CN214380579U - 一种转动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转动机构，转动机构包括第一转子、第一定子、电路，所述第一定子上设有第一电磁铁，所述第一转子上设有间隔布置的第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极与所述第二磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极相反，所述电路包括构成依次电连接且构成回路的电源、PLC和所述第一电磁铁的线圈，所述PLC连接有双极锁存型霍尔效应传感器。本实用新型通过双极锁存型霍尔效应传感器不断改变输入在电磁铁上的线圈的方向，以此不断改变电磁铁两个端面的磁极，进而吸引和排斥设在转子上的多个永磁铁，进而驱动转子转动，因而在转子的转动速度的控制方面，无需减速器，只需调整永磁铁的种类进而调整其磁能，可实现减速的目的。

Description

一种转动机构

技术领域

本实用新型涉及动力工程领域，具体涉及一种转动机构。

背景技术

在现有的转动机构中，一般采用将原动机与减速器连接的方式来减小转速，然而减速器的造价昂贵，而且常用的减速器采用输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，因此体积较大，需占用较大的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的针对目前减速器价格昂贵，占用体积较大的问题，提供一种转动机构。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种转动机构，转动机构包括第一转子、第一定子、电路，所述第一定子上设有第一电磁铁，所述第一转子上设有间隔布置的第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极与所述第二磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极相反，所述电路包括构成依次电连接且构成回路的电源、PLC和所述第一电磁铁的线圈，所述PLC连接有双极锁存型霍尔效应传感器，当所述双极锁存型霍尔效应传感器置于N极磁场时，所述PLC控制所述电源在所述第一电磁铁的线圈上施加反向电流，当所述双极锁存型霍尔效应传感器置于S极磁场时，所述PLC控制所述电源在所述第一电磁铁的线圈上施加正向电流。通过双极锁存型霍尔效应传感器，实现了第一电磁铁两端磁极的不断变化，进而实现对第一磁铁和第二磁铁的吸引与排斥，从而使得第一转子不断地旋转，因此在控制转速方面，只需要变化使用第一磁铁和第二磁铁的种类，进而改变其磁能，即可实现转速的控制。

进一步，所述转动机构还包括第二转子，所述第二转子与第一转子相对于所述第一电磁铁的轴线的中垂线轴对称，并与所述第一转子相连接。

进一步，所述第二转子上设有间隔布置的第三磁铁和第四磁铁，所述第三磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极与所述第四磁铁面向所述第一电磁铁的端面的磁极相反，所述第三磁铁的位置与第一磁铁的位置相对应，所述第四磁铁的位置与所述第二磁铁的位置相对应。提高了驱动第一转子和第二转子转动的扭矩。

进一步，所述第一磁铁和第二磁铁的数量为多个，两者的数量等同，在所述第一转子上周向且交替布置，所述第一电磁铁的数量与第一磁铁的数量相同，且在所述第一定子上周向布置。

进一步，所述第三磁铁和第四磁铁的数量为多个，且两者的数量等同，在所述第二转子上周向且交替布置。

进一步，所述第三磁铁面向所述第一电磁铁的端面的电极与所述第一磁铁面向所述第一电磁铁的端面的电极相反，所述第四磁铁面向所述第一电磁铁的端面的电极与所述第二磁铁面向所述第一电磁铁的端面的电极相反。

进一步，所述双极锁存型霍尔效应传感器设在所述第一电磁铁的端面上。

进一步，所述第二转子的底部间隔设置有第三转子，所述第三转子上周向且交替设置多个第五磁铁和第六磁铁，所述第五磁铁和第六磁铁靠近所述第一电磁铁的端面的磁极相反，所述第三转子与第二转子连接，所述第三转子与第二转子之间设有第二定子，所述第二定子设有第二电磁铁。可利用转子转动的扭矩，利用电磁感应原理发电，最大限度的减少了电量的使用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的转动机构，通过双极锁存型霍尔效应传感器不断改变输入在电磁铁上的线圈的方向，以此不断改变电磁铁两个端面的磁极，进而吸引和排斥设在转子上的多个永磁铁，进而驱动转子转动，因而在转子的转动速度的控制方面，无需减速器，只需调整永磁铁的种类进而调整其磁能，或者调整输入电流的大小，即可实现减速的目的。

附图说明：

图1为第一转子、第二转子、第三转子、第一定子和第二定子连接方式示意图；

图2为本实用新型原理示意图(俯视)，其中箭头方向为移转动方向；

图3为图2的A部分结构示意图，示出了本实用新型第一转子可相对于第一定子转动的原理；

图4为本实用新型第三转子转动以及第二电磁铁做切割磁感线运动的原理图。

图中标记：1-第一转子，2-第二转子，3-第一定子，4-第二定子，5-第三转子，6-第一磁铁，7-第二磁铁，8-第一电磁铁，9-第三磁铁，10-第四磁铁，11-第二电磁铁，12-第五磁铁，13-第六磁铁，14-双极锁存型霍尔效应传感器，15-PLC，16-电源，17-转轴。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

