CN116317700A - 一种新型磁悬浮传动结构及应用 - Google Patents

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吴旺春
黄浩宜
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Abstract

本发明公开了一种新型磁悬浮传动结构及应用，包括：轨道盒，用于安装在外部固定物上，所述轨道盒包括若干个直线轨道、弧形轨道和固定轨道，所述固定轨道设于轨道盒的两侧末端，若干个所述直线轨道和若干个弧形轨道组合设于两个固定轨道之间；驱动模块，安装于轨道盒的内部并沿轨道盒延伸的方向滑动，所述轨道盒的内部设有若干个驱动模块，每个所述驱动模块之间链式连接；所述驱动模块通电形成磁场，与轨道盒的磁铁相互作用产生水平推力，所述驱动模块在轨道盒内悬浮滑动。本发明的磁悬浮传动结构噪音小，启动驱动力小，不需要频繁检修零部件。若干个驱动模块之间采用链式连接结构，便于在弧形轨道内通过，带动承载物在具有弯道的轨道中传动。

Description

一种新型磁悬浮传动结构及应用
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域，特别是一种新型磁悬浮传动结构及应用。
背景技术
磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。磁悬浮现象是指利用磁场同极相斥的原理，通过控制斥力的大小和方向使斥力和重力的大小相等，让上方的磁体悬浮于空中，物体受地球引力，而产生一个大致指向地心的重力，如果物体所受的其他重力的反向力小于重力，那么物体就会下坠，相同时就是悬浮，大于时则升空。
目前的传动结构大多使用带传动结构，带传动结构适用于两轴中心距较大的传动结构，虽然带传动结构具有良好的挠性，但是带传动尺寸较大，需要张紧结构，只适用于直线式传动，且传动带容易打滑，容易磨损断裂，使用寿命短，需要经常检查更换；带传动采用马达驱动，马达驱动的噪音大，驱动力大，容易对人体造成伤害。因此，有必要研究一种新型的传动结构，改善带传动方式的不足。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种新型磁悬浮传动结构及应用，以解决上述背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型磁悬浮传动结构，包括：
轨道盒，用于安装在外部固定物上，所述轨道盒包括若干个直线轨道、弧形轨道和固定轨道，所述固定轨道设于轨道盒的两侧末端，若干个所述直线轨道和若干个弧形轨道组合设于两个固定轨道之间；
驱动模块，安装于轨道盒的内部并沿轨道盒延伸的方向滑动，所述轨道盒的内部设有若干个驱动模块，每个所述驱动模块之间链式连接，所述驱动模块用于连接外部承载体；
所述驱动模块通电形成磁场，与轨道盒的磁铁相互作用产生水平推力，所述驱动模块在轨道盒内悬浮滑动。
作为本发明的进一步改进：所述直线轨道、弧形轨道和固定轨道的竖直截面为开口向下的“凵”形结构，所述直线轨道和弧形轨道的内侧顶部设有固定部，所述固定部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述固定部内安装有若干块磁铁，相邻的所述磁铁之间贴合设置，所述磁铁的正极与相邻的磁铁的负极贴合连接。
作为本发明的进一步改进：所述直线轨道和弧形轨道的内部两侧安装有供电轨道，所述供电轨道设于直线轨道和弧形轨道的底部，所述供电轨道沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述供电轨道与驱动模块连接。
作为本发明的进一步改进：所述供电轨道为铜片制成。
作为本发明的进一步改进：两侧所述供电轨道的上方设有下限位部，所述下限位部与直线轨道和弧形轨道的内壁连接，所述下限位部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置。
作为本发明的进一步改进：所述下限位部的上方设有上限位部，所述上限位部与直线轨道和弧形轨道的内壁固定连接，所述上限位部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述上限位部和下限位部用于限制驱动模块移动。
