CN114825856A - 一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，包括多个可移动连接的复合盘，每个复合盘包括导体转子组、永磁转子组，永磁转子组包括两个互相连接且可相对轴向移动的永磁体轭铁盘以及分别设置在两个永磁体轭铁盘面上的永磁体；导体转子组包括两个固定连接的导体轭铁盘以及分别设置在两个导体轭铁盘面上的导体；本发明将导体转子组作为主动端，永磁转子组作为从动端，反之亦可；每个复合盘形成两个气隙长度，与另外的复合盘则形成多组气隙长度；另外通过调速装置驱动单组从动端转子实现轴向相对位移，使得多组多盘磁力耦合器中多个气隙长度实现联动调节以达到磁力耦合器调速或转矩变化的目的，该结构可以获得较大的电磁转矩和功率，可应用于海洋平台和大型舰船等轴向尺寸较大但径向尺寸受限的场合。

Description

一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器

技术领域

本发明属于机械工程中的传动技术领域，尤其是一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器。

背景技术

我国泵类和风机类负载在电机中消耗能源的占比较高，以调速的方式调节电机工作机的转速是一种节能的方式，但是产生的高次谐波对电动机和供电电源会产生种种不良影响，且维修难度较大。而新型磁力传动装置磁力耦合器，具有免维护、高效节能、稳定可靠、过载保护等优点，广泛应用于泵类及风机上。但是在潜艇、水下隧道等轴向尺寸较大但径向尺寸受限的场合，磁力耦合器使用会受限，并且相比于传统耦合器，磁力耦合器的带载能力不强，因此，实现磁力耦合器径向长度减小以及大功率、高转矩输出，是将其运用在海洋平台和大型舰船上的重要研究方向。

在专利201610573976.7中公开了一种新型复合式双盘磁力耦合器，包括两个轴向充磁的Ⅰ型永磁转子、一个径向充磁的Ⅱ型永磁转子、两个导体转子和一个导体环，从输入侧依次安装有导体转子、Ⅰ型永磁转子、Ⅱ型永磁转子及外圈导体环、Ⅰ型永磁转子和导体转子，输入轴旋转时，带动导体转子以及导体环旋转，由电磁感应原理使得永磁转子带动输出轴旋转。通过移动输出轴上的永磁转子，调节两侧气隙长度以及中间永磁体的正对面积实现调速。但该发明的永磁轭铁盘仅设计有矩形通孔，不能根据实际情况改变永磁体的安装排布方式，并且在调速时，三组永磁转子只能向一个方向进行轴向移动，使得两侧气隙长度不一致，导致产生的电磁转矩受影响。

在专利201810872097.3中公开了一种新型可调速盘式异步磁力耦合器，将导体转子安装在传动轴上，导体转子的主、从动侧各设有一个永磁转子，通过移动两侧永磁转子，使得永磁转子和导体转子之间的气隙长度同时改变，实现调速目的。但该发明的永磁转子仅有两组，与导体转子间只能形成两组气隙，且不能在此基础上继续增加，在较大功率的使用要求下，该磁力耦合器只能沿径向增大结构尺寸，难以在径向尺寸受限的场合使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，由多组永磁转子和导体转子以及调速装置组合而成，调速装置驱动单组永磁转子移动带动另外的永磁转子移动，使得多个气隙联合调整以实现磁力耦合器的调速，并得到较大的电磁转矩和功率，可应用于海洋平台和大型舰船等轴向尺寸较大但径向尺寸受限的场合。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，包括：

