CN210007594U - 一种电动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动装置，属于动力装置领域，包括:至少一个摆动器；至少一个定子，定子位置被固定，定子带有磁性以使其周围带有磁场，摆动件位于该磁场内并受到磁力，该磁力方向可周期性的变化以驱动摆动件绕着摆动器的固定端周期摆动；至少一个转化装置，转化装置包括一个输入端和一个输出端，所述的输入端和摆动器固定端连接，摆动件能够驱动输入端往复摆动，所述的转化装置可将输入端的往复摆动转化为输出端的单向转动；至少一个中心轴，中心轴和转化装置的输出端连接并被输出端驱动单向转动以向外输出动力。

Description

一种电动装置

技术领域

本发明涉及动力领域，具体来说是一种通过将电能转化为动能的电动装置

背景技术

电动机是通过电磁感应将电能转换为机械能(俗称马达)，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

按用途电动机可划分为驱动用电动机和控制用电动机，进一步的，控制用电动机又划分步进电动机和伺服电动机等。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

而步进角是步进电机的一个重要指标，对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示，步进角越小，可提供更高精度的控制。

如图16所示，是现有常见步进电机的结构，外壳周围是位置固定的定子，定子带有线圈，定子可对转子施加磁力，通过线圈方向变化改变对转子的磁力进而驱动转子步进。一方面，该定子对转动的磁力方向不与转子的转动相同，同常呈现出一个较大的角度，如左上图和左下图所示，作用在转子转动方向上的力很小。在一些情况下，如右上图和右下图所示，磁力作用在转子方向上的力也比较小。通常情况下，我们希望磁力方向能和转子的转动方向相同，这样磁力才能够对转子提供最大化的扭矩，提高转子的输出动力，

但是由于转子是单向转动的，将定子设置在使的磁力和转子转动方向相同的位置上，定子必将阻止转子转动，进而使得这种方案难以实现。因此，现有的步进电机的输出动力有限。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提供一种电动装置，该电动装置能够应用于多个领域，提供大的动力输出。

具体来说，该电动装置包括:

至少一个摆动器，所述的摆动器包括一个固定端和至少一个自由端，所述的自由端设有摆动件，摆动件被方向周期变化的磁力驱动以使得摆动件能够绕着固定端周期性的摆动；

至少一个定子，定子位置被固定，定子带有磁性以使其周围带有磁场，摆动件位于该磁场内并受到磁力，该磁力方向可周期性的变化以驱动摆动件绕着摆动器的固定端周期摆动；

至少一个转化装置，转化装置包括一个输入端和一个输出端，所述的输入端和摆动器固定端连接，摆动件能够驱动输入端往复摆动，所述的转化装置可将输入端的往复摆动转化为输出端的单向转动；

至少一个中心轴，中心轴和转化装置的输出端连接并被输出端驱动单向转动以向外输出动力。

在一个优选的方案中，所述的定子上设有线圈，线圈内能够通电流以使得定子周围具有磁场，线圈内的电流方向能够周期性的变化以使得摆动件受到的磁力方向周期性的变化，进一步驱动摆动件绕着相应固定端周期性的摆动。

在一个优选的方案中，所述的定子为磁铁，摆动件上设有通电线圈以使得摆动件带有磁性，摆动件上的线圈电流方向可被周期性的变化以使得摆动件受到的磁力方向周期变化，进一步驱动摆动件绕着固定端周期性的摆动。

在一个优选的方案中，所述的摆动件受到的磁力方向垂直于自由端和固定端的连线，以能够促使摆动件受到的磁力能够对固定端施加最大化的扭矩。

在一个优选的方案中，所述的转化装置包括一个单向轴承，该单向轴向包括有单向轴承外圈和单向轴承内圈，单向轴承内圈连接有一中心轴，摆动器的固定端设有一外固定件，外固定件连接于单向轴承外圈，摆动件能够驱动外固定件往复转动进而驱动单向轴承外圈往复转动，并驱动单向轴承内圈通过中心轴输出单向转动。

在一个优选的方案中，所述的每个摆动器包括数量为偶数的摆动件，所述的每个摆动件均匀的分布于相应固定端的周围，相邻摆动件之间设有定子，在同一时间点内，相邻的两个定子给位于该两个定子之间的摆动件提供方向相同的磁力。

在一个优选的方案中，所述的电动装置沿着中心轴的轴向方向分布有若干个单向轴承，每个单向轴承向中心轴输出方向相同的转动，以驱动中心轴输出单向转动。

在一个优选的方案中，电动装置还包括传感装置，该传感装置包括检测摆动件摆动位置的传感器以及控制器，控制器可控制定子或摆动件上线圈的电流方向，传感器将摆动件的位置信号输入到控制器，所述的控制器根据摆动件的位置控制电流方向。

在一个优选的方案中，摆动器的固定端设有一外固定件，外固定件连接有两个单向轴承，该两个单向轴承分布于同一轴线上，每个单向轴承包括有单向轴承外圈和单向轴承内圈，摆动器的外固定件和两个单向轴承外圈连接，两个单向轴承内圈分别连接第一中心轴和第二中心轴，外固定件被驱动周期摆动并通过两个单向轴承分别驱动第一中心轴和第二中心轴单向转动。

在一个优选的方案中，第一中心轴和第二中心轴的转动方向相反，上述电动装置自带输出转速相同方向相反的两个轴，则旋翼飞行器可以省掉4个电机和4个电子调速器和相关的线路，结构可更加简单，并大大减轻机身重量，耗电量也会有明显下降。

附图说明

图1是单个摆动器设有4个摆动件的示意图；

图2是凸部的示意图；

图3是单个摆动器设有8个摆动件的示意图；

图4是单个中心轴连接有4个摆动器的示意图；

图5是单个中心轴连接有1个摆动器的示意图

图6单个摆动器设有4个摆动件的示意图；

图7(a-d)电流方向变化驱动摆动器摆动的示意图；

图8是两个定子一个摆动件的示意图；

图9是两个定子一个摆动件的示意图；

图10连接杆较长的情况下两个定子一个摆动件的示意图；

图11两个定子一个摆动件的示意图；

图12两个定子一个摆动件的示意图；

图13是一种转化装置的示意图；

图14是用于无人机上单机的一种示意图；

图15是无人机的示意图；

图16是现有技术步进电机的示意图；

图17是一个电动装置示意图；

图18是一个电动装置示意图；

图19(a-d)是一种电动装置示意图；

图20(a-d)是一种电动装置示意图；

图21是实施例4的结构示意图；

图22是实施例4的结构示意图；

图23是实施例4电磁离合器的一个电路图；

图中标记：1-摆动器，11-摆动件，12-连接杆，13-外固定件，14-主动齿部，15-被动齿部，16-曲杆结构，131-凸部，311-凹部，2-定子，3-单向轴承，31-单向轴承外圈，32-单向轴承内圈，4-中心轴,41-第一中心轴，42-第二中心轴，5-外壳，6-接线柱,7-轴承,8-传感器，91-上旋翼，92-下旋翼；43-输入轴，44-输入齿轮，45a-第一单向轴承，46a-第一转轴，47a-第一电磁离合器，48a-第二转轴，49a-传动齿轮a，45b-第二单向轴承，46b-第三转轴，47b-第二电磁离合器，48b-第四转轴，49b-传动齿轮b，50-输出齿轮，51-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例1：如图9所示，该实施例公开了一种电动装置，该电动装置可应用于步进电机，该电动装置包括两个定子2和一个摆动器1，定子2位置被固定，摆动器1可相对定子进行活动，定子2外部设有线圈，线圈可被通电以使得在定子2外周围形成一定磁场，对该周围内的带有磁性的物体能够施加磁力。进一步的，摆动器1包括一个固定端和一个自由端，固定端的位置被固定，自由端和固定端通过一个长臂结构连接，自由端可相对固定端转动，如图9所示的实施例，固定端为图的O点位置周围，其固定端设有一外固定件13，自由端设有一摆动件11，外固定件13和摆动件11由连接件12连接，摆动件11能够被限制沿着固定端某一点(设该点为中心点O点)往复摆动，摆动件11带有磁性，摆动件11位于定子外周围的磁场内以使得定子对摆动件11有磁力作用，定子2线圈的上的电流可被控制以使得线圈上的电流能够开始、改变方向以及停止，进而使得使得定子2通过磁力对摆动件的作用力能够开始、改变方向以及停止作用力。通过该磁力的变化使得摆动件11绕着中心点O点往复的摆动。如上所述的，摆动件11连接有连接杆12、连接杆12连接有外固定件13，在优选的实施方式中，连接杆12是一个长臂杆状的结构，外固定件13是个筒转的结构，外固定件13、连接杆12和摆动件11相互固定连接，在摆动件往复摆动的时候，外固定件13被驱动绕着中心点O改变方向的转动。

进一步的如图9所示的实施例，外固定件13内部连接有单向轴承3，该单向轴承3内部连接有中心轴4，该单向轴承可使得外固定件13的往复摆动输出为中心轴4的沿着固定方向的转动，中心轴4为输出轴，也驱动外部装置转动。因此，定子通过线圈电流方向发生变化驱动摆动件11绕着O点摆动进而驱动中心轴4转动(下文有具体说明)。

在该优选的实施例当中，如图9-11所示，摆动件11以及两个定子是环形的一部分，如图10所示，由于本实施例当中摆动件11是往复摆动的，不是做圆周运动的，定子和摆动件能够以同样的半径(图11中的圆的半径)绕着中心点O点分布，基于此，两个定子对摆动件11的磁力为图11中的箭头方向或者箭头方向的相反方向，该力的方向是同样的圆的切线方向，因此当对摆动件的磁力的大小一定的时候，位于切线方向上的磁力能够对中心O点能够提供最大的扭矩，进而对中心轴4输出最大的扭矩，因此，其相对于现有技术中的步进电机在电流一定的情况下，能够提供最大的扭矩。

如图9-11所示的，线圈可以位于定子上，在一些其他实施例当中，如图8所示的，线圈也可以位于摆动件上，在线圈位于摆动件上的时候，定子带有磁性，线圈被通电以使得摆动件带有磁性进而受到定子磁场的磁力，根据通电方向，摆动件受到定子相应的引力或斥力，力的方向也如图9-10所示的，为摆动件弧形运动方向的切线方向，和图11中的实施例可以达到相同的最大扭矩输出的效果。

在如图8-10所示的一种优选的实施例当中，单向轴承3包括有和外固定件13固定连接的、和中心轴4固定连接的单向轴承内圈32，单向轴承外圈可沿着两个方向转动，单向轴承内圈仅可沿一个方向转动，因此，外固定件13输送给单向轴承外圈的往复转动可转化为单向轴承内圈的单向转动，为了固定外固定件13和单向轴承外圈31使得外固定件13的转动驱动单向轴承外圈31的转动，在一个优选的实施方式中，如图2所示，外固定件13的内部设有一个凸部131，单向轴承外圈31上设有一个和凸部131配合的凹部311，凸部进入凹部以固定外固定件13和单向轴承外圈31。当然在另外一些实施例当中，外固定件13上可设有多个凸部，相对应的单向轴承外圈31上设有多个凹部，或者在其他实施例当中，外固定件13上为凹部，单向轴承外圈31上为凸部，在其他实施方案中，单向轴承外圈31和外固定件13也可以通过其他固定方式进行固定。如图9所示的实施例设有一个外壳5对定子、中心轴等位置进行固定。

在除了8-10实施例之外的一些其他实施例，如图13所示，摆动件11和中心轴4是固定连接的(不通过单向轴承或者普通的轴承连接)，摆动件11摆动能够驱动中心轴4往复转动，中心轴不是圆周运动的，此种情况下，中心轴可连接有单向离合器轴承，在一个具体的实施方式中，可采用文献《单向离合器轴承的工作原理及应用》，《轴承》2001，NO.9全文中所记载的的单向离合器，该文献被全文引用于此，如图13所记载的是一种优选的，图中的的摆动轴41是和中心轴4为同一个轴或者固定连接可以随着中心轴4往复转动的，摆动轴41是输入轴，转动轴42是输出轴，输入轴41的左旋和右旋能够使得转轴42朝着一个方向的转动，在具体的使用中，为了使得转动恒速，可以调节各部件的参数，特别的是各齿轮的周长和齿数。此种情况下，可通过摆动输出更大的扭矩，其可应用于汽车等需要持续扭矩输出的机械。在另外一些应用场合，如电锯、筛子、剃须刀等，不需要单向的扭矩输出，因此往复转动的中心轴不需要和单向离合器轴承或者单向轴承等转化装置连接，此时中心轴可直接连接相对应的部件，进而驱动该部件往复运动。

为了对定子等进行固定，在更优选的方案中，如图5所示的，中心轴上连接有一个外壳5，定子2被外壳5固定，中心轴和足够的长度伸出外壳5，外壳和中心轴之间设有轴承7，该轴承可为普通双向轴承，也可以通过设置其他常规的部件对中心轴进行固定，进而使得中心轴可以在外壳不动的情况下转动。定子2上的线圈连接有一个位于外壳5外部的接线柱6以向线圈内输入可变化的电流，进而使得定子周围设有可变化的磁场，图6是观察该电机装置的截面图，在该电机装置中，输出的中心轴的转动方向仅为X方向，外固定件可沿着X和Y方向转动，该中心轴也仅能够沿着X方向转动。

图7a-d是一个实施方式下摆动件根据电流方向变化位置的变化图，首先如图7a所示的，定子上的电流按照图中的方向，以图中正上方的摆动件为例，该摆动件左方的定子为左定子，该摆动件右方的定子为右定子，此时右定子对该摆动件为引力，左定子对该摆动件为斥力，摆动件位于最右侧，此处摆动件可以与右定子接触也可以保持固定的距离。第一步，如图7b所示，电流方向发生变化，右定力对该摆动件表现为斥力，左定子表现为引力，该摆动件在左右两个定子的作用下沿着图中的X1方向摆动，该摆到一定位置(该位置可为接近于最左侧的位置，如图7c所示)触发控制电流的控制器改变电流，直至摆动器摆动最左侧，如图7c所示，在该处，该摆动件受到左摆动件的斥力和右摆动件的引力，两个力使得该摆动件沿着图7d中的Y1方向摆动，直至摆动到图7a的位置，完成一个摆动周期。在更具体的实施方式中，该摆动件如图7b向沿着X1方向摆动的时候，外固定件13沿着X方向转动，进而驱动中心轴沿着X方向转动；该摆动件如图7d沿着Y1方向摆动的时候，外固定件沿着Y方向摆动，但是由于单向轴向的作用，中心轴保持静止或在惯性作用下持续转动。因此，中心轴只能沿着图7b中的X方向转动，进而将该转动输出。在该电机中，一个实施例当中，是一种步进电机，该摆动件在最右侧位置和最左侧位置之间的夹角为θ，该角度即为步进角，按照本发明往复摆动式，相对于传统的步进电机，可实现比转动更小的步进角。

为了实现中心轴更大的扭矩输出，在更优选的方式中，通过实现周向联动的方式，具体所述的摆动器通过设置有多个可以摆动的摆动件11，即摆动器的一个固定端连接有多个自由端，每个自由端对应的设有一个摆动件11，多个自由端的摆动件11均绕着固定端摆动并同时给固定端提供扭矩。具体的，如图1所示，本实施例上设有绕着固定端中心点均匀分布的4个定子以及4个摆动件，两者相邻的定子之间均设有摆动件11，4个摆动件通过不同的4个连接杆和同一个外固定件13固定连接，4个摆动件11可将各自提供的功率输出到固定端的外固定件13，进一步通过中心轴4输出。为了实现4个摆动件的摆动方向一致，如图1所示，相邻摆动件靠近的极向方向相同，均为南极或均为南极，基于此，同一外固定件连接的摆动件的数量通常为偶数，如2个、4个、6个、8个等，当然，也可以设置为奇数，当为奇数的时候，至少有一个相邻的定子之间不设有摆动件。如图3所示的为另外一个实现轴向联动方向的摆动。在该实施方式当中，摆动件的数量为8个，相对应的，定子的数量为8个。更进一步的，为了获得更大的扭矩输出，在另一个更优选的实施例当中，在周向联动的基础上，可以进行轴向联动，具体方式如图4所示是一种联动电机，该联动电机中，中心轴4沿着轴向方向设有四个联动电机组，具体的通过中心轴的轴向方向上设有四个外固定件，外固定件图4中未示出，外固定件与中心轴的连接方式也采用如上所述的单向轴承连接方式，即该实施方式中的中心轴在轴向方向分布有4个单向轴承，每个单向轴承的外圈连接有对应的外固定件，每个外固定件连接有若干个连接杆12以及与连接杆12连接的摆动件11，定子的数量和位置根据摆动件的数量和位置进行设置以保证定子能够驱动摆动件往复摆动。在其他一些实施方式中，中心轴在轴向方向也可以分布有2个3个或者更多的单向轴承以及相对应的摆动器。

进一步的，如图4所示的电机装置设有一外壳5，定子2固定在外壳5上，定子外设有电流可变化的线圈以提供定子周围能够变化的磁场。每个定子的线圈可通过一个总的接线柱6输入，总的接线柱输入可使得线圈内的电流方向同步的变化进而提供摆动件的同步摆动。中心轴4有足够的长度能够伸出外壳5，并且和外壳5之间可设有轴承7，在外壳固定的情况下，中心轴4可进行转动。总的接线柱的电流可被控制器控制以改变电流方向。

在图4所示的实施例当中，每个外固定件可连接一个连接杆以及摆动件11，此时仅为轴向联动；每个外固定件可连接多个连接杆以及摆动件11，此为周向和轴向的双重联动，能够实现更大的扭矩输出，其中周向联动的方式如图1和3所示。

实施例2本实施例公开了实施例1的电动装置的另一个具体应用，其为一种同时使用两个方向扭矩的场合，如应用在一种共轴多旋翼的飞行器，如无人机。如图15是现有技术当中的一种四轴八旋翼飞行器，每根机臂上设有上下两套动力结构，如图15所示的，每根机臂上设有一个上旋翼91和下旋翼92，为平衡每根机臂的反扭力，上下旋翼的旋转方向相反。在现有的装置中，每根机臂上的上下两个旋翼分别通过不同的动力机构驱动，即设有单独的电机分别驱动上下旋翼，这样会导致结构复杂，投资成本高、加大机身重量。因此，本实施例公开了本发明电动装置驱动的飞行器。如图14是该电动装置应用的示意图，图14是垂直于图1方向所观察到的示意图，在图14示出的实施例中，连接杆12分别连接有摆动件(未示出)和外固定件13，如图14所示，外固定件13内连接有两个单向轴承3,两个单向轴承分别固定有不同的中心轴，在图14中为第一中心轴41和第二中心轴42，第一中心轴和第二中心轴分别驱动同一机臂上不同的上下旋翼转动，为了使得上下旋翼的转动方向相反，第一中心轴41和第二中心轴42被驱动的转动方向相反，具体的一个实施方式中，第一中心轴只能够沿着图14中X方向转动以驱动相对应的旋翼，第二中心轴只能够沿着图14的Y方向转动以驱动相应的旋翼，这可根据两个单向轴承来进行调整。图14实施例的两个单向轴承连接有同一个外固定件13，单向轴向采用相对应的轴承转动方向以对应第一中心轴和第二中心轴的转动方向。因此，当外固定件被摆动件驱动沿着图14中X方向转动的时候，外固定件13通过右边的单向轴承驱动第一中心轴41转动进而驱动相对应的旋翼，此时，第二中心轴42在惯性作用下空转；当外固定件被摆动件驱动沿着图14中Y方向转动的时候，外固定件13通过左边的单向轴承驱动第二中心轴42转动进而驱动相对应的旋翼，此时，第一中心轴41在惯性作用下空转。因此摆动件的往复摆动能够输出足够的动力使得第一中心轴和第二中心轴同时转动，进而通过一个动力结构就能够驱动同一机臂的上下旋翼朝着相反的方向转动，节约了机身重量、简化了结构。在一种实施方式中，摆动件结构可以采用图8-12只有一个摆动件的实施方式；在另外一种能够输出更大的动力的实施方式中，摆动件结构采用图1/3/6/7中的通过周向集成的的摆动件结构，在该实施方式中，外固定件13通过多个连接杆12连接多个摆动件，多个摆动件往复摆动共同驱动外固定件13往复转动，进而给第一中心轴和第二中心轴输出更大的动力，进一步的给上下旋翼提供更大的风力。在一些需要更大动力的情况下，每个中心轴(第一中心轴或第二中心轴)可通过多个单向轴承连接有多个相对应的外固定件13，如2-8个，进而能够实现更大的动力输出。

实施例3，如附图17所示，本实施例公开了是一种电动装置，其摆动器按照实施例1中所述的摆动器设置，和实施例1的区别在于，其摆动件11仅绕着固定端的中心点O摆动，在固定端不进行扭矩输出，固定点仅作为支撑点，如图17所示的，摆动器还包括有和摆动件连接的主动齿部14，具体的，可通过长杆结构连接摆动件和主动齿部14，主动齿部上设有齿条，与主动齿部14配合的设有被动齿部15，主动齿部被摆动件11驱动沿着固定端O点往复摆动，进而驱动被动齿部15沿着图17的箭头方向往复摆动并进行动力输出。如图18示出了一些其他实施方式，在该实施方式中，摆动件11上直接设有齿条，被动齿部直接和摆动件上的齿条配合进而通过摆动件驱动被动齿部沿着箭头方向往复摆动。图17和18的被动齿部的摆动方向为直线，在一些具体的应用方式中，改电动装置可应用于电锯、筛子、剃须刀等需要往复直线运动的产品当中。

如图19a-d所示，在更进一步的方案中，被动齿部15连接有曲杆结构16，被动齿部15的直线往复运动可通过曲杆结构16转化为转动。如图19a所示，摆动件摆动到图中的最左端，通过主动齿部14驱动被动齿部15向最左侧移动，进一步的如图19b-d所示，主动齿部14驱动被动齿部15沿着图中的左右方向直线往复运动，进一步驱动曲杆结构16的输出轴转动，输出轴如图19a曲杆结构的圆形轮结构。在其他一些实施例当中，如图20a-d所示，摆动件11上直接设有齿条，被动齿部15和摆动件11上的齿条配合，进一步通过摆动件的往复摆动驱动被动齿部往复直线运动，以驱动曲杆结构的输出轴转动。