本实施例提出了一种转动机构，如图1所示，包括由上到下依次间隔布置且连接的第一转子1、第二转子2、第三转子5、第一定子3和第二定子4，五者通过转轴17连接，第一转子1、第二转子2、第三转子5固定在转轴17上，可通过三者之一的转动带动另二转动，第一定子3和第二定子4与转轴17之间通过轴承连接，使得当转轴17转动时，第一定子3和第二定子4可固定不动。

如图2-4所示，在第一转子1上固定有第一磁铁6和第二磁铁7，第二转子2上固定有第一电磁铁8，第一磁铁6和第二磁铁7面向第一电磁铁8的端面分别为S极和N极，因此第一磁铁6和第二磁铁7的另一个端面的磁极分别为N极和S极。

第一磁铁6和第二磁铁7数量为多个，本实施例中均为4个，在第一转子1上周向交替布置。第一电磁铁8设在第一定子3上，数量为6个，在第一定子3上周向布置。

第一磁铁6、第二磁铁7、第三磁铁9和第四磁铁10均为永磁铁。

第二转子2上固定有4个第三磁铁9和4个第四磁铁10，两者在第二转子2上周向交替布置，第三磁铁9和第四磁铁10面向第一电磁铁8的端面的磁极分别为N极和S极。

第一电磁铁8包括条形的铁芯以及缠绕在铁芯上的线圈，线圈可以通电流。因此第一电磁铁8与第一磁铁6、第二磁铁7、第三磁铁9和第四磁铁10的位置合适，使得铁芯可以吸引第一磁铁6、第二磁铁7、第三磁铁9和第四磁铁10。

第一电磁铁8的线圈的两端与PLC 15和电源16形成电路，且PLC 15与双极锁存型霍尔效应传感器14连接，可接收双极锁存型霍尔效应传感器14传递的信号，连接方式为电连接或者无线连接。

双极锁存型霍尔效应传感器具有如下特性：霍尔元件在感应到某极性达到开启点的磁场强度时，输出低电压，此低电压一直会锁存到霍尔元件感应到另一极性达到关闭点的磁场强度，霍尔跳变为高电压输出。

因此，在本实施例中另双极锁存型霍尔效应传感器14为置于大于阈值的N极磁场强度时，发出高电压，置于大于阈值的S极磁场强度时，发出低电压，当双极锁存型霍尔效应传感器14发出高电压时，PLC 15控制电源16在第一电磁铁8的线圈上施加反向电流，反之，则施加正向电流。此处的阈值，与双极锁存型霍尔效应传感器14的型号相关。本实施例中，当第一电磁铁8通正向电流时，上端面为S极，下端面为N极，通反向电流时，上端面为N极，下端面为S极。但是N极和S极的磁场强度均未达到影响双极锁存型霍尔效应传感器14的阈值。

同时，将双极锁存型霍尔效应传感器14设置于第一电磁铁8的端面上，本实施例设置于上端面。

基于上述结构第一定子3在电源的作用下可以使得第一转子1和第二转子转动，具体的：在初始状态下电源16在第一电磁铁8的线圈(以下简称线圈)施加正向电流，此时第一电磁铁8的上端面为S极，下端面为N极，则第二磁铁7和第四磁铁10被吸引，第一磁铁6和第三磁铁9被排斥，由于第二磁铁7、第四磁铁10、第一磁铁6和第三磁铁9为固定的，因此磁力带动第一转子1和第二转子3转动(本实施例为逆时针转动)，当第一电磁铁8与第二磁铁7和第四磁铁10完全或者即将完全重合时，N极磁场大于阈值，则双极锁存型霍尔效应传感器14发出高电压，PLC 15控制电源16在第一电磁铁8上施加反向电流，则第一电磁铁8的上下两个端面的磁极调换，此时上端面为N极，下端面为S极，此时，第一电磁铁8的上端面和下端面分别与第二磁铁7和第四磁铁10相排斥，与位于第二磁铁7和第四磁铁10右侧和左侧的第一磁铁6和第三磁铁9相吸引，然而第一转子1和第二转子2具备了逆时针转动的惯性，因此在第二磁铁7和第四磁铁10右侧的第一磁铁6和第三磁铁9的吸引力的作用下，第一转子1和第二转子2均继续逆时针转动，当第一电磁铁8与第二磁铁7和第四磁铁10完全或者即将完全重合时，S极磁场大于阈值，双极锁存型霍尔效应传感器14发出底电压，PLC 15控制电源16在线圈上施加正向电流，此时第一电磁铁8的上下两个端面的磁极方向再次改变，上端面为S极，下端面为N极。周而复始，实现了第一转子1和第二转子2的持续转动。

其中，为了实现第一转子1和第二转子2的持续转动的目的，第一磁铁6和第二磁铁7以及第三磁铁9和第四磁铁10之间的距离、第一磁铁6和第二磁铁7以及第三磁铁9和第四磁铁10的磁场强度、第一电磁铁8与第一磁铁6和第二磁铁7以及第三磁铁9和第四磁铁10之间的距离可通过有限次的实验得到，同时第一转子1和第二转子2的转动方向可通过改变第一磁铁6和第二磁铁7以及第三磁铁9和第四磁铁10的位置和方向实现。如果将转轴17的轴向长度延长，那么转轴17可以作为输出轴。

在第二转子2的底部，还间隔设有第三转子5，第二转子2与第三转子5之间设有第二定子4，第二定子4通过轴承固定在转轴17上，第三转子5与转轴17连接，使得当第一转子1和第二转子2转动时，可同步带动第三转子5转动。

第二定子4上周向设有6个第二电磁铁11，第三转子5上设有四对第五磁铁12和第六磁铁13，第五磁铁12和第六磁铁13面向第二电磁铁11的端面的磁极分别为N极和S极，且在竖直方向上，第五磁铁12与第三磁铁9重合，第六磁铁13与第四磁铁10重合，因此在第五磁铁12与第三磁铁9之间，第六磁铁13与第四磁铁10之间形成磁场，当第一转子1、第二转子2和第三转子5转动时，第二电磁铁11在磁场中切割磁感线，根据电磁感应原理，第二电磁铁11的线圈中可产生电流，在第二电磁铁11的线圈的两端与蓄电池连接，起到了节约电的效果。

Claims (8)

1.一种转动机构，其特征在于：转动机构包括第一转子(1)、第一定子(3)、电路，所述第一定子(3)上设有第一电磁铁(8)，所述第一转子(1)上设有间隔布置的第一磁铁(6)和第二磁铁(7)，所述第一磁铁(6)面向所述第一电磁铁(8)的端面的磁极与所述第二磁铁(7)面向所述第一电磁铁(8)的端面的磁极相反，

所述电路包括构成依次电连接且构成回路的电源(16)、PLC(15)和所述第一电磁铁(8)的线圈，所述PLC(15)连接有双极锁存型霍尔效应传感器(14)，当所述双极锁存型霍尔效应传感器(14)置于N极磁场所述PLC(15)控制所述电源(16)在所述第一电磁铁(8)的线圈上施加反向电流，当所述双极锁存型霍尔效应传感器(14)置于S极磁场时，所述PLC(15)控制所述电源(16)在所述第一电磁铁(8)的线圈上施加正向电流。

2.根据权利要求1所述的转动机构，其特征在于：所述转动机构还包括第二转子(2)，所述第二转子(2)与第一转子(1)相对于所述第一电磁铁(8)的轴线的中垂线轴对称，并与所述第一转子(1)相连接。

3.根据权利要求2所述的转动机构，其特征在于：所述第二转子(2)上设有间隔布置的第三磁铁(9)和第四磁铁(10)，所述第三磁铁(9)面向所述第一电磁铁(8)的端面的磁极与所述第四磁铁(10)面向所述第一电磁铁(8)的端面的磁极相反，所述第三磁铁(9)的位置与第一磁铁(6)的位置相对应，所述第四磁铁(10)的位置与所述第二磁铁(7)的位置相对应。

4.根据权利要求3所述的转动机构，其特征在于：所述第一磁铁(6)和第二磁铁(7)的数量为多个，两者的数量等同，在所述第一转子(1)上周向且交替布置，所述第一电磁铁(8)的数量与第一磁铁(6)的数量相同，且在所述第一定子(3)上周向布置。

5.根据权利要求4所述的转动机构，其特征在于：所述第三磁铁(9)和第四磁铁(10)的数量为多个，且两者的数量等同，在所述第二转子(2)上周向且交替布置。

6.根据权利要求5所述的转动机构，其特征在于：所述第三磁铁(9)面向所述第一电磁铁(8)的端面的电极与所述第一磁铁(6)面向所述第一电磁铁(8)的端面的电极相反，所述第四磁铁(10)面向所述第一电磁铁(8)的端面的电极与所述第二磁铁(7)面向所述第一电磁铁(8)的端面的电极相反。

7.根据权利要求6所述的转动机构，其特征在于：所述双极锁存型霍尔效应传感器(14)设在所述第一电磁铁(8)的端面上。

8.根据权利要求7所述的转动机构，其特征在于：所述第二转子(2)的底部间隔设置有第三转子(5)，所述第三转子(5)上周向且交替设置多个第五磁铁(12)和第六磁铁(13)，所述第五磁铁(12)和第六磁铁(13)靠近所述第一电磁铁(8)的端面的磁极相反，所述第三转子(5)与第二转子(2)连接，所述第三转子(5)与第二转子(2)之间设有第二定子(4)，所述第二定子(4)设有第二电磁铁(11)。

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