输入轴；

输出轴，所述输出轴与输入轴同轴线设置；

依次设置在输出轴上的多个复合盘，每个复合盘包括导体转子组、永磁转子组、齿轮齿条机构和花键套筒；

所述花键套筒套装在输出轴上且通过键连接；

所述永磁转子组包括两个相对设置的永磁体轭铁盘以及分别设置在两个永磁体轭铁盘面上的永磁体；

所述导体转子组包括两个相对设置的导体轭铁盘以及分别设置在两个导体轭铁盘面上的导体；

在同一复合盘中，同侧的导体轭铁盘与永磁体轭铁盘及永磁体与导体一一相对；且永磁体与导体之间存在气隙；

在同一个所述复合盘中，导体转子组、永磁转子组中一方作为主动单元，则另一方作为从动单元；

所述主动单元的动力输入端与输入轴动力连接；同一主动单元中的轭铁盘之间、相邻主动单元的轭铁盘之间均固定连接；

所述从动单元套装在花键套筒外部且与花键套筒之间花键连接；同一从动单元中的轭铁盘之间通过齿轮齿条机构连接；相邻所述从动单元之间通过摇杆滑块机构连接；

与从动单元的动力输出端连接的曲柄滑块机构。

进一步，所述齿轮齿条机构包括第一支撑圆盘、齿条和齿轮；其中，第一支撑圆盘套装在花键套筒上并与花键套筒键连接，在第一支撑圆盘外表面上设置限位块，限位块上设置两个凸部，两个凸部沿轴向错开，且分别在凸部上设置导向杆，导向杆沿轴向布置；齿条设有两根，每根齿条的一端与相邻的永磁体轭铁盘固定连接，每根齿条的另一端开设圆形通道；导向杆插入齿条的圆形通道内；在两根齿条之间装有齿轮，齿轮分别与两根齿条啮合传动。

进一步，在第一支撑圆盘外部套装有圆盘外壳，圆盘外壳开有与限位块对应的槽，在第一支撑圆盘和圆盘外壳组装后，齿轮、齿条将被限定在圆盘外壳的槽内。

进一步，所述摇杆滑块机构包括上滑块、固定底座和多根摇杆；固定底座固定安装在第二支撑圆盘上，第二支撑圆盘套装在输出轴上，且第二支撑圆盘与输出轴之间通过键连接；固定底座上装有支撑柱，支撑柱沿第二支撑圆盘的径向设置；上滑块套装在支撑柱上，在固定底座朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一支撑件的一端、第二支撑件的一端铰接；在上滑块朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一摇杆的一端、第二摇杆的一端铰接，第一摇杆、第二摇杆上分别设置滑槽；第一支撑件的另一端通过圆柱销插入第一摇杆的滑槽内，第二支撑件的另一端通过圆柱销插入第二摇杆的滑槽内；第一摇杆的另一端、第二摇杆的另一端分别与相邻两个永磁体轭铁盘铰接。

进一步，曲柄滑块机构包括双列圆锥滚子轴承、外壳和曲柄，双列圆锥滚子轴承套装在输出端最外侧的永磁体轭铁盘的外部，在双列圆锥滚子轴承的外部设置外壳，外壳连接曲柄；外壳通过螺旋弹簧连接固定套筒，固定套筒套装在输出轴上，且固定套筒与输出轴之间通过键连接。

进一步，所有导体轭铁盘之间通过工字钢依次连接。

进一步，导体轭铁盘上沿周向加工阵列分布的轭齿，在环形的导体上沿周向开设阵列分布的扇形槽；扇形槽与轭齿相互配合。

进一步，导体为圆环状，在导体轭铁盘开设与导体相应的环形槽，将导体嵌入导体轭铁盘的环形槽内，通过紧固件对导体轭铁盘和导体进行固定。

进一步，永磁体轭铁盘上的永磁体设置单层或沿径向设置两层。

进一步，每一层中的永磁体均采用N、S极交替或采用90°Halbach阵列排布。

本发明的有益效果：

(1)在本发明中，基于电磁感应原理，使主动盘与从动盘间实现转矩的无接触传递，避免了传统传动过程中的摩擦、磨损以及振动等问题，降低了传动过程中的损耗；实现了负载与电机分离，通过调节主动盘与从动盘间的气隙长度，实现了电机的轻载启动、过载保护以及无级变速等功能。

(2)本发明磁力耦合器采用多组多盘式的结构，它可以通过输出端侧的伺服电机提供动力，驱动曲柄滑块机构并采用一系列的机械连接，实现多组永磁转子的同步移动，使得多组永磁转子和导体转子间的气隙联合调整，实现磁力耦合器的调速和大功率、高转矩输出。

(3)本发明磁力耦合器采用多组多盘式的结构，可以有效减小径向尺寸，使得该磁力耦合器适用于轴向尺寸较大但径向尺寸受限的场合，因此也能够设计径向尺寸较小的永磁体，使得永磁体适合加工制造。