作为本发明的进一步改进：两个所述固定轨道的内部两侧设有上凸沿和下凸沿，所述上凸沿和下凸沿与固定轨道的内壁固定连接，所述上凸沿与上限位部的安装高度相同，所述下凸沿与下限位部的安装高度相同。
作为本发明的进一步改进：两个所述固定轨道靠近直线轨道或弧形轨道的一侧安装有缓冲部，所述缓冲部装于上凸沿与下凸沿之间，两个所述固定轨道远离直线轨道或弧形轨道的一侧分别装有密封挡板。
作为本发明的进一步改进：所述缓冲部上安装有缓冲垫，所述缓冲垫为聚氨酯材质制成。
作为本发明的进一步改进：所述驱动模块的顶部安装有磁铁线圈，所述磁铁线圈的上方装有金属片，所述金属片与固定部内的磁铁磁性连接，所述驱动模块的底部安装有若干个导电轮，所述导电轮设于驱动模块的左右两侧并与轨道盒两侧的供电轨道连接，所述供电轨道和导电轮接触导电为驱动模块供电，使磁铁线圈形成磁场。
作为本发明的进一步改进：所述驱动模块的左右两侧设有若干个垂直滑轮，若干个所述垂直滑轮安装在驱动模块的中部，且卡接在上限位部与下限位部之间，若干个所述垂直滑轮沿上限位部和下限位部延伸的方向滑动。
作为本发明的进一步改进：所述垂直滑轮的上方安装有若干个水平滑轮，若干个所述水平滑轮与轨道盒的内壁滑动连接。
作为本发明的进一步改进：所述导电轮为金属滑轮，优选地，所述导电轮为铜片制成。
作为本发明的进一步改进：所述驱动模块还安装有连接组件和缓冲组件，所述连接组件和缓冲组件设于驱动模块的前后两侧，所述驱动模块之间通过连接杆连接，所述连接杆与连接组件连接，所述缓冲组件的安装高度与缓冲部的安装高度相同，所述缓冲组件与缓冲部抵接以减少驱动模块与固定轨道碰撞产生的冲击。
作为本发明的进一步改进：所述连接组件包括连接块和固定柱，所述连接块与驱动模块固定连接，所述连接块设有连接孔，所述连接孔内安装有轴承，所述固定柱穿过连接孔与连接块连接。
作为本发明的进一步改进：所述连接杆的两端开设有固定孔，所述固定孔内安装有轴承，所述连接杆的两端分别装于相邻驱动模块的连接块和固定柱之间，所述固定柱穿过固定孔与连接杆连接，所述连接杆与连接组件结合实现各个驱动模块在相邻接的情况下能够顺利通过弧形轨道。
作为本发明的进一步改进：所述缓冲组件为缓冲垫，所述连接杆为金属材料制成。
作为本发明的进一步改进：所述驱动模块的顶部安装有主控电路板和霍尔感应器，所述霍尔感应器与主控电路板连接，所述主控电路板与导电轮连接，所述供电轨道与导电轮接触导电为主控电路板和霍尔感应器供电，所述主控电路板与主控制器连接，所述主控制器用于控制若干个驱动模块的主控电路板。
作为本发明的进一步改进：所述驱动模块的底部安装有连接件，所述连接件用于将驱动模块与外部承载体固定连接。
作为本发明的进一步改进：所述轨道盒的一侧安装有电源装置，所述电源装置外部电源连接，所述电源装置为供电轨道提供电能。
一种新型磁悬浮传动结构的应用，采用了如上所述的一种新型磁悬浮传动结构，所述磁悬浮传动结构应用于滑动门和移动吊篮等领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过轨道盒中的供电轨道与导电轮连接，为驱动模块提供电能，电能使磁铁线圈带电产生磁场，磁铁线圈上的金属片与轨道盒内顶部的磁铁之间形成推力磁场，本发明的磁悬浮传动结构噪音小，启动驱动力小，不存在传动带等零部件，不需要频繁检修零部件。若干个驱动模块之间采用链式连接结构，便于在弧形轨道内通过，带动承载物在具有弯道的轨道中传动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为直线轨道的结构示意图；
图3为固定轨道的结构示意图；
图4为驱动模块的结构示意图一；
图5为驱动模块的结构示意图二；
图6为本发明实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：如图1至图5所示，一种新型磁悬浮传动结构，包括：
轨道盒，用于安装在外部固定物上，所述轨道盒包括若干个直线轨道1、弧形轨道2和固定轨道3，所述固定轨道3设于轨道盒的两侧末端，若干个所述直线轨道1和若干个弧形轨道2组合设于两个固定轨道3之间；
驱动模块4，安装于轨道盒的内部并沿轨道盒延伸的方向滑动，所述轨道盒的内部设有若干个驱动模块4，每个所述驱动模块4之间链式连接，所述驱动模块4用于连接外部承载体；
所述驱动模块4通电形成磁场，与轨道盒的磁铁相互作用产生水平推力，所述驱动模块4在轨道盒内悬浮滑动。
