CN114123713A - 一种非接触式变速器的工作方法 - Google Patents

Abstract

一种非接触式变速器的工作方法，非接触式变速器包括输入座、输入轴、输入支架、输出座、输出轴、输出支架，输出座安置在输入座上；输入支架上对称设有5条以上对称排列的输入杆，在每条输入杆的末端设置了一个输入磁块，输出支架上设有向外突出的四条错位排列的输出杆，在每条输出杆的末端设置了一块输出磁块。该发明通过缓冲磁块来帮助输出支架减速，再通过制动磁块来实现输出支架的制动，当输入磁块接近被制动磁块吸住的输出磁块时制动磁块释放所述的输出磁块，因此会在已经非常接近的磁性相同的输入磁块与输出磁块之间产生强大的排斥力来推动输出支架快速转动实现非接触式加速，有助于减少变速过程中的能量损耗，输出支架再带动与其咬合的输出轴输出动力。

Description

一种非接触式变速器的工作方法

技术领域

本发明属于一种非接触式变速器的工作方法，属于变速器的优化技术。

背景技术

变速器主要通过直径不同的齿轮之间的咬合来改变速度，齿轮之间的咬合通常是刚性连接，部件之间的摩擦力会将部分能量消耗掉，特别是在需要加速时，能量的损耗导致加速性能的下降，因此，需要寻找一种加速性能更好的变速器。

需要寻找一种能够有效减少部件之间的摩擦力的变速器的工作方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能够有效减少部件之间的摩擦力的变速器。

本发明的技术方案是：一种非接触式变速器的工作方法，非接触式变速器包括输入座、输入轴、输入支架、输出座、输出轴、输出支架、制动磁块、控制板；在输出座上还设有四块缓冲磁块及一个霍尔开关，输出座安置在输入座上；输入支架上对称设有5条以上对称排列的输入杆，在每条输入杆的末端设置了一个输入磁块，输出支架上设有向外突出的四条错位排列的输出杆，在每条输出杆的末端设置了一块输出磁块，电动机工作通过输入轴带动输入支架同步逆时针转动，再通过输入磁块逆时针方向的一端在转动过程中靠近被制动磁块和缓冲磁块锁定的磁性相同的输出磁块时产生排斥力，当一块输入磁块到达最接近被制动磁块吸附的那块输出磁块的位置，制动磁块和缓冲磁块因超级电容器的电力耗尽或控制板停止给制动磁块和缓冲磁块输出电力而不再对输出磁块具有吸附力，最靠近制动磁块的输入磁块与输出磁块之间的排斥力也达到最大，这个排斥力推动输出磁块及与输出磁块固定连接的输出支架逆时针转动，输出支架的转速高于输入支架的转速，输出支架逆时针转动带动与其咬合的输出轴转动输出动力。

每当输出支架上的输出磁块转动到霍尔开关时，霍尔开关都会产生一个信号传递给控制板，控制板就把超级电容器的电能传递到缓冲磁块与制动磁块，缓冲磁块与制动磁块获得电能后产生磁力，当输出支架上的输出磁块转动到缓冲磁块时，缓冲磁块的磁力吸引输出磁块使输出支架减速，但输出支架还在旋转并没有完全停下来，输出支架上的输出磁块旋转到制动磁块上方时，制动磁块的强大磁力会使输出支架停止转动实现对输出支架的制动。

有益效果

1.通过缓冲磁块来帮助输出支架减速，再通过制动磁块来实现输出支架的制动，当输入磁块接近被制动磁块吸住的输出磁块时制动磁块释放所述的输出磁块，因此会在已经非常接近的磁性相同的输入磁块与输出磁块之间产生强大的排斥力来推动输出支架快速转动实现非接触式加速，有助于减少变速过程中的能量损耗，输出支架再带动与其咬合的输出轴输出动力；

2.输出磁块和制动磁块为由磁芯及线圈组成的电磁块，当输出磁块转动经过缓冲磁块和制动磁块时会使缓冲磁块及制动磁块中产生电流，这些电流通过导线传递到控制板中的超级电容器储存，当霍尔开关检测到有输出磁块经过则通知控制板让超级电容器给缓冲磁块及制动磁块供电使它们产生磁性，从而能够吸引经过的输出磁铁实现制动。

