Polytechnic University
Priority to CN202110105385.8A priority Critical patent/CN112953103B/zh
Publication of CN112953103A publication Critical patent/CN112953103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112953103B publication Critical patent/CN112953103B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合转子电机直驱往复运动装置，属于机械技术领域，包括复合转子电机，复合转子电机包括输出轴Ⅰ，输出轴Ⅰ输出端通过联轴器与滚珠丝杠组件的螺杆连接；输出轴Ⅰ上安装有锁合方向相反的单向轴承Ⅰ和单向轴承Ⅱ，单向轴承Ⅰ安装于输出轴Ⅰ与外转子之间，单向轴承Ⅱ安装于输出轴Ⅰ和中心轮之间，中心轮和外转子之间设置有行星轮，外转子表面贴有永磁体，该外转子外侧设置有定子绕组，滚珠丝杠组件的螺母上设置有工作台。本发明结构紧凑，把三相交流电机旋转磁场，经其复合转子的单向旋转运动转化为输出轴的双向旋转运动，通过滚珠丝杠直接驱动工作机械往复运动，传动效率高。

Description

一种复合转子电机直驱往复运动装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，具体涉及一种复合转子电机直驱往复运动装置。
背景技术
直线往复运动被广泛应用于生产加工，智能机器人和新能源等行业领域，是一种可以实现一定行程往复运动的高效能运动形式，如各种机加工设备、机床送料装置，发动机活塞连杆和压缩机等。
传统的往复直线运动工作机械主要通过液压传动系统和机械式传动变换机构来驱动，其中液压传动是通过设计液压控制回路和电磁阀的通断，控制不同的液压回路以驱动液压缸活塞杆做直线往复运动，由于油液的污染和漏损不可避免的存在，所以液压传动不适合用于传动要求严格的传动系统中；机械式驱动往复运行是以电动机为原动件，通过机械传动变换部件把旋转运动变换为直线往复运动，如旋转电机驱动不完全齿轮齿条、凸轮和曲柄滑块机构等，此驱动方案的传动链一般较长，占用空间较大；若电动机为直线电机，要实现对往复直线运动工作机械的驱动，需要设计电气控制线路对直线电机通电电流的方向进行控制，往复的每个行程都伴随着电机电磁的变化，对电力系统的稳定不利。
随着智能时代的到来，如何在有限空间内高效利用电能驱动广泛存在的往复直线运动部件是非常具有挑战性的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，传动效率高，把高效的机械传动集成应用于驱动往复运动的复合转子电机直驱往复运动装置。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种复合转子电机直驱往复运动装置，包括复合转子电机，所述复合转子电机包括输出轴Ⅰ，所述输出轴Ⅰ输出端通过联轴器与滚珠丝杠组件的螺杆连接；所述输出轴Ⅰ上安装有锁合方向相反的单向轴承Ⅰ和单向轴承Ⅱ，所述单向轴承Ⅰ安装于输出轴Ⅰ与外转子之间，所述单向轴承Ⅱ安装于输出轴Ⅰ和中心轮之间，所述中心轮和外转子之间设置有行星轮，所述外转子表面贴有永磁体，该外转子外侧设置有定子绕组，所述滚珠丝杠组件的螺母上设置有工作台。
所述复合转子电机还包括输出轴Ⅱ，所述输出轴Ⅱ与输出轴Ⅰ同轴反向设置，该输出轴Ⅱ与中心轮相连。
所述螺杆通过固定支撑座和丝杠支撑座安装于基座上。
所述复合转子电机通过电机底座安装于基座上。
所述螺母与螺母座连接固定。
由于采用上述技术方案，本发明结构紧凑，集成行星传动将电机定子单向旋转磁场的运动转换为输出轴Ⅰ的双向旋转运动，由于复合转子的特殊结构，通过两个单向轴承不同方向的锁合作用可以很方便地实现电机输出轴Ⅰ双向旋转，再通过滚珠丝杠把双向旋转运动转换为工作台的直线往复运动，实现电能转换为机械能的过程，此外，输出轴Ⅱ还可同时驱动旋转运动的工作机械，该装置结构紧凑，传动效率高。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，在附图中：
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明复合转子电机的结构示意图
图3是本发明复合转子电机转矩传递回路图
图中：
1、基座2、复合转子电机
3、电机底座4、联轴器
5、滚珠丝杠组件6、固定支撑座
7、丝杠支撑座21、定子绕组
22、永磁体23、外转子
24、单向轴承Ⅰ25、输出轴Ⅰ
26、行星轮27、中心轮
28、输出轴Ⅱ29、单向轴承Ⅱ
51、螺母52、螺母座
53、螺杆54、工作台
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步描述本发明。