附图说明

图1为本发明多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器结构示意图。

图2为调速原理图。

图3为工作极限位置图。

图4为工字钢外框架结构示意图

图5为永磁转子和导体转子图。

图6为双层永磁体间隔排布图。

图7为双层永磁体间隔排布铝制保持架和永磁体轭铁盘图。

图8为双层永磁体90°Halbach阵列图。

图9为双层永磁体90°Halbach阵列铝制保持架和永磁体轭铁盘图。

图10为双层永磁体满布排列图。

图11为永磁体间隔排布图。

图12为永磁体90°Halbach阵列图

图13为永磁体满布排列图。

图14为开槽盘式导体转子图。

图15为实心盘式导体转子图。

图16为齿轮齿条机构结构示意图。

图17为摇杆滑块机构结构示意图。

附图标记：1、输入轴；2、套筒；3、轴端端盖；4、双头螺柱；5、导体轭铁盘一；6、导体一；7、六角头螺栓；8、六角头螺母；9、垫圈；10、工字钢；11、导体二；12、导体轭铁盘二；13、导体轭铁盘三；14、导体三；15、导体四；16、导体轭铁盘四；17、永磁体轭铁盘四；18、曲柄滑块机构；19、外壳；20、双列圆锥滚子轴承；21、螺旋弹簧；22、固定套筒；23、输出轴；24、花键套筒二；25、永磁体四；26、齿轮齿条机构二；27、永磁体轭铁盘三；28、永磁体三；29、摇杆滑块机构；30、花键套筒一；31、永磁体二；32、永磁体轭铁盘二；33、齿轮齿条机构一；34、永磁体轭铁盘一；35、永磁体一；36、十字槽沉头螺钉；37、圆柱销；38、内六角螺钉；39、保持架；40、内六角螺钉；41、第一支撑圆盘；42、齿条；43、齿轮端盖；44、十字槽沉头螺钉；45、连接杆；46、齿轮；47、圆盘外壳；48、圆柱销；49、第一摇杆；50、第一支撑件；51、上滑块；52、第二摇杆；53、第二支撑件；54、第二支撑圆盘；55、固定底座；56、固定块；57、支撑柱；58、限位块；59、导向杆。

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于解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请所设计的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，由多个复合盘构成，在本实施例中，结合附图1所示，结合由2个复合盘构成的磁力耦合器进行说明。

如图1所示的磁力耦合器是由复合盘Ⅰ、复合盘Ⅱ和调速装置组成，其中，两个复合盘结构相同。每个复合盘均包括1个导体转子组、1个永磁转子组、齿轮齿条机构和花键套筒；1个导体转子组中有2个导体轭铁盘，每个导体轭铁盘上都设有导体；1个永磁转子组中有2个永磁体轭铁盘，每个永磁体轭铁盘上都设有永磁体。

复合盘还可以分为主动单元和从动单元，主动单元的动力输入端与输入轴(1)动力连接，由输入轴(1)及输入轴(1)连接的电机驱动主动单元运动；从动单元则是因为和主动单元之间发生电磁感应，从动单元也开始运动。

在本申请的设计中，复合盘中的导体转子组和永磁转子组都可以作为主动单元和从动单元，也就是说当导体转子组作为主动单元时，永磁转子组则作为从动单元；反之，永磁转子组作为主动单元时，导体转子组则作为从动单元。但需要说明的是，在同一个磁力耦合器中，主动单元必须统一，例如，主动单元全部是导体转子组，或主动单元只能全部是永磁转子组。

结合附图1所示，在该实施例中，是由导体转子组作为主动单元，永磁转子组则作为从动单元。

在本申请中，复合盘Ⅰ、复合盘Ⅱ共有4个导体轭铁盘以及设置在每个导体轭铁盘面上的导体，四个导体轭铁盘之间通过工字钢10以及连接件连接成整体。输入轴1与复合盘Ⅰ的导体轭铁盘之间动力连接。

在本申请中，复合盘Ⅰ、复合盘Ⅱ共有四个永磁体轭铁盘以及设置在每个永磁体轭铁盘面上的永磁体。四个永磁体轭铁盘中两两分为一组，同一组中的两个永磁体轭铁盘通过套筒套装在输出轴23外部，套筒上的两个永磁体轭铁盘沿轴向可移动；两组永磁体轭铁盘之间通过摇杆滑块机构29连接。每组永磁体轭铁盘设置在两个相邻导体轭铁盘之间，导体轭铁盘上的导体与永磁体轭铁盘上的永磁体相对设置，且相邻的导体和永磁体之间存在气隙。永磁转子组的右端连接曲柄滑块机构18。