附图说明

图1为本发明一个角度的立体外观示意图；

图2为本发明另一个角度的立体外观示意图；

图3为本发明的局部爆开示意图；

图4为输入端爆开示意图；

图5为输入轴的立体示意图；

图6为输入支架和输入磁块的局部爆开示意图；

图7为本发明的输入端的局部剖面示意图；

图8为本发明的输出端立体结构示意图；

图9为图8的爆开示意图；

图10为图8的局部剖面示意图；

图11为本发明的输出支架及输出磁块的爆开示意图；

图12为本发明的局部剖面示意图。

具体实施方式

如图1至图12所示，一种非接触式变速器，以下简称变速器，包括输入座1、输入轴2、输入支架3、输出座4、输出轴5、输出支架6，输出座安置在输入座上；输入支架上对称设有5条以上对称排列的输入杆，在每条输入杆的末端设置了一个输入磁块31，输出支架上设有向外突出的四条错位排列的输出杆，在每条输出杆的末端设置了一块输出磁块61，输入支架中心设有键槽孔，输入轴的一端设有与输入支架中心的键槽孔对应的向外突出的输入键21，输入轴2远离输入键的一端穿过输入座中心通孔中的轴承后与发动机的输出轴连接，输入轴带有输入键的一端插进输入支架中心的键槽孔。

输入座中心通孔中有两个输入轴承，远离输入支架的那个输入轴承为普通轴承，靠近输入支架的那个输入轴承11是单向轴承，用于防止输入支架反转，在输入轴2上设有与所述的单向轴承里的凹槽对应的向外突出的键齿22，使输入轴与所述的单向轴承互相咬合同步转动。

在健齿与输入健之间的输入轴外壁设有向外突出的直径大于输入支架中心的键槽孔的直径的输入突缘23，输入突缘位于输入支架与输入座之间，使输入轴与输入支架中心的键槽孔咬合得更好，也使输入轴与输入座中的单向轴承咬合得更好。

输入轴带有输入键一端的末端从输入支架中心的键槽孔裸露出来，在从输入支架中心裸露出来的输入轴末端设有输入轴固定槽24，在输入轴固定槽里插入对应的锁止环，使输入轴不能够从输入支架中心脱出。

在输入轴中部还设有一圈止位槽25，相应的，在止位槽里设有止位环，用于防止输入座里的轴承向外脱出。

输出支架中心通孔中安置有输出轴承62，输出轴承为单向轴承，输出轴的末端穿过输出轴承后再穿过输出座上的输出柱41中心通孔中的轴承后向外突出传出动力，输出轴的根部与输出轴承咬合，使输出轴与输出轴承的内环能够同步同向转动。

所述的输出柱为输出座上向输入支架方向突出的柱形体，用于安置输出支架及输出轴。

输出支架中心通孔内壁远离输入支架的一端设有一圈向内突出的输出轴承突缘，在输出支架中心通孔靠近输入支架一端设有一圈向外凹陷的输出轴承定位槽，把输出轴承放进输出支架中心通孔压在输出轴承突缘上后，再将输出轴承定位环压进输出轴承定位槽，使输出轴承不能够向外脱出。

输出柱中心通孔的中部设有向内突起的定位突台，将两个通用轴承分别压进定位突台两侧的输出柱中心通孔中，在输出柱中心通孔朝外的一侧还设有向外凹陷的输出槽，输出轴插进输出轴承后，在输出轴末端套上第一轴套后再插进输出柱中心通孔中的两个通用轴承，再在输出槽里压进输出槽定位环，使输出柱中朝外的通用轴承位于输出槽定位环及定位突台之间的输出柱中心通孔中，第一轴套使输出轴承与相邻的输出柱中的通用轴承的位置保持稳定。

在从输出座突出来的输出轴上设有向内凹陷的输出轴槽，将一块垫片套在输出轴上，再在输出轴槽里压进输出轴环，输出轴环将垫片压在相邻的通用轴承的内环上。

在输出座中的两个通用轴承之间的输出轴上还套有第二轴套，第二轴套使两个通用轴承的位置更为稳定。

所述的输入磁块逆时针方向的一端的磁性与输出磁块顺时针方向一端的磁性相同；还包括制动磁块7、控制板8；在输出座4上还设有四块缓冲磁块42及一个霍尔开关43，缓冲磁块设置在输出座朝向输入座的端面上，霍尔开关安置在输出座上的开关孔里，缓冲磁块通过导线与控制板相连，霍尔开关也通过导线与控制板8相连；制动磁块和缓冲磁块都是由铁芯和线圈组成。

缓冲磁块安置在输出座朝向输入座的端面上的缓冲磁块座44上，缓冲磁块座边缘设有一个缺口，连接缓冲磁块和控制板的导线穿过缺口。

缓冲磁块分布的位置与输出磁块的分布对应，当一块输出磁块的投影与一块缓冲磁块重叠时，其它三块输出磁块的投影，也分别与对应的缓冲磁块重叠。

制动磁块的线圈及缓冲磁块的线圈分别通过导线与控制板内的超级电容器相连。

靠近输入支架的那个输入轴承11与输出轴承62是同向的单向轴承。

发动机带动输入轴逆时针方向旋转时，霍尔开关设置在制动磁块逆时针方向上的第二块和第三块缓冲磁块之间的输出座上。

霍尔开关是一种利用霍尔效应的磁感应式电子开关,属于有源磁电转换器件，是常用技术。

输入磁块到达输入轴的距离等于输出磁块到输出轴的距离加上输出轴到达输入轴的距离。当制动磁块吸住一块输出磁块使其不能移动时，逆时针转动的输入磁块到达被制动磁块吸住的那块输出磁块就会撞在输出磁块上。在本发明中，当有输出磁块被制动磁块吸住，只要输入磁块临近输出磁块，制动磁块就会因无电而失去磁力释放输出磁块，由于输入磁块和输出磁块距离非常近，就会在两者之间产生强大的排斥力，推动输出磁块带动输出支架快速转动。

电动机工作通过输入轴带动输入支架同步逆时针转动，再通过输入磁块逆时针方向的一端在转动过程中靠近被制动磁块和缓冲磁块锁定的磁性相同的输出磁块时产生排斥力，当一块输入磁块到达最接近被制动磁块吸附的那块输出磁块的位置，制动磁块和缓冲磁块因超级电容器的电力耗尽或控制板停止给制动磁块和缓冲磁块输出电力而不再对输出磁块具有吸附力，最靠近制动磁块的输入磁块与输出磁块之间的排斥力也达到最大，这个排斥力推动输出磁块及与输出磁块固定连接的输出支架逆时针转动，输出支架的转速高于输入支架的转速，输出支架逆时针转动带动与其咬合的输出轴转动输出动力。

每当输出支架上的输出磁块转动到霍尔开关时，霍尔开关都会产生一个信号传递给控制板，控制板就把超级电容器的电能传递到缓冲磁块与制动磁块，缓冲磁块与制动磁块获得电能后产生磁力，当输出支架上的输出磁块转动到缓冲磁块时，缓冲磁块的磁力吸引输出磁块使输出支架减速，但输出支架还在旋转并没有完全停下来，输出支架上的输出磁块旋转到制动磁块上方时，制动磁块的强大磁力会使输出支架停止转动实现对输出支架的制动。

输入支架上的输入磁块极限接近输出支架上的输出磁块时，制动磁块因超级电容器的电能耗尽或控制板控制超级电容器停止给制动磁块及缓冲磁块供电而失去对输出磁块的吸力，从而释放输出支架，因输入磁块与输出磁块之间产生的强大排斥力，驱动输出支架旋转起来。

输出支架上的输出磁块经过制动磁块与缓冲磁块时，都会因电磁感应产生电能储存到超级电容器里，输出支架上的输出磁块每次经过霍尔开关，霍尔开关都会传递一个信号给控制板，控制板就会把超级电容器的电能传递到制动磁块与缓冲磁块上，使其产生磁力实现对输出支架的制动。

输出支架的直径小于输入支架的直径，当输入磁块运行到靠近制动磁块时，能够与被制动磁块吸住的输出磁块之间产生排斥力。输出支架转动速度大于输入支架实现变速，当输出支架被驱动转动时，输出轴与输出支架同速转动实现动力的输出，即使输出支架不再转动，输出轴在惯性作用下仍然能够继续转动一段时间。

输出支架的一瞬间的转速会比输入支架的转速大，而输出支架是一瞬间快速转动，一瞬间又停止，下一瞬间又快速转动，每次转动幅度小于等于90度。

在输出支架被驱动快速转动后再被缓冲磁块和制动磁块制动后停止转动时，由于输出轴承为单向轴承，输出轴承的内环和输出轴依然在惯性下继续逆时针转动，维持了动力输出的持续性，只是速度会随着时间的推移逐渐降低。当输入支架上的输入磁块接近被制动磁块吸住的输出磁块时，它们之间产生强大的排斥力，再加上制动磁块和缓冲磁块的磁性消失释放输出磁块，从而使输出支架快速转动起来，这时输出支架带动输出轴承外环转动的速度大于之前输出轴承内环的转动速度，从而使输出轴承内环的速度转变为与输出支架同速转动。

本申请中，通过缓冲磁块来帮助输出支架减速，再通过制动磁块来实现制动，当输入磁块非常接近被制动磁块吸住的输出磁块时制动磁块不再吸附该输出磁块，因此会产生强大的排斥力来推动输出支架快速转动实现了非接触式加速。

缓冲磁块和制动磁块为由磁芯及线圈组成的电磁块，当输出磁块转动经过缓冲磁块和制动磁块时会使缓冲磁块及制动磁块中产生电流，这些电流通过导线传递到控制板中的超级电容器储存，当霍尔开关检测到有输出磁块经过则通知控制板让超级电容器给缓冲磁块及制动磁块供电使它们产生磁性，从而能够吸引经过的被动磁铁实现制动。

上述实施例仅是用来说明解释本发明的用途，而并非是对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出各种变化或替代，也应属于本发明的保护范畴。

Claims (2)

1.一种非接触式变速器的工作方法，非接触式变速器包括输入座(1)、输入轴(2)、输入支架(3)、输出座(4)、输出轴(5)、输出支架(6)、制动磁块(7)、控制板(8)；在输出座(4)上还设有四块缓冲磁块(42)及一个霍尔开关(43)，输出座安置在输入座上；输入支架上对称设有5条以上对称排列的输入杆，在每条输入杆的末端设置了一个输入磁块(31)，输出支架上设有向外突出的四条错位排列的输出杆，在每条输出杆的末端设置了一块输出磁块(61)，其特征在于：电动机工作通过输入轴带动输入支架同步逆时针转动，再通过输入磁块逆时针方向的一端在转动过程中靠近被制动磁块和缓冲磁块锁定的磁性相同的输出磁块时产生排斥力，当一块输入磁块到达最接近被制动磁块吸附的那块输出磁块的位置，制动磁块和缓冲磁块因超级电容器的电力耗尽或控制板停止给制动磁块和缓冲磁块输出电力而不再对输出磁块具有吸附力，最靠近制动磁块的输入磁块与输出磁块之间的排斥力也达到最大，这个排斥力推动输出磁块及与输出磁块固定连接的输出支架逆时针转动，输出支架的转速高于输入支架的转速，输出支架逆时针转动带动与其咬合的输出轴转动输出动力。

2.根据权利要求1所述的非接触式变速器的工作方法，其特征在于：每当输出支架上的输出磁块转动到霍尔开关时，霍尔开关都会产生一个信号传递给控制板，控制板就把超级电容器的电能传递到缓冲磁块与制动磁块，缓冲磁块与制动磁块获得电能后产生磁力，当输出支架上的输出磁块转动到缓冲磁块时，缓冲磁块的磁力吸引输出磁块使输出支架减速，但输出支架还在旋转并没有完全停下来，输出支架上的输出磁块旋转到制动磁块上方时，制动磁块的强大磁力会使输出支架停止转动实现对输出支架的制动。

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