如图1至图3所示，本发明一种复合转子电机直驱往复运动装置，包括复合转子电机2，复合转子电机2包括输出轴Ⅰ25，输出轴Ⅰ25输出端通过联轴器4与滚珠丝杠组件5的螺杆53连接；输出轴Ⅰ25上安装有锁合方向相反的单向轴承Ⅰ24和单向轴承Ⅱ29，单向轴承Ⅰ24安装于输出轴Ⅰ25与外转子23之间，单向轴承Ⅱ29安装于输出轴Ⅰ25和中心轮27之间，中心轮27和外转子23之间设置有行星轮26，外转子23表面贴有永磁体22，该外转子23外侧设置有定子绕组21，滚珠丝杠组件5的螺母51上设置有工作台54，复合转子电机2还包括输出轴Ⅱ28，输出轴Ⅱ28与输出轴Ⅰ25同轴反向设置，该输出轴Ⅱ28与中心轮27相连，螺杆53通过固定支撑座6和丝杠支撑座7安装于基座1上，复合转子电机2通过电机底座3安装于基座1上，螺母51与螺母座52连接固定。
工作原理如下：通过给复合转子电机2通入三相交流电，其定子绕组21会产生旋转磁场，从而带动复合转子电机2的外转子23单向旋转，通过两个单向轴承的契合或脱开转换为输出轴Ⅰ25的双向旋转运动，再经联轴器4带动螺杆53进行双向旋转运动，通过螺母51带动工作台54把复合转子电机2输出轴Ⅰ25的双向旋转运动转换为工作台54的直线往复运动，实现了电能转换为机械能的过程。
结合图2和图3进一步说明复合转子电机2的输出轴Ⅰ25输出双向旋转运动的周期过程：当给复合转子电机2通入三相交流电后，如图2所示，定子绕组21产生旋转磁场，带动表面贴有永磁体22的外转子23正向旋转(约定图3中指向上为正)，单向轴承Ⅰ24内外圈锁止楔合，单向轴承Ⅱ29内外圈脱开空转，此时单向轴承Ⅰ24起单向作用传递转矩，带动输出轴Ⅰ25正向旋转，通过螺杆53驱动工作台54向右侧行进；外转子23的正向旋转同时也把转矩通过行星轮26传递给中心轮27反向旋转，由于单向轴承Ⅱ29此时内外圈空转不起单向作用，所以转矩直接通过中心轮27传递到输出轴Ⅱ28实现反向旋转。(如图3实线所示的传递回路)
当工作台54运动到丝杠支撑座7后，外转子23在旋转磁场的驱动下持续正向旋转，单向轴承Ⅰ24内外圈脱开空转，单向轴承Ⅱ29内外圈开始锁止楔合，转矩则由外转子23通过行星轮26传递给中心轮27反向旋转，此时单向轴承Ⅱ29起单向作用传递转矩，因此中心轮27带动输出轴Ⅰ25反向旋转，同时带动输出轴28Ⅱ反向旋转。(如图3中虚线所示的传递回路)
以上对本发明的实例进行了详细说明，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，凡依本发明范围所作的变化与改进等，均仍属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种复合转子电机直驱往复运动装置，其特征在于：包括复合转子电机，所述复合转子电机包括输出轴Ⅰ，所述输出轴Ⅰ输出端通过联轴器与滚珠丝杠组件的螺杆连接；所述输出轴Ⅰ上安装有锁合方向相反的单向轴承Ⅰ和单向轴承Ⅱ，所述单向轴承Ⅰ安装于输出轴Ⅰ与外转子之间，所述单向轴承Ⅱ安装于输出轴Ⅰ和中心轮之间，所述中心轮和外转子之间设置有行星轮，所述外转子表面贴有永磁体，该外转子外侧设置有定子绕组，所述滚珠丝杠组件的螺母上设置有工作台。
2.根据权利要求1所述的复合转子电机直驱往复运动装置，其特征在于：所述复合转子电机还包括输出轴Ⅱ，所述输出轴Ⅱ与输出轴Ⅰ同轴反向设置，该输出轴Ⅱ与中心轮相连。
3.根据权利要求1所述的复合转子电机直驱往复运动装置，其特征在于：所述螺杆通过固定支撑座和丝杠支撑座安装于基座上。
4.根据权利要求1所述的复合转子电机直驱往复运动装置，其特征在于：所述复合转子电机通过电机底座安装于基座上。
5.根据权利要求1所述的复合转子电机直驱往复运动装置，其特征在于：所述螺母与螺母座连接固定。
CN202110105385.8A 2021-01-26 2021-01-26 一种复合转子电机直驱往复运动装置 Expired - Fee Related CN112953103B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110105385.8A CN112953103B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种复合转子电机直驱往复运动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110105385.8A CN112953103B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种复合转子电机直驱往复运动装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112953103A true CN112953103A (zh) 2021-06-11
CN112953103B CN112953103B (zh) 2022-07-29