调速装置包括设置在复合盘Ⅰ、复合盘Ⅱ之间的摇杆滑块机构29，以及曲柄滑块机构18。

更具体地，四个导体轭铁盘的连接方式如图4所示，四个导体轭铁盘分别是导体轭铁盘一5、导体轭铁盘二12、导体轭铁盘三13、导体轭铁盘四16；四个导体轭铁盘的结构相同，且在导体轭铁盘的中间开设有通孔。相邻导体轭铁盘之间设有工字钢10。导体轭铁盘一5沿盘周向每90°均匀设有两个通孔，工字钢10四角处设有通孔，通过六角头螺栓7、六角头螺母8、垫圈9分别与相邻的导体轭铁盘连接，形成外框架。

更具体地，结合图1所示，最左侧的导体轭铁盘的左侧面通过双头螺柱4与套筒2固定连接；套筒2套装在输入轴1外部，且套筒2和输入轴1之间采用键传动。在套筒2的两侧分别利用输入轴1的轴肩以及轴端端盖3进行轴向定位和固定。

更具体地，结合图14，以导体轭铁盘一5、导体一6为例，另外3个导体轭铁盘采用相同的设计。在环形的导体一6上沿周向开设阵列分布的扇形槽；在导体轭铁盘一5上沿周向开设阵列分别扇形槽，扇形槽与轭齿相互配合。

更具体地，结合图15，以导体轭铁盘一5、导体一6为例，另外3个导体轭铁盘采用相同的设计。导体一6设置为圆环状，在导体轭铁盘一5上开设与导体一6相应的环形槽，直接将导体一6嵌入导体轭铁盘一5的环形槽内，并利用内六角螺钉38对导体轭铁盘一5和导体一6进行固定。

更具体地，四个永磁体轭铁盘分别是永磁体轭铁盘四17、永磁体轭铁盘三27、永磁体轭铁盘二32、永磁体轭铁盘一34。结合附图5，永磁体轭铁盘是由环状部分和盘状部分构成，其中，盘状部分设在环状部分外表面，在盘状部分的一侧表面设有永磁体，环状部分套装在花键套筒外部。永磁体轭铁盘的环状部分与导体轭铁盘之间存在间隙。

花键套筒套装在输出轴23外部且两者之间通过键传动；花键套筒外部设置外花键，永磁体轭铁盘的环状部分内部设置内花键，由此实现花键套筒和永磁体轭铁盘之间的花键联接；因此能够实现永磁体轭铁盘和花键套筒之间沿径向的连接，同时永磁体轭铁盘能在花键套筒上进行轴向移动。

在本申请中，将两个永磁体轭铁盘设为一组，如图1所示，由永磁体轭铁盘一34、永磁体轭铁盘二32构成第一永磁转子组，由永磁体轭铁盘三27、永磁体轭铁盘四17构成第二永磁转子组。同一永磁转子组中的两个永磁体轭铁盘之间通过齿轮齿条机构连接。如第一永磁转子组中的永磁体轭铁盘一34、永磁体轭铁盘二32通过齿轮齿条机构一33进行连接，第二永磁转子组中的永磁体轭铁盘三27、永磁体轭铁盘四17通过齿轮齿条机构二26进行连接。

结合图16，齿轮齿条机构包括第一支撑圆盘41、齿条42和齿轮46；其中，第一支撑圆盘41套装在花键套筒上并与花键套筒键连接，在第一支撑圆盘41外表面上设置限位块58，限位块58上设置两个凸部，两个凸部沿轴向错开，且分别在凸部上设置导向杆59，导向杆59沿轴向布置；齿条42设有两根，每根齿条42的一端与相邻的永磁体轭铁盘固定连接，每根齿条42的另一端开设圆形通道；导向杆59插入齿条42的圆形通道内；在两根齿条42之间装有齿轮46，齿轮46分别与两根齿条42啮合传动。

在本申请中，为了限定齿轮46、齿条42的周向运动，在第一支撑圆盘41外部套装有圆盘外壳47，圆盘外壳47开有与限位块58对应的槽，在第一支撑圆盘41和圆盘外壳47组装后，齿轮46、齿条42将被限定在圆盘外壳47的槽内。