所述直线轨道1、弧形轨道2和固定轨道3的竖直截面为开口向下的“凵”形结构，所述直线轨道1和弧形轨道2的内侧顶部设有固定部11，所述固定部11沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述固定部11内安装有若干块磁铁12，相邻的所述磁铁12之间贴合设置。
所述直线轨道1和弧形轨道2的内部两侧安装有供电轨道13，所述供电轨道13设于直线轨道1和弧形轨道2的底部，所述供电轨道13沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述供电轨道13与驱动模块4连接。
两侧所述供电轨道13的上方设有下限位部14，所述下限位部14与直线轨道1和弧形轨道2的内壁连接，所述下限位部14沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述供电轨道13为铜片制成。
所述下限位部14的上方设有上限位部15，所述上限位部15与直线轨道1和弧形轨道2的内壁固定连接，所述上限位部15沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述上限位部15和下限位部14用于限制驱动模块4移动。
两个所述固定轨道3的内部两侧设有上凸沿31和下凸沿32，所述上凸沿31和下凸沿32与固定轨道3的内壁固定连接，所述上凸沿31与上限位部15的安装高度相同，所述下凸沿32与下限位部14的安装高度相同。
两个所述固定轨道3靠近直线轨道1或弧形轨道2的一侧安装有缓冲部33，所述缓冲部33装于上凸沿31与下凸沿32之间，两个所述固定轨道3远离直线轨道1或弧形轨道2的一侧分别装有密封挡板34。
所述缓冲部33上安装有缓冲垫，所述缓冲垫为聚氨酯材质制成。
所述驱动模块4的顶部安装有磁铁线圈41，所述磁铁线圈41的上方装有金属片42，所述金属片42与固定部11内的磁铁12磁性连接，所述驱动模块4的底部安装有若干个导电轮43，所述导电轮43设于驱动模块4的左右两侧并与轨道盒两侧的供电轨道13连接，所述供电轨道13和导电轮43接触导电为驱动模块4供电，使磁铁线圈形成磁场。
所述驱动模块4的左右两侧设有若干个垂直滑轮44，若干个所述垂直滑轮44安装在驱动模块4的中部，且卡接在上限位部15与下限位部14之间，若干个所述垂直滑轮44沿上限位部15和下限位部14延伸的方向滑动。
所述垂直滑轮44的上方安装有若干个水平滑轮45，若干个所述水平滑轮45与轨道盒的内壁滑动连接。
所述导电轮43为金属滑轮，优选地，所述导电轮43为铜片制成。
所述驱动模块4还安装有连接组件46和缓冲组件47，所述连接组件46和缓冲组件47设于驱动模块4的前后两侧，所述驱动模块4之间通过连接杆48连接，所述连接杆48与连接组件46连接，所述缓冲组件47的安装高度与缓冲部33的安装高度相同，所述缓冲组件47与缓冲部33抵接以减少驱动模块4与固定轨道3碰撞产生的冲击。
所述连接组件46包括连接块461和固定柱462，所述连接块461与驱动模块4固定连接，所述连接块461设有连接孔，所述连接孔内安装有轴承，所述固定柱462穿过连接孔与连接块461连接。
所述连接杆48的两端开设有固定孔，所述固定孔内安装有轴承，所述连接杆48的两端分别装于相邻驱动模块4的连接块461和固定柱462之间，所述固定柱462穿过固定孔与连接杆48连接。
所述缓冲组件47为缓冲垫，所述连接杆48为金属材料制成。
所述驱动模块4的顶部安装有主控电路板和霍尔感应器，所述霍尔感应器与主控电路板连接，所述主控电路板与导电轮43连接，所述供电轨道13与导电轮43接触导电为主控电路板和霍尔感应器供电，所述主控电路板与主控制器连接，所述主控制器用于控制若干个驱动模块的主控电路板。
所述驱动模块4的底部安装有连接件49，所述连接件49用于将驱动模块4与外部承载体固定连接。
所述轨道盒的一侧安装有电源装置，所述电源装置外部电源连接，所述电源装置为供电轨道13提供电能。
一种新型磁悬浮传动结构的应用，采用了如上所述的一种新型磁悬浮传动结构，所述磁悬浮传动结构应用于滑动门和移动吊篮等领域。
本发明的工作原理：轨道盒与电源连接，使轨道盒的供电轨道13处于通电状态，驱动模块4的导电轮43与供电轨道13接触，形成通电回路。驱动模块4的磁铁线圈41通电后形成磁场。因为轨道盒内的磁铁12之间磁性连接，即磁铁A的北极与磁铁B的南极接触连接，磁铁B的北极与磁铁C的南极接触连接，如此类推。驱动模块4顶部的金属片42与轨道盒内的若干块磁铁12之间不断产生相吸或相斥的磁力，从而形成推力磁场，使驱动模块4在轨道盒内移动。
实施案例一：
如图6所以，本实施例一提供一种新型磁悬浮传动结构，包括：
轨道盒，用于安装在外部固定物上，所述轨道盒包括三个直线轨道1、两个弧形轨道2和两个固定轨道3，所述固定轨道3设于轨道盒的两侧末端，三个所述直线轨道1和两个弧形轨道2组合相间设于两个固定轨道3之间；
驱动模块4，安装于轨道盒的内部并沿轨道盒延伸的方向滑动，所述轨道盒的内部设有若干个驱动模块4，每个所述驱动模块4之间链式连接。所述驱动模块4通电形成磁场，与轨道盒的磁铁相互作用产生水平推力，所述驱动模块4在轨道盒内悬浮滑动，所述驱动模块4的底部安装有连接件49，所述连接件49的下方吊装有门体5。
所述直线轨道1、弧形轨道2和固定轨道3的竖直截面为开口向下的“凵”形结构，所述直线轨道1和弧形轨道2内侧顶部设有固定部11，所述固定部11沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述固定部11内安装有若干块磁铁12，相邻的所述磁铁12之间贴合设置。
所述直线轨道1和弧形轨道2的内部两侧安装有供电轨道13，所述供电轨道13设于直线轨道1和弧形轨道2的底部，所述供电轨道13沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述供电轨道13与驱动模块4连接。
两侧所述供电轨道13的上方设有下限位部14，所述下限位部14与直线轨道1和弧形轨道2的内壁连接，所述下限位部14沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述供电轨道13为铜片制成。
所述下限位部14的上方设有上限位部15，所述上限位部15与直线轨道1和弧形轨道2的内壁固定连接，所述上限位部15沿直线轨道1和弧形轨道2的延伸方向设置，所述上限位部15和下限位部15用于限制驱动模块4移动。
两个所述固定轨道3的内部两侧设有上凸沿31和下凸沿32，所述上凸沿31和下凸沿32与固定轨道3的内壁固定连接，所述上凸沿31与上限位部15的安装高度相同，所述下凸沿32与下限位部14的安装高度相同。
两个所述固定轨道3靠近直线轨道1或弧形轨道2的一侧安装有缓冲部33，所述缓冲部33装于上凸沿31与下凸沿32之间，两个所述固定轨道3远离直线轨道1或弧形轨道2的一侧分别装有密封挡板34。
所述缓冲部33上安装有缓冲垫，所述缓冲垫为聚氨酯材质制成。
所述驱动模块4的顶部安装有磁铁线圈41，所述磁铁线圈41的上方装有金属片42，所述金属片42与固定部11内的磁铁12磁性连接，所述驱动模块4的底部安装有两个导电轮43，两个所述导电轮43分别设于驱动模块4的左右两侧并与轨道盒两侧的供电轨道13连接，所述供电轨道13和导电轮43接触导电为驱动模块4供电，驱动模块4通电使顶部磁铁线圈41形成磁场，所述导电轮43为铜片制成。
所述驱动模块4的左右两侧分别设有两个垂直滑轮44，所述垂直滑轮44安装在驱动模块4的中部，且卡接在上限位部15与下限位部14之间，所述垂直滑轮44沿上限位部15和下限位部14延伸的方向滑动。
所述垂直滑轮44的上方安装有四个水平滑轮45，四个所述水平滑轮45与轨道盒的内壁滑动连接，四个所述水平滑轮45分别设于驱动模块4的左右两侧。
所述驱动模块4还安装有连接组件46和缓冲组件47，所述连接组件46和缓冲组件47设于驱动模块4的前后两侧，所述驱动模块4之间通过连接杆48连接，所述连接杆48与连接组件46连接，所述缓冲组件47的安装高度与缓冲部33的安装高度相同，所述缓冲组件47与缓冲部33抵接以减少驱动模块4与固定轨道3碰撞产生的冲击。
所述连接组件46包括连接块461和固定柱462，所述连接块461与驱动模块4固定连接，所述连接块461设有连接孔，所述连接孔内安装有轴承，所述固定柱462穿过连接孔与连接块461连接。
所述连接杆48的两端开设有固定孔，所述固定孔内安装有轴承，所述连接杆48的两端分别装于相邻驱动模块4的连接块461和固定柱462之间，所述固定柱462穿过固定孔与连接杆48连接。
所述缓冲组件47为缓冲垫，所述连接杆48为金属材料制成。
所述驱动模块4的顶部安装有主控电路板和霍尔感应器，所述霍尔感应器与主控电路板连接，所述主控电路板与导电轮43连接，所述供电轨道13与导电轮43接触导电为主控电路板和霍尔感应器供电，所述主控电路板与主控制器连接，所述主控制器用于控制若干个驱动模块的主控电路板。
所述轨道盒的一侧安装有电源装置，所述电源装置外部电源连接，所述电源装置为供电轨道13提供电能。
本发明的主要功能：本发明通过轨道盒中的供电轨道与导电轮连接，为驱动模块提供电能，电能使磁铁线圈带电产生磁场，磁铁线圈上的金属片与轨道盒内顶部的磁铁之间形成推力磁场，本发明的磁悬浮传动结构噪音小，启动驱动力小，不存在传动带等零部件，不需要频繁检修零部件。若干个驱动模块之间采用链式连接结构，便于在弧形轨道内通过，带动承载物在具有弯道的轨道中传动。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，包括：
轨道盒，用于安装在外部固定物上，所述轨道盒包括若干个直线轨道、弧形轨道和固定轨道，所述固定轨道设于轨道盒的两侧末端，若干个所述直线轨道和若干个弧形轨道组合设于两个固定轨道之间；
驱动模块，安装于轨道盒的内部并沿轨道盒延伸的方向滑动，所述轨道盒的内部设有若干个驱动模块，每个所述驱动模块之间链式连接，所述驱动模块用于连接外部承载体；
所述驱动模块通电形成磁场，与轨道盒的磁铁相互作用产生水平推力，所述驱动模块在轨道盒内悬浮滑动。
2.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述直线轨道、弧形轨道和固定轨道的竖直截面为开口向下的“凵”形结构，所述直线轨道和弧形轨道的内侧顶部设有固定部，所述固定部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述固定部内安装有若干块磁铁，相邻的所述磁铁之间贴合设置。
3.根据权利要求2所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述直线轨道和弧形轨道的内部两侧安装有供电轨道，所述供电轨道设于直线轨道和弧形轨道的底部，所述供电轨道沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述供电轨道与驱动模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，两侧所述供电轨道的上方设有下限位部，所述下限位部与直线轨道和弧形轨道的内壁连接，所述下限位部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置。
5.根据权利要求4所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述下限位部的上方设有上限位部，所述上限位部与直线轨道和弧形轨道的内壁固定连接，所述上限位部沿直线轨道和弧形轨道的延伸方向设置，所述上限位部和下限位部用于限制驱动模块移动。
6.根据权利要求2所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述驱动模块的顶部安装有磁铁线圈，所述磁铁线圈的上方装有金属片，所述金属片与固定部内的磁铁磁性连接，所述驱动模块的底部安装有若干个导电轮，所述导电轮设于驱动模块的左右两侧并与轨道盒两侧的供电轨道连接，所述供电轨道和导电轮接触导电为驱动模块供电。
7.根据权利要求6所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述驱动模块的左右两侧设有若干个垂直滑轮，若干个所述垂直滑轮安装在驱动模块的中部，且卡接在上限位部与下限位部之间，若干个所述垂直滑轮沿上限位部和下限位部延伸的方向滑动。
8.根据权利要求7所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述垂直滑轮的上方安装有若干个水平滑轮，若干个所述水平滑轮与轨道盒的内壁滑动连接。
9.根据权利要求8所述的一种新型磁悬浮传动结构，其特征在于，所述驱动模块还安装有连接组件和缓冲组件，所述连接组件和缓冲组件设于驱动模块的前后两侧，所述驱动模块之间通过连接杆连接，所述连接杆与连接组件连接，所述缓冲组件的安装高度与缓冲部的安装高度相同。
10.一种新型磁悬浮传动结构的应用，其特征在于，采用了权利要求1至9任意一项所述的一种新型磁悬浮传动结构，所述磁悬浮传动结构应用于滑动门和移动吊篮领域。
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