Family

ID=76237155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110105385.8A Expired - Fee Related CN112953103B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种复合转子电机直驱往复运动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112953103B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113427476A (zh) * 2021-07-15 2021-09-24 哈尔滨工程大学 一种声呐监测机器人用机械臂
CN114389427A (zh) * 2021-12-13 2022-04-22 浙江大学杭州国际科创中心 基于电磁致动器的高精度、可变速、大负载精密定位平台

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08111963A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Nippondenso Co Ltd 二軸出力型電動機
GB9821834D0 (en) * 1998-09-16 1998-12-02 Flowerday Michael J Improvements to motors with integral planetary gear boxes
US6240797B1 (en) * 1998-11-17 2001-06-05 Tsubakimoto Chain Co. Linear actuator with anti-reverse-rotation mechanism
JP2003127044A (ja) * 2001-10-18 2003-05-08 Nsk Ltd 直動テーブル装置
CN101188371A (zh) * 2006-11-16 2008-05-28 毛世琨 一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统
DE102013005731A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-09 Festo Ag & Co. Kg Linearsteller
CN203945935U (zh) * 2014-05-09 2014-11-19 安徽霍山县东湖汽车贸易有限公司 一种汽车馈能悬架减震器
CN104864014A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 三明学院 一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法
CN105298777A (zh) * 2015-10-12 2016-02-03 北京理工大学 电机馈能减振系统
CN105539045A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 江苏大学 一种主动式馈能悬架作动器及其控制系统
JP2017125601A (ja) * 2016-01-12 2017-07-20 日本精工株式会社 直動テーブル
CN207884432U (zh) * 2018-01-12 2018-09-18 吉林大学 用于车辆悬架振动能量回收的滚珠丝杠式旋转发电装置
CN109253210A (zh) * 2018-10-16 2019-01-22 江苏大学 一种稳态切换的滚珠丝杠式惯容器装置
CN109707792A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 江苏大学 一种不对称惯容器
CN211262132U (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 天津市东方龙光电测控技术有限公司 一种测径仪用校准盘
CN111585382A (zh) * 2019-02-17 2020-08-25 程浩鹏 一种双速电动缸