更具体地，齿轮46套装在连接杆45上，连接杆45设置为阶梯轴状，连接杆45直径更大的一端可以限制齿轮46的移动，在连接杆45另一端利用齿轮端盖43、十字槽沉头螺钉44将齿轮46固定在连接杆45上。在限位块58上开设定位孔，在安装时，齿轮端盖43落入定位孔内。

更具体地，在圆盘外壳47的槽处沿径向开设通孔，在安装时可以先将圆盘外壳47套装在第一支撑圆盘41外部，自槽处的通孔将连接杆45上的齿轮42安装到第一支撑圆盘41上。

更具体地，限位块58与第一支撑圆盘41可以是分体式利用紧固件等方式固定连接，也可以是一体式结构。

在本申请中，第一永磁转子组设置于两个导体轭铁盘之间，如图2，由导体轭铁盘一5、第一永磁转子组、导体轭铁盘二12构成复合盘I，由导体轭铁盘三13、第二永磁转子组、导体轭铁盘四16构成复合盘II。

在本申请中，连接第一永磁转子组和第二永磁转子组的摇杆滑块机构29如图17所示，在第一永磁转子组和第二永磁转子组之间可以设置多个等距离的摇杆滑块机构29，以连接更多的永磁转子组，在本申请中仅设置一个摇杆滑块机构29。

摇杆滑块机构29包括滑块、摇杆以及连接件；具体地，滑块包括上滑块51、固定底座55，固定底座55固定安装在第二支撑圆盘54上，第二支撑圆盘54套装在输出轴23上，且第二支撑圆盘54与输出轴23之间通过键连接。固定底座55上装有支撑柱57，支撑柱57沿第二支撑圆盘54的径向设置；上滑块51套装在支撑柱57上，可以沿支撑柱57上下移动。

在固定底座55朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一支撑件50的一端、第二支撑件53的一端铰接；在上滑块51朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一摇杆49的一端、第二摇杆52的一端铰接，第一摇杆49、第二摇杆52上分别设置滑槽；第一支撑件50的另一端通过圆柱销插入第一摇杆49的滑槽内，第二支撑件53的另一端通过圆柱销插入第二摇杆52的滑槽内；第一摇杆49的另一端、第二摇杆52的另一端分别对应与永磁体轭铁盘二32、永磁体轭铁盘三27铰接。在本申请中，在永磁体轭铁盘二32、永磁体轭铁盘三27相对的侧壁面上固定安装固定块56，第一摇杆49的另一端、第二摇杆52的另一端通过圆柱销48可以分别与永磁体轭铁盘二32、永磁体轭铁盘三27上的固定块56可转动连接。

在本申请中，四个永磁体轭铁盘上的永磁体采用相同的安装排布方式，根据实际情况永磁体轭铁盘安装排布方式有：

(1)如图6、7，将永磁体沿径向分为两层，永磁体采用N、S极交替间隔排布，充磁方向为轴向相反，永磁体轭铁盘上固定连接有保持架39，永磁体间隔安装在保持架39内，保持架39通过内六角螺钉40固定在永磁体轭铁盘上；

(2)如图8、9，将永磁体沿径向分为两层，永磁体采用90°Halbach阵列排布，沿周向展开其一个周期内的磁化方向为左、上、右、下，永磁体轭铁盘上固定连接有内外两层铝制保持架，两层永磁体分别通过内侧永磁体轭铁盘和外侧两层铝制保持架实现满布安装及径向固定；

(3)如图10，将永磁体沿径向分为两层，永磁体采用N、S极交替满布排列，充磁方向为轴向相反，永磁体轭铁盘上固定连接有内外两层铝制保持架，两层永磁体分别通过内侧永磁体轭铁盘和外侧两层铝制保持架实现满布安装及径向固定；

(4)如图11，永磁体采用N、S极交替间隔排布，充磁方向为轴向相反，永磁体轭铁盘上固定连接有铝制保持架，永磁体间隔安装在铝制保持架内；

(5)如图12，永磁体采用90°Halbach阵列排布，沿周向展开其一个周期内的磁化方向为左、上、右、下，将永磁体紧密粘连在永磁体轭铁盘上，永磁体通过永磁体轭铁盘径向固定；

(6)如图13，永磁体采用N、S极交替安装的满布排列，充磁方向为轴向相反，将永磁体紧密粘连在永磁体轭铁盘上，永磁体通过永磁体轭铁盘径向固定。

在本申请中，曲柄滑块机构18包括双列圆锥滚子轴承20、外壳19和曲柄，双列圆锥滚子轴承20套装在最右侧永磁体轭铁盘四17的环状部分的外部，在双列圆锥滚子轴承20的外部设置外壳19，外壳19与双列圆锥滚子轴承20外圈过渡配合转速为0，永磁体轭铁盘四17与双列圆锥滚子轴承20内圈过渡配合同为输出转速；外壳19连接曲柄；另外外壳19通过螺旋弹簧21连接固定套筒22，固定套筒22套装在输出轴23上，且固定套筒22与输出轴23之间通过键连接。固定套筒22左右两侧都通过圆螺母进行轴向定位和固定。

本发明所提出了一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器的工作原理如下：

以两个复合盘进行说明，当曲柄滑块机构18处于最右端且保持轴向固定时，输入轴1由动力源带动并旋转，输入轴1驱动由4个导体轭铁盘组成的外框架，同时带动导体轭铁盘上的导体进行同步旋转。

每个转动的导体与每个导体相对的永磁体轭铁盘上的永磁体产生相对运动；基于电磁感应原理，四组导体和转子产生感应电流，感应电流产生的感应磁场与永磁体相互作用产生电磁转矩，带动四个永磁体轭铁盘同步旋转，从而带动输出轴23同步转动。

调速原理：

结合附图2和3，当曲柄滑块机构18处于最右端时，驱动曲柄滑块机构18和永磁体轭铁盘四17向左侧进行轴向移动，齿轮齿条机构二26上的齿轮46转动齿条42移动，同时由齿条42带动永磁体轭铁盘三27在花键套筒二26上向右侧进行轴向移动，当永磁体轭铁盘三27进行轴向移动时，第二摇杆52下端向右侧轴向移动，整个第二摇杆52进行逆时针旋转，带动上滑块51沿支撑柱57向内侧轴向移动，同时带动第一摇杆49进行顺时针旋转，摇杆49下端带动永磁体轭铁盘二32在花键套筒一30上向左侧进行轴向移动，当永磁体轭铁盘二32进行轴向移动时，齿轮齿条机构一33上的齿轮转动齿轮移动，同时带动永磁体轭铁盘一34在花键套筒一30上向右侧进行轴向移动，从而使得四组永磁转子进行同步移动，四组永磁转子和导体转子间的气隙同时改变，每组都产生相同的电磁转矩，从而产生调速效果。

当曲柄滑块机构18处于最左端时，驱动曲柄滑块机构18和永磁体轭铁盘四17向右侧进行轴向移动，齿轮齿条机构二26上的齿轮46转动齿条42移动，同时由齿条42带动永磁体轭铁盘三27在花键套筒二26上向左侧进行轴向移动，当永磁体轭铁盘三27进行轴向移动时，第二摇杆52下端向左侧轴向移动，整个第二摇杆52进行顺时针旋转，带动上滑块51沿支撑柱57向外侧轴向移动，同时带动第一摇杆49进行逆时针旋转，摇杆49下端带动永磁体轭铁盘二32在花键套筒一30上向右侧进行轴向移动，当永磁体轭铁盘二32进行轴向移动时，齿轮齿条机构一33上的齿轮转动齿轮移动，同时带动永磁体轭铁盘一34在花键套筒一30上向左侧进行轴向移动，从而使得四组永磁转子进行同步移动，四组永磁转子和导体转子间的气隙同时改变，每组都产生相同的电磁转矩，从而产生调速效果。

当曲柄滑块机构18处于中间任意位置时，根据调速需要，驱动曲柄滑块机构进行轴向移动。

在本申请的实施例中，仅以两个复合盘进行说明，在本申请的设计基础上可通过增加摇杆滑块机构29和复合盘，以增加磁力耦合器的功率。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，包括：

输入轴(1)；

输出轴(23)，所述输出轴(23)与输入轴(1)同轴线设置；

依次设置在输出轴(23)上的多个复合盘，每个复合盘包括导体转子组、永磁转子组、齿轮齿条机构和花键套筒；

所述花键套筒套装在输出轴(23)上且通过键连接；

所述永磁转子组包括两个相对设置的永磁体轭铁盘以及分别设置在两个永磁体轭铁盘面上的永磁体；

所述导体转子组包括两个相对设置的导体轭铁盘以及分别设置在两个导体轭铁盘面上的导体；

在同一复合盘中，同侧的导体轭铁盘与永磁体轭铁盘及永磁体与导体一一相对；且永磁体与导体之间存在气隙；

在同一个所述复合盘中，导体转子组、永磁转子组中一方作为主动单元，则另一方作为从动单元；

所述主动单元的动力输入端与输入轴(1)动力连接；同一主动单元中的轭铁盘之间、相邻主动单元的轭铁盘之间均固定连接；

所述从动单元套装在花键套筒外部且与花键套筒之间花键连接；同一从动单元中的轭铁盘之间通过齿轮齿条机构连接；相邻所述从动单元之间通过摇杆滑块机构(29)连接；

与从动单元的动力输出端连接的曲柄滑块机构(18)。

2.根据权利要求1所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，所述齿轮齿条机构包括第一支撑圆盘(41)、齿条(42)和齿轮(46)；其中，第一支撑圆盘(41)套装在花键套筒上并与花键套筒键连接，在第一支撑圆盘(41)外表面上设置限位块(58)，限位块(58)上设置两个凸部，两个凸部沿轴向错开，且分别在凸部上设置导向杆(59)，导向杆(59)沿轴向布置；齿条(42)设有两根，每根齿条(42)的一端与相邻的永磁体轭铁盘固定连接，每根齿条(42)的另一端开设圆形通道；导向杆(59)插入齿条(42)的圆形通道内；在两根齿条(42)之间装有齿轮(46)，齿轮(46)分别与两根齿条(42)啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，在第一支撑圆盘(41)外部套装有圆盘外壳(47)，圆盘外壳(47)开有与限位块58对应的槽，在第一支撑圆盘(41)和圆盘外壳(47)组装后，齿轮(46)、齿条(42)被限定在圆盘外壳(47)的槽内。

4.根据权利要求1所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，所述摇杆滑块机构(29)包括上滑块(51)、固定底座(55)和多根摇杆；固定底座(55)固定安装在第二支撑圆盘(54)上，第二支撑圆盘(54)套装在输出轴(23)上，且第二支撑圆盘(54)与输出轴(23)之间通过键连接；固定底座(55)上装有支撑柱(57)，支撑柱(57)沿第二支撑圆盘(54)的径向设置；上滑块(51)套装在支撑柱(57)上，在固定底座(55)朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一支撑件(50)的一端、第二支撑件(53)的一端铰接；在上滑块(51)朝向永磁体轭铁盘的两个侧边分别与第一摇杆(49)的一端、第二摇杆(52)的一端铰接，第一摇杆(49)、第二摇杆(52)上分别设置滑槽；第一支撑件(50)的另一端通过圆柱销插入第一摇杆(49)的滑槽内，第二支撑件(53)的另一端通过圆柱销插入第二摇杆(52)的滑槽内；第一摇杆(49)的另一端、第二摇杆(52)的另一端分别与相邻两个永磁体轭铁盘铰接。

5.根据权利要求1所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，曲柄滑块机构(18)包括双列圆锥滚子轴承(20)、外壳(19)和曲柄，双列圆锥滚子轴承(20)套装在输出端最外侧的永磁体轭铁盘的外部，在双列圆锥滚子轴承(20)的外部设置外壳(19)，外壳(19)连接曲柄；外壳(19)通过螺旋弹簧(21)连接固定套筒(22)，固定套筒(22)套装在输出轴(23)上，且固定套筒(22)与输出轴(23)之间通过键连接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，所有导体轭铁盘之间通过工字钢(10)依次连接。

7.根据权利要求6所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，导体轭铁盘上沿周向加工阵列分布的轭齿，在环形的导体上沿周向开设阵列分布的扇形槽；扇形槽与轭齿相互配合。

8.根据权利要求6所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，导体为圆环状，在导体轭铁盘开设与导体相应的环形槽，将导体嵌入导体轭铁盘的环形槽内，通过紧固件对导体轭铁盘和导体进行固定。

9.根据权利要求6所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，永磁体轭铁盘上的永磁体设置单层或沿径向设置两层。

10.根据权利要求9所述的一种多组多盘式多气隙联动调节型磁力耦合器，其特征在于，每一层中的永磁体均采用N、S极交替或采用90°Halbach阵列排布。

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