在一些具体的应用方式中，其可应用于汽车等需要持续扭矩输出的机械当中。

实施例4：在一些数控机床等领域，在工作一段时间后，需要改变电机输出的方向，现有的电机是通过改变电机输入的电流方向进而改变电机的输出方向，但是在一些电机当中，电流是被固定的，不能人为改变电流的方向。基于此，本实施例公开了一种电机装置，所述的电机装置能够选择性的持续向一个方向输出，并能够在需要的时候改变输出方向，能够应用于数控机床等领域。具体的，如图21所示，本实施例的电机装置包括本发明所述的摆动器，在一个实施方式中，摆动器仅有一个摆动件11，在另一些实施方式中，可以采用轴向和/或周向联动的方式，即摆动器包括有多个摆动件，其具体的连接方式在上述实施例当中已经有详细的描述。继续如图21所示，一个或者多个连接杆12固定连接有输入轴43，所述的固定连接可以是连接杆和输入轴是一个部件也可以是通过螺钉等部件连接。如图21所示，输入轴根据摆动件11的摆动进行往复转动，输入轴能够同时驱动两个电磁离合器的主动轴或主动盘绕着相反的方向转动，使得两个电磁离合器能够输出相反的动力方向，两个电磁离合器能够分别驱动输出轴51转动，在需要的时候，其中一个电磁离合器能够断开避免动力传输，因此另外一个电磁离合器传输动力，输出轴51被传动动力的电磁离合器驱动，当需要改变输出轴方向的时候，仅需要改变传动动力的电磁离合器即可。在一个具体的实施方式中，输入轴连接有输入齿轮44，输入轴驱动输入齿轮44转动，输入齿轮44连接有第一单向轴承45a和第二单向轴承45b，在一个实施方式中，输入齿轮和第一单向轴承45a的外圈连接，第一单向轴承45a的内圈连接有第一转轴46a，输入齿轮跟随输入轴摆动，进而驱动第一单向轴承的外圈往复转动，进一步驱动第一转轴单向的转动，在另外一些具体实施方式中，第一单向轴承的外圈配合齿轮，输入齿轮和该齿轮齿合，进而使得输入齿轮驱动第一单向轴承的外圈往复转动。进一步的，如图21所示，第一转轴46a连接有第一电磁离合器47a，具体的第一转轴连接第一电磁离合器的主动轴或主动盘，第一电磁离合器的从动轴或从动盘连接有第二转轴48a，第二转轴连接传动齿轮a49a，传动齿轮a连接有输出齿轮50；相同的，第二单向轴承45b连接有第三转轴46b，第三转轴46b连接有第二电磁离合器47b，第二电磁离合器连接第四转轴48b，第四转轴连接传动齿轮b 49b，传动齿轮b连接有输出齿轮50。上述的输出齿轮50连接输出轴51进而能够驱动输出轴51转动。

本发明的第一单向轴承和第二单向轴承可采用不同的单向轴承以使得其输出的方向相反，具体转动方向如图21-22所示，如图21，为了使得输出轴51绕着如图所示的方向转动，闭合第二电磁离合器47b，断开第一电磁离合器，输入轴43的往复转动驱动输入齿轮往复转动，通过第二单向轴承45b的作用，第三转轴46b按照如图21方向转动，进而通过第二电磁离合器驱动第四转轴48b按照如图21方向转动，第四转轴通过传动齿轮b49b、输出齿轮50驱动输出轴51按照如图21方向转动。这个时候，第一转轴46a、第二转轴48a、传动齿轮a等一些部件进行空转。

当需要改变输出轴51的转动方向的时候，这个时候闭合第一电磁离合器，断开第二电磁离合器，在一个具体的实施方式中，两个电磁离合器的电路连接图如图23所示。根据上述相同的原理，输出轴51按照如图22的方向转动以适用工作要求。

本实施例将摆动器应用于能够改变输出方向的电机当中，一方面，如上所述的，对摆动件的磁力方向垂直于连接杆的方向，磁力对位于中心的输入轴43能够提供更大的扭矩，使得电机能够输出更大的功率，进一步的能够通过周向或轴向联动的方式提高输出功率。另一方面，改变输出轴方向的时候不需要手工的改变电流方向，只需要操作开关即可。

本申请中出现的各术语的按照以下理解：

往复转动：是固定的轴做转动方向可变的运动，可在转动一圈以上改变转动方向，也可以在转动一圈以内改变转动方向；

周期摆动：指一个部件针绕着特定的轴做周期性的转动，每个周期可完成一个或若干圈转动，也可为一个小角度的转动；

单向转动：指一个轴部件沿着其轴心只进行一个方向的转动。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种电动装置，其特征在于，包括:

至少一个摆动器(1)，所述的摆动器包括一个固定端和至少一个自由端，所述的自由端设有摆动件(11)，摆动件被方向周期变化的磁力驱动以使得摆动件(11)能够绕着固定端往复摆动；

至少一个定子(2)，定子位置被固定，定子带有磁性以使其周围带有磁场，摆动件位于该磁场内并受到磁力，该磁力方向可周期性的变化；

至少一个转化装置，转化装置包括一个输入端和一个输出端，所述的输入端和摆动器固定端连接，摆动件能够驱动输入端往复摆动，所述的转化装置可将输入端的往复摆动转化为输出端的单向转动；

至少一个中心轴(4)，中心轴和转化装置的输出端连接并被输出端驱动单向转动以向外输出动力。

2.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述的定子上设有线圈，线圈内能够通电流以使得定子周围具有磁场，线圈内的电流方向能够周期性的变化以使得摆动件受到的磁力方向周期性的变化，进一步驱动摆动件绕着相应固定端周期性的摆动。

3.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述的定子为磁铁，摆动件上设有通电线圈以使得摆动件带有磁性，摆动件上的线圈电流方向可被周期性的变化以使得摆动件受到的磁力方向周期变化，进一步驱动摆动件绕着固定端周期性的摆动。

4.根据权利要求2或3任一项所述的电动装置，其特征在于，所述的摆动件受到的磁力方向垂直于自由端和固定端的连线，以能够促使摆动件受到的磁力能够对固定端施加最大化的扭矩。

5.根据权利要求2或3任一项所述的电动装置，其特征在于，所述的转化装置包括一个单向轴承(3)，该单向轴向包括有单向轴承外圈(31)和单向轴承内圈(32)，单向轴承内圈连接有一中心轴(4)，摆动器的固定端设有一外固定件(13)，外固定件连接于单向轴承外圈(31)，摆动件能够驱动外固定件往复转动进而驱动单向轴承外圈往复转动，并驱动单向轴承内圈通过中心轴(4)输出单向转动。

6.根据权利要求2或3任一项所述的电动装置，其特征在于，所述的每个摆动器包括数量为偶数的摆动件，所述的每个摆动件均匀的分布于相应固定端的周围，相邻摆动件之间设有定子，在同一时间点内，相邻的两个定子给位于该两个定子之间的摆动件提供方向相同的磁力。

7.根据权利要求6所述的电动装置，其特征在于，所述的电动装置沿着中心轴的轴向方向分布有若干个单向轴承，每个单向轴承向中心轴输出方向相同的转动，以驱动中心轴输出单向转动。

8.根据权利要求2-3、7任一项所述的电动装置，其特征在于，电动装置还包括传感装置，该传感装置包括检测摆动件摆动位置的传感器(8)以及控制器，控制器可控制定子或摆动件上线圈的电流方向，传感器将摆动件的位置信号输入到控制器，所述的控制器根据摆动件的位置控制电流方向。

9.根据权利要求2或3所述的电动装置,其特征在于，摆动器的固定端设有一外固定件(13)，外固定件连接有两个单向轴承，该两个单向轴承分布于同一轴线上，每个单向轴承包括有单向轴承外圈(31)和单向轴承内圈(32)，摆动器的外固定件和两个单向轴承外圈连接，两个单向轴承内圈分别连接第一中心轴(41)和第二中心轴(42)，外固定件被驱动周期摆动并通过两个单向轴承分别驱动第一中心轴和第二中心轴单向转动。

10.根据权利要求9所述的电动装置，其特征在于，第一中心轴和第二中心轴的转动方向相反。

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