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08111963A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Nippondenso Co Ltd 二軸出力型電動機
GB9821834D0 (en) * 1998-09-16 1998-12-02 Flowerday Michael J Improvements to motors with integral planetary gear boxes
US6240797B1 (en) * 1998-11-17 2001-06-05 Tsubakimoto Chain Co. Linear actuator with anti-reverse-rotation mechanism
JP2003127044A (ja) * 2001-10-18 2003-05-08 Nsk Ltd 直動テーブル装置
CN101188371A (zh) * 2006-11-16 2008-05-28 毛世琨 一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统
DE102013005731A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-09 Festo Ag & Co. Kg Linearsteller
CN203945935U (zh) * 2014-05-09 2014-11-19 安徽霍山县东湖汽车贸易有限公司 一种汽车馈能悬架减震器
CN104864014A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 三明学院 一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法
CN105298777A (zh) * 2015-10-12 2016-02-03 北京理工大学 电机馈能减振系统
CN105539045A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 江苏大学 一种主动式馈能悬架作动器及其控制系统
JP2017125601A (ja) * 2016-01-12 2017-07-20 日本精工株式会社 直動テーブル
CN207884432U (zh) * 2018-01-12 2018-09-18 吉林大学 用于车辆悬架振动能量回收的滚珠丝杠式旋转发电装置
CN109253210A (zh) * 2018-10-16 2019-01-22 江苏大学 一种稳态切换的滚珠丝杠式惯容器装置
CN109707792A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 江苏大学 一种不对称惯容器
CN111585382A (zh) * 2019-02-17 2020-08-25 程浩鹏 一种双速电动缸
CN211262132U (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 天津市东方龙光电测控技术有限公司 一种测径仪用校准盘

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113427476A (zh) * 2021-07-15 2021-09-24 哈尔滨工程大学 一种声呐监测机器人用机械臂
CN113427476B (zh) * 2021-07-15 2022-06-24 哈尔滨工程大学 一种声呐监测机器人用机械臂
CN114389427A (zh) * 2021-12-13 2022-04-22 浙江大学杭州国际科创中心 基于电磁致动器的高精度、可变速、大负载精密定位平台
CN114389427B (zh) * 2021-12-13 2023-03-17 浙江大学杭州国际科创中心 基于电磁致动器的高精度、可变速、大负载精密定位平台

Also Published As

Publication number Publication date
CN112953103B (zh) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107651041B (zh) 一种电动四足机器人的单腿结构
CN112953103B (zh) 一种复合转子电机直驱往复运动装置
CN102769344A (zh) 可无级变矩和调速的直驱式电动机或发电机
CN103302884B (zh) 一种压力机用伺服直驱式动力头
EA026644B1 (ru) Нефтяной насос с ветряным приводом
CN203948578U (zh) 一种滚筒式换向减速器
CN111614197A (zh) 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸
CN111614200A (zh) 一种折返行星滚柱丝杠式伺服电动缸
CN101662181B (zh) 结构改进的平动式啮合电机
CN210501546U (zh) 一种新型惯量可控压力机
CN108708954B (zh) 风力发电双驱动传动装置
CN107565749B (zh) 一种永磁同步电机直驱推车机
CN103769513B (zh) 制动节能助力型闭式多点伺服压力机的驱动与传动系统
CN214999210U (zh) 一种通过丝杆螺母旋转实现压裂泵往复运动的装置
CN206617527U (zh) 一种变速双作用往复运动机构
CN101291096A (zh) 平动式啮合电机
CN112039367B (zh) 四象限馈能装置
CN200961574Y (zh) 外转子永磁同步电动机驱动的天轮式抽油机传动结构
CN207304285U (zh) 一种永磁同步电机直驱推车机
CN219086936U (zh) 背包式一体电动缸
CN102624196B (zh) 一种径向磁场的少极差电磁式偏心磁性齿轮副
CN201720850U (zh) 光盘库机械手多向往复传动机构
CN213402778U (zh) 一种新型双向永磁耦合器
CN112503153B (zh) 一种通过丝杠螺母旋转实现压裂泵往复运动的装置和方法
CN116436202B (zh) 磁动力发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220729

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee